أخبارالطاقة

الباحثون يقترحون اقتران استخراج الليثيوم بمشروعات الطاقة الحرارية الأرضية لتقليل التكلفة

تحت القشرة الأرضية ، تمتلك الصخور فائقة السخونة القدرة على توفير طاقة نظيفة ومتجددة تسمى الطاقة الحرارية الأرضية، هذا المورد ينتظر فقط ليتم استغلاله.

ومع ذلك ، فإن تطوير الطاقة الحرارية الأرضية على مدى العقدين الماضيين قد أعيق بسبب الاستثمار المسبق الكبير، والمخاطر المالية ، والتكلفة المتصورة أعلى من مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، لكن كل هذا يمكن أن يتغير إذا تم إقران الطاقة الحرارية الأرضية باستخراج الليثيوم.

تُظهر الأبحاث من مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL) ، أن اقتران إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية باستخراج الليثيوم يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكلفة تطوير الطاقة الحرارية الأرضية ويعزز ربحية النبات، بالإضافة إلى ذلك ، سيوفر طريقة لاستخراج المعادن عالية الطلب مثل الليثيوم لتصنيع البطاريات والمركبات الإلكترونية والمزيد.

قال ديف جودمان، محلل الأبحاث في PNNL: “ظل تطور الطاقة الحرارية الأرضية في حالة ركود خلال الثلاثين عامًا الماضية بسبب القيود الاقتصادية واللوجستية ، لكن اقترانه باستخراج الليثيوم يمكن أن يجعل النباتات أكثر ربحية وأسرع”.

في منطقة بحر سالتون – وهي منطقة ذات إمكانات وفيرة للطاقة الحرارية الأرضية واحتياطيات الليثيوم – ألقى فريق البحث نظرة فاحصة على كيفية تأثير سيناريوهات التمويل والسياسة والتكنولوجيا المختلفة على وقت الربحية والأرباح المتوقعة لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية في المنطقة، يمكن أن تؤدي جداول السماح الأقصر، وانخفاض تكاليف البناء ، والدعم الحكومي إلى زيادة قابلية استمرار الطاقة الحرارية الأرضية، ولكن تبين أن الاشتراك في الموقع مع استخراج الليثيوم لديه أكبر إمكانية لتقليل الحواجز وتشجيع التنمية الحرارية الجوفية الناجحة في المستقبل.

تعصر المياه والمعادن من الحجر

في إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية، يتم تسخين المياه – التي تسمى المحلول الملح – بواسطة صخور شديدة السخونة في أعماق الأرض. عندما ينتقل المحلول الملحي إلى سطح الأرض ، فإنه يبرد بسرعة ، وينتج بخارًا يدير التوربينات ويولد الطاقة. ثم يتم إرجاع المحلول الملحي إلى الأرض ، لمواصلة الدورة.

تمتلك الولايات المتحدة أكبر مصدر معروف للطاقة الحرارية الأرضية في العالم ، مع إمكانية مقدرة لتوفير ما يصل إلى 10٪ من إجمالي قدرة الكهرباء في الولايات المتحدة.

لكن موارد الطاقة الحرارية الأرضية في بحر سالتون لا توفر فقط طاقة متجددة – فالمحلول الملحي مليء بالمعادن ، بما في ذلك المعادن الثمينة مثل الليثيوم ، التي يمكن استخلاصها بالتقنيات المناسبة . الطلب على الليثيوم – أحد المكونات الرئيسية للبطارية – مرتفع بالفعل ومن المتوقع أن يرتفع بسرعة تصل إلى 40 مرة بحلول عام 2040 .

استخراج الليثيوم من المحلول الملحي الحراري الأرضي

حاليًا ، يتم إنتاج القليل جدًا من الليثيوم في الولايات المتحدة ، التي تستورد معظم الليثيوم من أستراليا وتشيلي والصين.

أدى إنشاء إمدادات محلية مستدامة من الليثيوم إلى جعل الباحثين والمطورين مبدعين حول كيفية ومكان استخراج المزيد من الليثيوم، أحد الحلول المحتملة هو استخراج الليثيوم من المحلول الملحي الحراري الأرضي والموقع الواعد هو بحر سالتون في كاليفورنيا.

أوضح باتريك ميريك ، عالم الأرض في PNNL: “هناك الكثير من التفاؤل حول تقنيات استخراج الليثيوم المستقبلية”. “يظهر بحثنا أنه إذا عملت هذه التقنيات كما هو مخطط لها ، فإنها ستغير قواعد اللعبة المالية لصناعة الطاقة الحرارية الأرضية.”

لتحديد مقدار الاستخراج المشترك لليثيوم في محطات الطاقة الحرارية الأرضية التي يمكن أن يغير الصناعة، أجرى الباحثون تحليلاً اقتصاديًا تقنيًا لتوقع ربحية النبات بمرور الوقت في بحر سالتون.

بالنظر إلى الجداول الزمنية المختلفة وخيارات التمويل والتقنيات، توقع الباحثون أن دمج استخراج الليثيوم من شأنه أن يؤدي إلى أكبر الآثار المحتملة لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية: تقليل تكلفة توليد الكهرباء ، وتقصير الوقت اللازم لزراعة الربحية، وزيادة صافي الأرباح – يحتمل أن تكون كثيرة. انتهى الوقت. مثل هذه التغييرات من شأنها أن تزيل حواجز كبيرة أمام التنمية في صناعة الطاقة الحرارية الأرضية.

