Apakah Arkansas Memiliki Jawaban atas Kebutuhan Litium Kita?

Pentingnya Pasokan Litium

Lithium dengan cepat menjadi komoditas yang sangat penting, terutama karena meningkatnya kendaraan listrik (EV) dan energi terbarukan serta permintaan besar yang terkait untuk baterai litium-ion. Permintaan diperkirakan akan terus tumbuh secara eksponensial hingga 2030, menjadikan permintaan saat ini sebesar 1.189.000 MT ekuivalen lithium karbonat (LCE) tampak kecil dibandingkan.

Sumber: Statista

Meskipun baterai litium-ion suatu hari nanti mungkin menjadi teknologi yang agak usang, litium kemungkinan akan tetap menjadi bagian penting dari kimia baterai, terutama jika baterai solid-state litium-logam menjadi arus utama.

Pertumbuhan permintaan ini telah menyebabkan harga litium menjadi sangat fluktuatif, dengan kekurangan yang menyebabkan lonjakan harga besar diikuti oleh penurunan tajam.

Sumber: Carbon Credit

Hal ini juga menjadikan pengamanan pasokan litium sebagai perhatian strategis, terutama karena semakin banyak industri yang bergantung pada pasokan baterai litium yang stabil, mulai dari utilitas listrik hingga produsen mobil.

Saat ini, sebagian besar baterai dunia dan litium yang diproses berasal dari China. Mineral itu sendiri terutama ditambang di “segitiga litium” (Cile, Argentina, Bolivia), China, dan Australia.

Sumber: Progress in Natural Science

Produksi litium di Amerika Utara relatif lambat meskipun memiliki sumber daya yang besar. Sumber daya ini kini terbukti lebih besar lagi, dengan deposit litium masif yang ditemukan di Arkansas. Penemuan ini dilakukan oleh peneliti di US Geological Survey, Departemen Energi dan Lingkungan Arkansas, dan dipublikasikan dalam Science Advances dengan judul “Evaluation of the lithium resource in the Smackover Formation brines of southern Arkansas using machine learning¹”.

Segitiga Litium Baru?

Segitiga litium adalah zona perbatasan di Amerika Selatan antara tiga negara yang mengandung brine kaya litium dalam jumlah besar, dari mana persentase besar litium dunia berasal.

Amerika Serikat tampaknya memiliki segitiga litium sendiri di pertemuan Arkansas, Texas, dan Louisiana.

Sumber: Science Advances

Dan penemuan ini sangat besar, berpotensi menggandakan secara semalam perkiraan sumber daya litium AS.

Dengan menggunakan peta litium yang diprediksi ini bersama parameter reservoir dan informasi geologis, kami menghitung bahwa terdapat 5,1 hingga 19 juta ton litium dalam brine Formasi Smackover di selatan Arkansas, yang mewakili 35 hingga 136% dari perkiraan sumber daya litium AS saat ini.

Bagaimana Penemuan Ini Dilakukan?

Sudah diketahui bahwa deposit minyak & gas di daerah tersebut juga kaya akan brine yang mengandung bromida dan litium. Namun, analisis sebelumnya hanya dapat memberikan indikasi kandungan litium pada lokasi sampel brine, dengan rentang hasil yang luas, dari 0,08 hingga 1700 mg/liter.

Jadi para peneliti menggunakan analisis AI untuk menggabungkan semua pengukuran yang diketahui dan data geologi wilayah tersebut. Karena daerah ini telah dieksplorasi secara luas untuk produksi minyak & gas, struktur bawah tanahnya cukup terdokumentasi dengan baik.

Dalam studi ini, kami menggunakan data konsentrasi litium brine yang dipublikasikan dan yang baru dikumpulkan untuk melatih model pembelajaran mesin dan membuat peta kontinu secara spasial dari litium yang diprediksi dalam brine Formasi Smackover di seluruh selatan Arkansas menggunakan variabel penjelas geologis, geokimia, dan suhu.

Analisis ini menunjukkan bahwa satu lokasi, Formasi Smackover, jauh lebih menjanjikan dibandingkan yang lain.

Sumber: Science Advances

Memperkirakan Kandungan Litium

Analisis berbasis AI dapat menentukan faktor prediktif paling penting yang memengaruhi keberadaan litium atau tidak:

• Konsentrasi hidrogen sulfida (H2S) terlarut.
• Kedalaman sampel brine
• Ketinggian puncak Formasi Smackover
• Ketebalan Formasi Smackover

Sumber: Science Advances

Bergantung pada perkiraan terendah dan tertinggi untuk volume brine dan konsentrasi litium, total jumlah yang tersedia di Formasi Smackover dapat berupa:

• 1 juta ton (litium rendah, volume rendah).
• 11 juta ton (litium sedang, volume sedang).
• 11 juta ton (litium tinggi, volume tinggi).

