Lilac Solutions sta sperimentando un nuovo tipo di estrazione del litio che potrebbe raddoppiare la produzione statunitense in due anni e rivoluzionare il settore.
BOX ELDER COUNTY, Utah – In un luminoso pomeriggio di agosto, la riva del North Arm del Great Salt Lake sembra uscita da un film di fantascienza ambientato in un torrido mondo alieno. Il sole del deserto è accecante mentre si riflette sul sale bianco che si accumula e scricchiola sotto i piedi come neve in riva al mare. In una parte del lago troppo bassa per le barche, i batteri hanno trasformato l’acqua in un rosa Pepto-Bismol. Il paesaggio circostante è circondato da montagne rosse frastagliate e arbusti marroni. L’unico segno evidente della presenza umana è il tubo incrostato di sale che va dalla riva dell’acqua a un accampamento improvvisato di container e camion a poche centinaia di metri di distanza.
Questo scenario ultraterreno è il sito di prova di una società chiamata Lilac Solutions, che sta sviluppando una tecnologia che, secondo quanto afferma, rivoluzionerà gli sforzi degli Stati Uniti per sottrarre alla Cina il controllo dell’approvvigionamento globale di litio, il cosiddetto “oro bianco” necessario per i veicoli elettrici e le batterie. Prima di smantellare il suo impianto dimostrativo per far posto al suo primo impianto commerciale, che dovrebbe entrare in funzione il prossimo anno, l’azienda mi ha invitato a essere il primo giornalista a visitare la sua sede in questa zona remota, a circa due ore di macchina da Salt Lake City.
La startup è impegnata in una corsa per commercializzare un nuovo metodo di estrazione del litio dalle rocce, chiamato estrazione diretta del litio (DLE). Questo approccio è stato progettato per ridurre il danno ambientale causato dai due metodi tradizionali più comuni di estrazione del litio: l’estrazione da roccia dura e la salamoia.
L’Australia, il principale produttore mondiale di litio, utilizza il primo approccio, raschiando dalla terra le rocce ricche di litio in modo da poterle trasformare chimicamente in versioni industriali del metallo. Il Cile, la seconda fonte di litio più grande al mondo, utilizza il secondo metodo: inonda d’acqua le aree del suo deserto di Atacama, bagnato dal sole. Ciò porta alla formazione di stagni ricchi di litio disciolto, che vengono poi lasciati asciugare, lasciando dietro di sé sali di litio che possono essere raccolti e lavorati altrove.
Un tubo di aspirazione, utilizzato per pompare l’acqua al sito dimostrativo di Lilac Solutions, si snoda nel Great Salt Lake, dalle tonalità rosa.
ALEXANDER KAUFMAN
Anche i metodi noti come DLE utilizzano salamoia di litio, ma invece dell’evaporazione ad alto consumo d’acqua, prevedono tutti processi avanzati di filtraggio chimico o fisico che separano selettivamente gli ioni di litio. Sebbene il DLE non abbia ancora preso piede, il suo ridotto fabbisogno di acqua e terra lo ha reso un obiettivo primario per le aziende e i governi che cercano di aumentare la produzione per soddisfare la crescente domanda di litio, con il decollo dei veicoli elettrici e l’uso sempre più diffuso di batterie ancora più grandi per sostenere le reti elettriche. La Cina, che lavora più di due terzi del litio estratto nel mondo, sta sviluppando il proprio DLE per aumentare la produzione interna della materia prima. Si stanno ancora studiando nuovi approcci, ma quasi una dozzina di aziende stanno attivamente cercando di commercializzare la tecnologia DLE e alcuni giganti industriali offrono già hardware di base pronto all’uso.
Ad agosto, Lilac ha completato il test più avanzato mai effettuato sulla sua tecnologia, che secondo l’azienda non solo richiede molta meno acqua rispetto all’estrazione tradizionale del litio, ma ne utilizza solo una frazione rispetto ad altri approcci DLE.
L’azienda utilizza perle proprietarie per estrarre gli ioni di litio dall’acqua e afferma che il suo processo è in grado di estrarre il litio utilizzando un decimo dell’acqua richiesta dalla tecnologia di assorbimento dell’allumina che domina il settore DLE. Lilac sottolinea anche la sua catena di approvvigionamento interamente americana. La tecnologia originariamente sviluppata da Koch Industries, ad esempio, utilizza alcuni componenti di fabbricazione cinese. Le perle di Lilac sono prodotte nello stabilimento dell’azienda in Nevada.
Lilac afferma che le sfere sono particolarmente adatte all’estrazione del litio dove le concentrazioni sono basse. Ciò non significa che possano essere utilizzate ovunque: non ci sarà un’estrazione di litio sul fiume Hudson nel prossimo futuro. Tuttavia, la tecnologia di Lilac potrebbe offrire vantaggi significativi rispetto a quella attualmente disponibile sul mercato. Rinunciando ai piani di diventare un grande produttore, l’azienda potrebbe conquistare una fetta consistente della produzione globale attirando le società minerarie di litio alla ricerca delle migliori attrezzature, afferma Milo McBride, ricercatore presso il Carnegie Endowment for International Peace e autore di un recente rapporto sul DLE.
Se tutto andrà per il verso giusto, l’impianto pilota che Lilac costruirà per dimostrare la sua tecnologia su scala commerciale potrebbe aumentare in modo significativo l’offerta interna in un momento in cui il più grande progetto di estrazione di litio proposto dalla nazione, la controversa miniera di roccia dura di Thacker Pass in Nevada, ha dovuto affrontare nuove incertezze. All’inizio di ottobre, l’amministrazione Trump ha rinegoziato un prestito federale del valore di oltre 2 miliardi di dollari per garantire una quota di proprietà del 5% al governo degli Stati Uniti.
Il serbatoio blu a sinistra filtra la salamoia del Great Salt Lake per rimuovere le particelle di grandi dimensioni prima di pompare l’acqua ricca di litio nei sistemi di scambio ionico situati nei container di spedizione.
ALEXANDER KAUFMAN
Nonostante il sostegno bipartisan del governo, la prospettiva di aprire una profonda ferita in un tratto incontaminato del paesaggio del Nevada ha suscitato una feroce opposizione da parte degli ambientalisti e cause legali da parte di allevatori e tribù di nativi americani che sostengono che il progetto Thacker Pass distruggerebbe i serbatoi sotterranei di acqua dolce da cui dipendono. La carenza d’acqua nell’arido West ha anche reso difficile pianificare l’utilizzo di ulteriori bacini di evaporazione, l’altro metodo tradizionale per estrarre il litio.
Lilac non è l’unica azienda negli Stati Uniti a promuovere il DLE. Nel Salton Sea, in California, sviluppatori come EnergySource Minerals stanno cercando di costruire una centrale geotermica per alimentare un impianto DLE che estrae litio dal lago desertico interno. E giganti dell’energia come Exxon Mobil, Chevron e Occidental Petroleum stanno facendo a gara per sviluppare un’area nel sud-ovest dell’Arkansas chiamata regione di Smackover, dove i ricercatori dell’US Geological Survey hanno trovato ben 19 milioni di tonnellate metriche di litio non sfruttato nelle acque salate sotterranee. Nel mezzo, sia geograficamente c e che strategicamente, c’è Lilac: sta cercando di sviluppare nuove tecnologie come le aziende californiane, ma di vendere il suo hardware ai giganti dell’energia in Arkansas.
Il Great Salt Lake non è un luogo ovvio per sviluppare una miniera di litio. Il Salton Sea vanta concentrazioni di litio di poco inferiori a 200 parti per milione. L’Argentina, dove Lilac ha un altro impianto di prova, ha risorse superiori a 700 parti per milione.
Qui sul Great Salt Lake? “È di 70 parti per milione”, mi dice Raef Sully, amministratore delegato di Lilac nato in Australia. “Quindi, se avessi uno stadio di calcio con 45.000 posti a sedere, sarebbero tre persone”.
Per Lilac, questa è in realtà una caratteristica del luogo. “È un’ottima dimostrazione delle capacità della nostra tecnologia”, afferma Sully. Dimostrare che l’hardware di Lilac è in grado di estrarre litio ad alti livelli di purezza da una salamoia a bassa concentrazione, dice, ne prova la versatilità. Tuttavia, non è stato questo il motivo per cui Lilac ha scelto il sito. “Lo Utah è uno Stato favorevole all’attività mineraria”, afferma Elizabeth Pond, vicepresidente della comunicazione. E anche se l’acqua del lago ha basse concentrazioni di litio, per estrarre la salamoia è sufficiente immergere un tubo nell’acqua, mentre in altri luoghi sarebbe necessario scavare un pozzo con costi elevati.
Quando ho accompagnato Sully al sito di prova durante il mio tour, il nostro percorso ha seguito strade provinciali non asfaltate fiancheggiate da campi di girasoli selvatici. La struttura stessa è poco più che un assortimento di container convertiti e due rimorchi mobili, uno che funge da ufficio principale e l’altro da laboratorio sul campo per testare i campioni. È fuori dalla rete elettrica e si affida a generatori diesel che, secondo l’azienda, saranno sostituiti con unità a propano una volta che questo sito sarà convertito in una struttura permanente, ma che potrebbero eventualmente essere sostituiti con tecnologia geotermica che attinge a una risorsa di roccia calda situata nelle vicinanze. (I pannelli solari, chiarisce Sully, non potrebbero fornire l’alimentazione elettrica 24 ore su 24, 7 giorni su 7, di cui la struttura avrà bisogno). Ma tutto dipende dal suo collegamento al Great Salt Lake tramite quel lungo tubo.
Il sale indurito e le impurità si incrostano sulla rete metallica che impedisce ai materiali più grandi di entrare nel sistema di aspirazione dell’acqua di Lilac.
