L'energia geotermica è stata a lungo il membro dimenticato della famiglia dell'energia pulita, messa in ombra dall'energia solare ed eolica relativamente a buon mercato, nonostante il suo comprovato potenziale. Ma questo potrebbe presto cambiare, per un motivo inaspettato.

Le tecnologie geotermiche sono sul punto di sbloccare grandi quantità di litio da salamoie calde presenti in natura sotto luoghi come il Salton Sea in California, a due ore di auto da San Diego.

Il litio è essenziale per le batterie agli ioni di litio, che alimentano veicoli elettrici e accumulano energia. La domanda di queste batterie sta aumentando rapidamente, ma attualmente gli Stati Uniti dipendono fortemente dalle importazioni di litio da altri paesi:la maggior parte della fornitura di litio della nazione proviene da Argentina, Cile, Russia e Cina. La capacità di recuperare minerali critici dalle salamoie geotermiche negli Stati Uniti potrebbe avere importanti implicazioni per la sicurezza energetica e mineraria, nonché per le catene di approvvigionamento globali, le transizioni della forza lavoro e la geopolitica.

In qualità di geologo che lavora con le salamoie geotermiche e studioso di politica energetica, riteniamo che questa tecnologia possa rafforzare la catena di approvvigionamento di minerali critici della nazione in un momento in cui aumentano le preoccupazioni sulla sicurezza della catena di approvvigionamento.

Abbastanza litio per superare di gran lunga la domanda odierna degli Stati Uniti

Le centrali geotermiche utilizzano il calore della Terra per generare una fornitura costante di vapore per far funzionare le turbine che producono elettricità. Gli impianti funzionano portando su una complessa soluzione salina situata molto sottoterra, dove assorbe calore e si arricchisce di minerali come litio, manganese, zinco, potassio e boro.

Le salamoie geotermiche sono il liquido concentrato rimasto dopo l'estrazione di calore e vapore in un impianto geotermico. Negli stabilimenti di Salton Sea, queste salamoie contengono alte concentrazioni, circa il 30%, di solidi disciolti.

Se i progetti di test attualmente in corso dimostreranno che il litio per batterie può essere estratto da queste salamoie a costi contenuti, 11 impianti geotermici esistenti lungo il Salton Sea da soli potrebbero avere il potenziale per produrre abbastanza litio metallico da fornire circa 10 volte l'attuale domanda degli Stati Uniti.

Tre operatori geotermici nel campo geotermico di Salton Sea sono in varie fasi di progettazione, costruzione e collaudo di impianti pilota per l'estrazione diretta del litio dalle salamoie calde.

A piena capacità produttiva, le 11 centrali elettriche esistenti vicino al Salton Sea, che attualmente generano circa 432 megawatt di elettricità, potrebbero anche produrre circa 20.000 tonnellate di litio metallico all'anno. Il valore di mercato annuale di questo metallo sarebbe di oltre $ 5 miliardi ai prezzi correnti.

Rischi geopolitici nella filiera del litio

Le catene di approvvigionamento del litio esistenti sono piene di incertezze che mettono in discussione la sicurezza mineraria per gli Stati Uniti.

La guerra della Russia in Ucraina e la concorrenza con la Cina, nonché gli stretti legami tra Russia e Cina, sottolineano le implicazioni geopolitiche della trasformazione dell'energia pulita ad alta intensità di minerali.

La Cina è attualmente il leader nella lavorazione del litio e acquista attivamente riserve di litio da altri importanti produttori. Gli operatori minerari statali cinesi spesso possiedono miniere in altri paesi, che producono altri minerali vitali di energia pulita come il cobalto e il nichel.

Attualmente esiste un impianto di produzione di litio negli Stati Uniti. Tale impianto, in Nevada, estrae liquido salino e concentra il litio consentendo all'acqua di evaporare in stagni grandi e poco profondi. Al contrario, il processo di estrazione del litio durante la produzione di energia geotermica restituisce l'acqua e la salamoia alla terra. L'aggiunta di un'altra fonte nazionale di litio potrebbe migliorare la sicurezza energetica e mineraria per gli Stati Uniti e i suoi alleati.

Mancanza di supporto politico

L'energia geotermica rappresenta oggi meno dello 0,5% della produzione di elettricità su scala industriale negli Stati Uniti

Uno dei motivi per cui rimane una tecnologia energetica stagnante negli Stati Uniti è la mancanza di un forte sostegno politico. I risultati preliminari di uno studio di ricerca condotto da uno di noi indicano che parte del problema è radicato nei disaccordi tra le stesse società geotermiche vecchie e nuove, incluso il modo in cui parlano dei vantaggi dell'energia geotermica con i responsabili politici, gli investitori, i media e il pubblico.

L'energia geotermica ha la capacità di integrare l'energia solare ed eolica come fonte di alimentazione di base (è costante, a differenza del sole e del vento) e di fornire sicurezza energetica e minerale. Potrebbe anche offrire un ponte professionale per i dipendenti di petrolio, gas e carbone per la transizione verso l'economia dell'energia pulita.

Il settore potrebbe trarre vantaggio da politiche come i fondi per l'attenuazione del rischio per ridurre i costi di esplorazione delle trivellazioni, concedere programmi per dimostrare innovazioni, contratti energetici a lungo termine o incentivi fiscali.

L'aggiunta della produzione di metalli critici come litio, manganese e zinco da salamoie geotermiche potrebbe fornire agli operatori di energia elettrica geotermica un nuovo vantaggio competitivo e contribuire a inserire il geotermico nell'agenda politica.

L'energia geotermica ottiene una spinta in California

Le tendenze potrebbero andare nella giusta direzione per i produttori di energia geotermica.

A febbraio, la California Public Utilities Commission ha adottato un nuovo piano di sistema preferito che incoraggia lo stato a sviluppare 1.160 megawatt di nuova elettricità geotermica. Questo è in aggiunta alla decisione del 2021 di procurarsi 1.000 megawatt da risorse a emissioni zero, rinnovabili e generatrici di imprese con un fattore di capacità dell'80%, che possono essere soddisfatte solo dalle tecnologie geotermiche.

Le decisioni della California avevano principalmente lo scopo di integrare l'energia rinnovabile intermittente, come solare ed eolica, e il ritiro della centrale nucleare di Diablo Canyon. Suggeriscono che l'era del geotermico come energia rinnovabile dimenticata potrebbe finire.