Sumber: Science Advances

Litium Sebagai Produk Sampingan

Beberapa brine ini sudah dibawa ke permukaan, sebagai hasil eksploitasi untuk produksi bromin, atau sebagai produk sampingan produksi minyak & gas.

Secara total, sekitar 5.000 ton, atau kurang dari 0,1% dari sumber daya litium yang tersedia di Formasi Smackover, telah dibawa ke permukaan dalam brine sebagai aliran limbah dari industri minyak, gas, dan bromin.

Ini mewakili persentase kecil dari total sumber daya yang tersedia namun masih cukup untuk menutupi konsumsi litium AS pada tahun 2022, menggambarkan potensi sumber daya ini.

Dan “Big Oil” sedang melihat potensi untuk memanfaatkan keahliannya dalam pengeboran di wilayah tersebut, dengan rencana Exxon untuk mengebor “sumur litium”.

Ekstraksi Litium Langsung (DLE)

Teknologi Ekstraksi Litium Ketiga yang Baru

Saat ini, litium diproduksi sebagian besar menggunakan dua metode berbeda.

Yang pertama adalah menghancurkan batuan kaya litium, seperti spodumen, yang merupakan jenis litium yang diproduksi Australia.

Yang kedua adalah penguapan brine menggunakan energi surya di kolam penguapan yang luas. Metode ini sangat efisien biaya, namun juga mengonsumsi banyak air, hanya menangkap 50% litium yang tersedia, dan menyebabkan polusi signifikan.

Metode ketiga kini sedang dikembangkan: ekstraksi litium langsung.

Membran Selektif

Metode konsentrasi litium yang umum digunakan mengandalkan penguapan dan/atau konsentrasi mineral. Sebaliknya, ekstraksi langsung menargetkan atom litium melalui proses ekstraksi selektif. Hal ini dapat dicapai melalui beberapa metode berbeda:

• DLE berbasis adsorpsi, di mana litium secara fisik diserap oleh material khusus.
• DLE berbasis pertukaran ion, di mana litium ditukar dengan kation (ion positif).
• DLE berbasis ekstraksi pelarut, di mana pelarut cair organik menyerap dan melarutkan litium dari brine.

Sumber: Lithium Harvest

Brine lapangan minyak dapat menjadi sumber litium penting karena brine ini terjadi secara global, biasanya dianggap sebagai produk limbah dari industri minyak, gas, dan brine, dan—tergantung pada kelayakan teknologi ekstraksi litium langsung—tidak memerlukan jejak lahan besar seperti proses evaporatif yang digunakan untuk memusatkan brine cekungan

“Evaluation of the lithium resource in the Smackover Formation brines of southern Arkansas using machine learning”.

Nanofiltrasi Litium

Metode baru untuk ekstraksi langsung mungkin juga telah ditemukan oleh peneliti di Monash University (Australia), dipublikasikan dalam Nature Sustainability dengan judul “Sustainable lithium extraction and magnesium hydroxide co-production from salt-lake brines”.

Mereka menggunakan nanofiltrasi longgar berbantu EDTA (EALNF) untuk mengekstrak litium. Metode ini dapat mengekstrak litium dan magnesium secara bersamaan, meningkatkan efisiensi keseluruhan operasi. Sebelumnya, magnesium diperlakukan sebagai limbah dari ekstraksi litium.

Proses ini mencapai penolakan Mg2+ yang sangat tinggi (99,85%), aliran Li+ yang sangat cepat, dan faktor pemisahan Li+/Mg2+ yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam kondisi industri.

Magnesium sering hadir dalam brine dan dapat menyebabkan masalah untuk ekstraksi selektif litium. Hal ini sering membuat sumber daya tersebut diabaikan demi brine yang “lebih mudah”.

“Teknologi kami mencapai pemulihan litium 90 persen, hampir dua kali lipat kinerja metode tradisional, sambil secara dramatis mengurangi waktu yang diperlukan untuk ekstraksi dari tahun menjadi hanya beberapa minggu.”

Ini juga mengonsumsi lebih sedikit air dibandingkan menunggu brine menguap di kolam buatan. Bahkan, ini bahkan menghasilkan air bersih sebagai produk sampingan, alih-alih mengonsumsinya. Dengan banyaknya sumber daya litium di wilayah yang miskin air, hal ini dapat membuat perbedaan.

Berinvestasi dalam Litium dan Teknologi Baterai

Baterai litium-ion telah mengubah dunia beberapa kali, mulai dari memungkinkan orang membawa elektronik canggih ke mana saja hingga menggerakkan mobil hanya dengan listrik.

Mereka mungkin masih akan melakukannya lagi, atau jenis baterai lain, dengan memungkinkan jaringan listrik 100% terbarukan atau memungkinkan elektrifikasi pesawat ketika mencapai kepadatan energi yang cukup tinggi.