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Pompata in salita, l’acqua del lago passa attraverso una serie di filtri per rimuovere i solidi fino a finire in un recipiente riempito con perle di ceramica appositamente progettate dall’azienda, realizzate con un materiale brevettato che attira gli ioni di litio dall’acqua. Una volta saturate, le perle vengono sottoposte a un lavaggio acido per rimuovere il litio. La salamoia rimanente viene quindi testata ripetutamente e, una volta ritenuta sicura per essere reimmessa nel lago, viene pompata nuovamente a riva attraverso un tubo di scarico nel tubo flessibile. La soluzione di litio, nel frattempo, viene stoccata in serbatoi in loco prima di essere spedita a un impianto di lavorazione per essere trasformata in carbonato di litio di grado batteria, che è una polvere bianca.
“In qualità di fornitori di tecnologia a lungo termine, se prevediamo che la domanda di litio durerà per decenni, vogliono posizionare la loro tecnologia come qualcosa in grado di attingere a una serie di mercati”, afferma McBride. “Disporre di una tecnologia in grado di recuperare in modo potenzialmente economico diversi tipi di risorse in diversi tipi di ambienti è una proposta allettante”.
Questo banco di prova non rimarrà tale a lungo. Durante la mia visita, il personale di Lilac stava iniziando a smantellare il sito dopo aver completato i test dimostrativi. I risultati che l’azienda mi ha comunicato in esclusiva suggeriscono un successo strepitoso, in particolare per una salamoia di bassa qualità con numerose impurità: le attrezzature di Lilac hanno recuperato in media l’87% del litio disponibile, con un tasso di purezza del 99,97%.
Il prossimo passo sarà quello di sgomberare l’area per far posto alla costruzione del primo impianto commerciale permanente di Lilac nello stesso sito. Per soddisfare le condizioni previste dai permessi dello Stato dello Utah per il nuovo impianto, l’azienda ha dovuto cessare tutte le operazioni del progetto dimostrativo. Se tutto andrà secondo i piani, il primo impianto di Lilac negli Stati Uniti inizierà la produzione commerciale nella seconda metà del 2027. L’azienda ha già raccolto circa due terzi dei fondi necessari per il progetto. Ciò potrebbe rendere l’impianto la prima nuova fonte commerciale di litio negli Stati Uniti ad entrare in funzione da anni e il primo impianto DLE in assoluto.
Una volta a regime, il progetto dovrebbe produrre 5.000 tonnellate all’anno, raddoppiando la produzione annuale di litio degli Stati Uniti. Ma un impianto su larga scala che utilizza la tecnologia di Lilac produrrebbe da tre a cinque volte tale quantità.
Ci sono alcuni potenziali ostacoli. Quest’anno le autorità di regolamentazione dello Utah hanno iniziato a reprimere le aziende minerarie che pompano acqua dal Great Salt Lake, che si sta riducendo a causa del peggioramento della siccità. (Lilac afferma di essere in gran parte immune alle restrizioni poiché restituisce l’acqua al lago). Sebbene le concentrazioni relativamente basse di litio nell’acqua costituiscano un buon banco di prova, la produzione commerciale su larga scala risulterebbe probabilmente molto più economica in un luogo con una maggiore quantità di questo metallo.
Girasoli selvatici costeggiano le strade sterrate della contea che attraversano i terreni agricoli lungo il percorso verso il remoto sito dimostrativo di Lilac Solutions.
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“Il Great Salt Lake è probabilmente il posto peggiore in cui fare questo, perché ci sono delle vere difficoltà nel prelevare l’acqua dal lago”, dice Ashley Zumwalt-Forbes, un ingegnere minerario che in passato ha lavorato come vicedirettore del dipartimento dei minerali per batterie al Dipartimento dell’Energia. “Ma se viene usato solo come prova per la tecnologia, allora ha senso”.
Ciò che distingue Lilac dai suoi concorrenti è che non ha intenzione di progettare e produrre le proprie attrezzature DLE e di produrre litio vero e proprio. Lilac vuole invece vendere la sua tecnologia ad altri. L’impianto pilota ha solo lo scopo di testare e presentare il suo hardware. Sully mi dice che è stato costruito sotto una società a responsabilità limitata separata per facilitare una potenziale vendita in caso di successo.
Si tratta di una mossa insolita nel settore del litio. Una volta che la maggior parte delle aziende ottiene successo con la propria tecnologia, “impazziscono e pensano di poter integrare verticalmente e allo stesso tempo essere minatori e produttori di energia”, mi dice Kwasi Ampofo, responsabile dei minerali e dei metalli presso la società di consulenza energetica BloombergNEF.
“Lilac sta cercando di diventare un fornitore di tecnologia”, dice. “Mi chiedo perché molte più persone non scelgano questa strada”.
Se le cose andranno per il verso giusto, dice Sully, Lilac potrebbe diventare il fornitore preferito per progetti come quelli sostenuti dal petrolio a Smackover e oltre.
“Riteniamo che la nostra tecnologia sia quella di prossima generazione”, afferma. “E se finiremo per lavorare con Exxon, Chevron o Rio Tinto, vogliamo essere il fornitore di tecnologia DLE nel loro progetto sul litio”.
Foto di copertina: Una ripresa aerea effettuata con un drone mostra il sito dimostrativo di Lilac Solutions sulla riva del North Arm del Great Salt Lake. Per gentile concessione di Lilac Solutions.