بناء الزخم لإنتاج الليثيوم المحلي

في عام 2020 ، قدرت لجنة كاليفورنيا للطاقة (CEC) أن الصخور الجوفية في منطقة بحر سالتون الجنوبية تحتوي على محلول ملحي تحت السطح مع إمكانية توفير 40 ٪ من الطلب العالمي على الليثيوم وتوليد أكثر من 7 مليارات دولار أمريكي من الإيرادات السنوية. إن الإمكانات الهائلة لهذه المنطقة لإنتاج الطاقة النظيفة والليثيوم واعدة للغاية لدرجة أن لجنة الانتخابات المركزية أنشأت لجنة وادي الليثيوم لمزيد من التحقيق في الفرص في هذا المجال.

يتجنب استخراج الليثيوم – وربما معادن الأرض القيمة الأخرى – من المياه المالحة الحرارية الأرضية العديد من الاهتمامات البيئية والاجتماعية المرتبطة بأساليب استخراج الليثيوم الحالية. نظرًا لأن المحلول الملحي قد تم إحضاره بالفعل إلى السطح لدعم تطوير الطاقة الحرارية الأرضية ، فإن التأثيرات الإضافية لإضافة استخراج الليثيوم إلى محطة الطاقة الحرارية الأرضية ضئيلة ومن المتوقع أن يكون لها تأثيرات بيئية أقل من التعدين التقليدي للصخور الصلبة مع توفير المعادن الهامة لمستقبل الطاقة النظيفة.

PNNL هي شركة رائدة في تطوير تقنيات استخراج المعادن التي يمكن استخدامها لجمع الليثيوم والمعادن الأرضية النادرة الأخرى المحتملة من محلول ملحي حراري. سيكون تطوير المزيد من تكنولوجيا استخراج الليثيوم الصديقة للبيئة خطوة قيمة في تلبية الطلب المتزايد على الليثيوم.

النظر إلى ما وراء الليثيوم

درس باحثو PNNL أيضًا الاستراتيجيات التي يمكن لمطوري الموارد والمنظمين الحكوميين وواضعي السياسات اتباعها لتحسين قيمة موارد الطاقة الحرارية الأرضية المستقلة عن استخراج الليثيوم ، على سبيل المثال، يمكن لنهج التعاقد المبتكرة ودعم تحديد الموارد أن تقلل من المخاطر بالنسبة للمطورين، مما يجعل الطاقة الحرارية الأرضية خيارًا استثماريًا أكثر جاذبية.

يمكن أن تؤدي الحوافز التي تدعم أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المحسنة إلى زيادة عدد المواقع المناسبة في الولايات المتحدة لإنتاج الطاقة الحرارية الأرضية. ستدعم هذه الأساليب نمو مصدر الطاقة المتجددة هذا للمساعدة في تلبية احتياجات الطاقة الأساسية للشبكة الكهربائية.

قال دروف بهاتناجار ، كبير مهندسي أبحاث أنظمة الطاقة في PNNL، “يمكن أن توفر مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية ما يصل إلى 90٪ من احتياجاتنا من الطاقة النظيفة، ولكن بعد ذلك ، هناك عوائد متناقصة. يمكن أن تساعد الطاقة الحرارية الأرضية في سد الفجوة لتحقيق طاقة نظيفة بنسبة 100٪ لأنها توفر إمدادًا ثابتًا من الطاقة والإمكانيات من أجل المرونة”.

في تقرير منفصل ، وجد باحثو PNNL، أن تقليل تكاليف التطوير من خلال الحوافز ، وتحديث خيارات التعاقد ، وتقييم خدمات الشبكة التي تقدمها محطات الطاقة الحرارية الأرضية من شأنه أن يساعد في تطوير الطاقة الحرارية الأرضية لتكون تنافسية ومربحة في وقت أقل.

يتمثل أحد الخيارات لتقليل مخاطر وتكاليف تطوير الطاقة الحرارية الأرضية في اتباع نهج قائم على السوق يعوض بشكل مناسب خصائص الطاقة الحرارية الأرضية،  على سبيل المثال، قد يؤدي تقييم مساهمة قدرة شركة الطاقة الحرارية الأرضية في استكمال مصادر الطاقة المتجددة منخفضة التكلفة ولكن المتغيرة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية ، إلى زيادة قيمتها السوقية ويؤدي إلى عائد أسرع على استثمارات المطورين، مما يحفز نمو الصناعة.

وأوضح بهاتناغار أن “إيجاد طرق لجعل الطاقة الحرارية الأرضية أكثر قدرة على المنافسة في السوق سيفتح فرصًا لتوليد المزيد من الطاقة النظيفة في المستقبل”، “يتضمن ذلك مواءمة الأسواق والسياسات للاستفادة من القيمة التي يمكن أن توفرها الطاقة الحرارية الأرضية للشبكة.”

 

 

تابعنا على تطبيق نبض

Comments

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
%d مدونون معجبون بهذه: