サステナビリティ
アーカンソー州にリチウム需要の解決策があるのか？
リチウム供給の重要性
リチウムは、電気自動車（EV）や再生可能エネルギーの台頭により、リチウムイオンバッテリーに対する巨大な需要が生まれたことで、非常に重要な商品となりました。2030年まで需要が指数関数的に増加することが予測されており、現在の1,189,000 MTのリチウム炭酸相当（LCE）需要は、将来的には小さなものと見られるでしょう。
Source: Statista
リチウムイオン技術が将来ある日廃れる可能性はありますが、リチウムはバッテリー化学において重要な役割を果たすことになります。特に、リチウム金属固体電解質バッテリーが主流になる可能性があります。
この需要の増加は、リチウム価格の変動につながり、不足により大きな価格上昇と下落を繰り返しています。
Source: Carbon Credit
また、電気事業者や自動車メーカーなど、様々な業界が安定したリチウムバッテリー供給に依存するようになったため、リチウム供給の確保が戦略的な懸念事項となっています。
現在、世界の大部分のバッテリーと精製リチウムは中国から来ています。リチウムそのものは主に「リチウム三角地帯」（チリ、アルゼンチン、ボリビア）、中国、オーストラリアで採掘されています。
Source: Progress in Natural Science
北米でのリチウム生産は、豊富な資源を持っているにもかかわらず、かなり遅れています。これらの資源は、現在、アーカンソー州で大量のリチウム鉱床が発見されたことで、さらに大きなものであることが明らかになりました。この発見は、米国地質調査所、アーカンソー州エネルギー環境省の研究者によって行われ、Science Advancesに「アーカンソー州南部のSmackover Formationブライナーのリチウム資源の評価」というタイトルで発表されました。
新しいリチウム三角地帯?
リチウム三角地帯とは、南米の3か国にまたがる国境地域で、リチウム豊富なブライナーが多く存在し、世界のリチウムの大部分を占めています。
アメリカには、アーカンソー州、テキサス州、ルイジアナ州の交差点に独自のリチウム三角地帯があるようです。
Source: Science Advances
そして、この発見は巨大で、アメリカの推定リチウム資源を一晩で倍増させる可能性があります。
予測されたリチウム地図を貯水池パラメータと地質情報と組み合わせて計算した結果、アーカンソー州南部のSmackover Formationブライナーには5.1～19百万トンのリチウムが存在し、これは現在のアメリカのリチウム資源推定量の35～136％に相当します。
どうやって発見されたのか?
この地域の石油・ガス鉱床は、すでにブロムやリチウムを含むブライナーが豊富であることが知られていました。しかし、以前の分析では、ブラインのリチウム含有量については、0.08～1700 mg/リットルの広い範囲の結果しか得られませんでした。
したがって、研究者は、既知の測定値と地域の地質データをまとめるために、AI分析を実施しました。この地域は、石油・ガス生産のために広く調査されてきたため、その地下構造はかなりよく文書化されています。
この研究では、公開済みおよび新しく収集したブラインのリチウム濃度データを使用して、機械学習モデルをトレーニングし、地質、地球化学、温度の説明変数を使用して、アーカンソー州南部のSmackover Formationブライナーのリチウムを予測する空間的に連続したマップを作成しました。
この分析により、Smackover Formationというサイトが他のサイトよりもはるかに有望であることが示されました。
Source: Science Advances
リチウム含有量の予測
AI駆動の分析により、リチウムの存在または不存在を予測する最も重要な要因が決定されました：
- 溶解水素化物（H2S）濃度。
- ブラインのサンプル深度。
- Smackover Formationの頂上の標高。
- Smackover Formationの厚さ。
Source: Science Advances
ブラインの容量とリチウム濃度の最低および最高推定値に応じて、Smackover Formationに利用可能なリチウムの総量は次のようになります：
- 100万トン（低リチウム、低容量）。
