Новое исследование, проведенное Аргоннской национальной лабораторией совместно с SQM, анализирует воздействие лития на окружающую среду и предлагает конкретные улучшения для перехода к устойчивому производству лития, что имеет ключевое значение для разработки электромобилей.
Ключевое исследование по устойчивому развитию и производству лития
Новое крупное исследование, проведенное исследователями Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), предоставило критически новое понимание процесса производства лития и его связи с долгосрочной экологической устойчивостью, особенно в области транспорта с аккумуляторами и электромобилей.
Статья под названием «Анализ жизненного цикла карбоната лития и моногидрата гидроксида лития из рассолов и руд и их использования в катодах литий-ионных батарей и самих литий-ионных батареях с точки зрения энергопотребления, выбросов парниковых газов и водопотребления» была опубликована в журнале Resources, Conservation & Recycling и стала результатом уникального сотрудничества с чилийской компанией SQM, одним из крупнейших в мире производителей лития.
Результаты исследования
По словам аналитика жизненного цикла Аргоннского университета и ведущего автора Джарода Келли, исследователи (используя операционные данные, предоставленные SQM) обнаружили, что источники лития, как с точки зрения процесса, так и местоположения, могут существенно влиять на сопутствующее воздействие на окружающую среду.
Фактически, «результаты показывают, что потребление энергии, выбросы парниковых газов, выбросы диоксида серы и потребление воды концентрированным литиевым рассолом и связанными с ним конечными продуктами могут значительно различаться в зависимости от используемого метода распределения ресурсов », — пояснил Келли.
Исследователи смоделировали литий на основе рассола, извлеченный из Салар-де-Атакама, большого соляного озера, расположенного на севере Чили недалеко от Анд. Литий естественным образом высушивается в больших прудах для испарения воды, концентрирования лития и удаления примесей. Затем добавляются материалы и энергия для производства карбоната лития и гидроксида лития. Эти два конечных продукта отправляются по всему миру производителям катодов для аккумуляторов, которые перерабатывают их в широкий спектр материалов для аккумуляторов.
Прогнозы и влияние на электромобильность
Результаты исследования могут иметь важное значение для оптимизации производства лития на каждом этапе процесса, что приведет к созданию более экологически чистой продукции, в частности, электромобилей на аккумуляторных батареях.
Международное энергетическое агентство прогнозирует, что спрос на литий может увеличиться в 40 раз в период с 2020 по 2040 год, в первую очередь из-за глобального распространения электромобилей.
«Изучение текущего производства лития и поиск возможностей для его дальнейшего производства, в том числе в Соединенных Штатах, имеют решающее значение для поддержания широкого распространения электромобилей », — сказал Майкл Ванг, директор Центра системной оценки Аргоннской национальной лаборатории и соавтор исследования.
«Это исследование также устанавливает базовый уровень для существующих методов и показывает нам потенциальные области для улучшения », — добавила Келли. «Благодаря дальнейшим исследованиям, эту информацию можно будет использовать для разработки передовых методов производства лития наиболее экологичным способом».
Сотрудничество с SQM
Компания SQM впервые обратилась в Аргоннскую национальную лабораторию в прошлом году с предложением о сотрудничестве в поддержку амбициозных целей в области устойчивого развития , о которых компания недавно объявила.
«В соответствии с нашим планом устойчивого развития мы хотим более внимательно изучить выбросы углекислого газа, потребление воды и энергии при производстве нашей литиевой продукции и посмотреть, как это влияет на всю цепочку создания стоимости », — сказала Вероника Готье, руководитель отдела инноваций в SQM. «Эта информация поможет нам достичь нашей цели — стать углеродно-нейтральными к 2030 году».
С другой стороны, анализ также поможет решить общую проблему глобальной тенденции к электрификации транспорта с использованием электромобилей на аккумуляторных батареях, сказал Ван.
«Электрификация часто направлена на обеспечение экологической устойчивости. Но нам нужно больше узнать о производстве литий-ионных батарей, прежде чем мы сможем сказать, что действительно движемся по пути устойчивого развития », — отметил он. «Это исследование предоставляет важную информацию о цепочке создания стоимости в сфере электромобильности».
Методология и объем исследования
Для формального анализа использовался инструмент моделирования с открытым исходным кодом GREET ( Greenhouse gases, Regulated Emissions and Energy in Technologies ) от Аргоннской национальной лаборатории, а также подробные данные и техническая экспертиза от компании SQM.
Помимо литиевого рассола, добытого в Чили, исследователи расширили свои данные, смоделировав литий в руде, добытой из сподумена в Западной Австралии.
Келли отметил, что это первый анализ такого рода, основанный на столь всеобъемлющих данных от отраслевого партнера.
Готье добавил, что SQM рада тому, что результаты исследования теперь стали общедоступными и будут способствовать глобальным усилиям по обеспечению ответственного и устойчивого производства лития.
«Для нас крайне важно обеспечить полную прозрачность в отношении того, как работает наш процесс, и мы рады использовать опыт и знания Аргоннской национальной лаборатории », — сказал он. «Обмен этой информацией будет иметь большую образовательную ценность».
подробнее
Статья «Ресурсы, охрана природы и переработка отходов» доступна для просмотра и скачивания.
Если вас интересует более подробная информация о наших достижениях в области устойчивого производства лития, пожалуйста, посетите раздел « Последние новости».