Anda dapat berinvestasi di perusahaan terkait baterai melalui banyak broker, dan Anda dapat menemukan di sini, di securities.io, rekomendasi kami untuk broker terbaik di AS, Kanada, Australia, Inggris, serta banyak negara lainnya.

Jika Anda tidak tertarik memilih perusahaan baterai tertentu, Anda juga dapat melihat ETF biotek seperti Amplify Lithium & Battery Technology ETF (BATT), Global X’s Lithium & Battery Tech ETF (LIT), atau WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF (WT ), yang akan memberikan eksposur yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan pertumbuhan industri litium dan baterai.

Atau Anda dapat merujuk pada “Top 10 Battery Metals & Renewable Energy Mining Stocks” kami.

Perusahaan Ekstraksi Litium Langsung

Rio Tinto (RIO ) adalah raksasa industri pertambangan (yang terbesar kedua di dunia), dengan kehadiran kuat dalam penambangan besi, serta tembaga, aluminium, emas, uranium, dll.

Rio Tinto berkembang cepat, terutama dengan proyek tambang besi mega Simandou di Guinea dan tambang tembaga Oyu Tolgoi, proyek terbesar dalam sejarah Mongolia.

Rio Tinto diperkirakan akan menyediakan 25% dari volume pertumbuhan pasokan tembaga global dalam 5 tahun ke depan.

Baru-baru ini, perusahaan ini melakukan masuk besar-besaran ke sektor pertambangan litium, dengan akuisisi raksasa litium Arcadium Lithium , yang merupakan hasil penggabungan pada 2023 dari produsen litium besar Allkem dan Livent, menjadikannya produsen litium terbesar ketiga di dunia.

Sumber: Arcadium

Penggabungan tersebut menciptakan perusahaan yang mencakup semua langkah produksi dan pemrosesan litium. Arcadium memiliki rencana ekspansi untuk menggandakan kapasitasnya pada akhir 2028.

Inovasi Arcadium

DLE

Mengenai akuisisi ini, apa yang telah digambarkan sebagai “hadiah nyata Rio Tinto” adalah teknologi ekstraksi litium langsung (DLE) Arcadium. Arcadium sebenarnya telah mengerjakan DLE sejak 1996, bersama dengan kolam penguapan, dan baru-baru ini membuat kemajuan signifikan dalam menjadikannya layak secara komersial sebagai metode ekstraksi mandiri.

Secara khusus, Livent mengakuisisi ILiAD Technologies pada 2023.

“Platform Teknologi ILiAD menggabungkan adsorben selektif litium superior dengan proses tempat tidur berlawanan arah yang kontinu”

“Livent adalah praktisi terdepan di dunia dan pengguna terbesar proses produksi berbasis DLE, dan kami sangat senang mereka telah mengakui keunggulan yang dibawa ILiAD ke masa depan DLE.

Tampaknya keahlian jangka panjang Arcadium dengan DLE, dan “rentang luas brine kaya litium di berbagai kondisi” dari ILiAD menjadi alasan utama keputusan Rio Tinto untuk mengakuisisi Arcadium, selain penilaian rendahnya karena sifat siklus pasar litium.

Lithium Foil

Arcadium juga mengembangkan LIOVIX, bentuk foil litium yang dapat dicetak yang dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja baterai, mengurangi biaya produksi, dan mengurangi penggunaan litium.

Sumber: Arcadium

Profil Hijau Rio Tinto

Arcadium menempatkan Rio Tinto secara tegas dalam kelompok inovator industri pertambangan setelah inovasinya dalam ekstraksi tembaga melalui usaha Nuton. Teknologi baru Nuton memungkinkan tingkat pemulihan tembaga yang jauh lebih tinggi dari bijih yang ditambang.

Produksi aluminium Rio Tinto rendah karbon, berkat penggunaan tenaga air untuk memurnikan bauksit menjadi alumina dan kemudian aluminium.

Rio Tinto juga berinvestasi dalam proyek litium lainnya, baru-baru ini mengakuisisi proyek Ricon di Argentina dan proyek litium kontroversial Jadar di Serbia (potensial menjadi proyek litium terbesar di Eropa).

Karena akuisisi dan proyek baru-baru ini, Rio Tinto semakin harus dilihat sebagai penambang besi pada intinya, dengan profil yang semakin hijau dan pertumbuhan kuat dalam semua logam yang dibutuhkan oleh transisi energi, terutama tembaga, aluminium rendah karbon, dan litium.

Referensi Studi:

^{1. Knierim, K. J., et al. (2024). Evaluation of the lithium resource in the Smackover Formation brines of southern Arkansas using machine learning. Science Advances, 10, Artikel adp8149. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp8149}