- 1100万トン（中リチウム、中容量）。
- 1100万トン（高リチウム、高容量）。
Source: Science Advances
リチウムの副産物
いくつかのブライナーは、すでに表面化しています。ブロミン生産や石油・ガス生産の副産物としてです。
合計で、約5000トン、つまり利用可能なリチウム資源の0.1％未満が、石油・ガス・ブロミン業界の廃棄物としてブライナーの中に表面化しています。
これは、利用可能な総資源の小さな割合を表しますが、依然として2022年の米国リチウム消費量をカバーするのに十分であり、この資源の潜在能力を示しています。
そして、「ビッグオイル」は、この地域でのドリル技術を活用する可能性を検討しています。たとえば、エクソンの「リチウム井戸」掘削計画があります。
直接リチウム抽出（DLE）
新しい第3のリチウム抽出技術
最初の方法は、リチウム豊富な岩石（スポジュメン）を粉砕するもので、これはオーストラリアで生産されるリチウムの種類です。
2番目の方法は、太陽エネルギーを使用してブライナーを蒸発させる方法で、非常にコスト効率が高い方法ですが、多くの水を消費し、利用可能なリチウムの50％しか捕捉できず、重大な汚染を引き起こします。
3番目の方法が開発中です：直接リチウム抽出。
選択的膜
一般的に使用されるリチウム濃度法は、蒸発または鉱物濃縮に依存しています。代わりに、直接抽出は、選択的抽出プロセスを通じてリチウム原子を標的にします。これは、いくつかの異なる方法で実行できます：
- 吸着ベースのDLE、リチウムが専用の材料によって物理的に吸収される。
- イオン交換ベースのDLE、リチウムが陽イオン（正イオン）と交換される。
- 溶媒抽出ベースのDLE、有機液体溶媒がリチウムをブラインから吸収して溶解する。
Source: Lithium Harvest
油田ブライナーは、リチウム資源として重要である可能性があります。なぜなら、これらのブライナーは世界中に存在し、石油・ガス・ブライン業界の廃棄物として扱われているからです。また、直接リチウム抽出技術の実用化に応じて、蒸発プロセスに比べて大きな足跡を必要としないからです。
リチウムナノフィルターション
直接抽出の新しい方法が、モナシュ大学（オーストラリア）の研究者によって発見された可能性があり、Nature Sustainabilityに「塩湖ブラインからのリチウムの抽出とマグネシウムヒドロキシドの共同生産」というタイトルで発表されました。
彼らは、EDTA支援のゆるいナノフィルターション（EALNF）を使用してリチウムを抽出しました。この方法は、リチウムとマグネシウムの両方を同時に抽出することができ、作業の全体的な効率を向上させます。以前は、マグネシウムはリチウム抽出の廃棄物として扱われていました。
このプロセスは、超高マグネシウム排除率（99.85％）、超高速リチウムフラックス、産業条件下でのリチウム/マグネシウム分離係数の前例のないレベルを達成します。
マグネシウムは、ブラインに存在し、リチウムの選択的抽出を妨げることがあります。これにより、リチウム資源が「簡単」なブラインに比べて見過ごされることが多くなりました。
「私たちの技術は、90パーセントのリチウム回収を達成し、従来の方法の性能をほぼ2倍にし、抽出に必要な時間を数年から数週間に短縮します。」
また、人工的な池でブラインを蒸発させるのよりも水を消費することが少なく、実際には副産物として新鮮な水を生成します。リチウム資源の多くが水が不足している地域にあるため、これは大きな違いをもたらす可能性があります。
リチウムとバッテリー技術への投資
リチウムイオンバッテリーは、すでに複数回世界を変えてきました。例えば、人々がどこにでも先進的な電子機器を持ち運べるようにしたり、電気のみで車を動かすことができるようにしたりしています。
これらのバッテリーは、100％の再生可能電力グリッドを実現したり、エネルギー密度が十分に高まれば、飛行機の電気化を可能にしたりすることで、将来さらに世界を変える可能性があります。
あなたは、多くのブローカーを通じてバッテリー関連会社に投資できます。ここ、securities.ioでは、米国、カナダ、オーストラリア、英国、および多くの他の国で最良のブローカーを紹介しています。
特定のバッテリー会社を選択することに興味がない場合は、Amplify Lithium & Battery Technology ETF（BATT）、Global XのLithium & Battery Tech ETF（LIT）、またはWisdomTree Battery Solutions UCITS ETF（WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF）などのバッテリー関連ETFに投資することもできます。これらは、成長するリチウムとバッテリー業界に対するより多様な露出を提供します。
または、「トップ10のバッテリー金属および再生可能エネルギー鉱山株」を参照してください。
直接リチウム抽出会社
(RIO )
リオティントは、採鉱業界の巨人（世界2位）で、鉄鉱石採掘、銅、アルミニウム、金、ウランなどにも強い存在感を持っています。
リオティントは、特にガイナーの巨大な鉄鉱山プロジェクトやモンゴル史上最大のプロジェクトであるオユトルゴイ銅山など、急速に拡大しています。
リオティントは、次の5年間で世界の銅供給量の25％の成長を提供することが予想されています。
最近、リチウム採掘業界の大手であるArcadium Lithiumを買収し、リチウム採掘業界に大きな進出をしました。Arcadium Lithiumは、2023年に大手リチウム生産会社AllkemとLiventが合併して成立しました。これにより、リオティントは世界で3番目に大きなリチウム生産会社となりました。
Source: Arcadium
この合併により、リチウム生産および加工のすべての段階で会社が成立しました。Arcadiumには、2028年末までに生産能力を2倍以上に増やす計画が立てられています。
Arcadiumのイノベーション
直接リチウム抽出（DLE）
この買収に関して、リオティントの「本当の賞」は、Arcadiumの直接リチウム抽出（DLE）技術であると説明されています。Arcadiumは1996年からDLEに取り組んでおり、最近、独立した抽出方法として商業的に実用化する上で重大な進歩を遂げました。
特に、2023年にLiventがILiAD Technologiesを買収しました。
“ILiADテクノロジープラットフォームは、優れたリチウム選択性吸着剤と連続カウンターカレントベッド処理を組み合わせたものです”
“Liventは、DLEベースの生産プロセスで世界的に最も優れた実践者であり、大きなユーザーであるため、ILiADの利点を将来のDLEに持ち込むことができて嬉しいです。
ArcadiumのDLEにおける長年の専門知識と、ILiADの「幅広いリチウム豊富なブライン条件」が、リオティントのArcadium買収の決定的な理由の1つであったようです。
リチウム箔
Arcadiumはまた、LIOVIXという印刷可能なリチウム箔を開発しました。これは、バッテリーの性能を向上させ、製造コストを削減し、リチウムの使用量を削減するために使用できます。
Source: Arcadium
リオティントのグリーンプロファイル
Arcadiumの買収により、リオティントは採鉱業界のイノベーターの一員となり、銅抽出におけるNutonベンチャーでのイノベーションに続きます。Nutonの新しい技術により、採掘された鉱石からの銅回収率が大幅に高まります。
リオティントのアルミニウム生産は低炭素で、ボーキサイトをアルミナに精錬し、アルミニウムを生産するために水力発電が使用されているためです。
リオティントは、最近アーカンソー州のRinconプロジェクトや、ヨーロッパ最大のリチウムプロジェクトとなるセルビアのJadarプロジェクトを含む他のリチウムプロジェクトに投資しています。
リオティントの最近の買収や新しいプロジェクトにより、鉄鉱石採掘を中心とする会社で、グリーンプロファイルが強化され、銅、低炭素アルミニウム、リチウムなどのエネルギー転換に必要な金属での成長が予想されます。
研究参考:
1. Knierim, K. J., et al. (2024). アーカンソー州南部のSmackover Formationブライナーのリチウム資源の評価。Science Advances, 10, Article adp8149. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp8149
