Duurzaamheid
Bevat Arkansas het antwoord op onze lithiumbehoeften?
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Het belang van de lithiumvoorziening
Lithium is snel een zeer belangrijke grondstof geworden, grotendeels door de opkomst van elektrische voertuigen en hernieuwbare energie en de daarmee gepaard gaande enorme vraag naar lithium‑ionbatterijen. Naar verwachting zal de vraag exponentieel blijven groeien tot 2030, waardoor de huidige vraag van 1.189.000 MT lithiumcarbonaat‑equivalent (LCE) klein lijkt in vergelijking.
Bron: Statista
Hoewel lithium‑ion op een dag een enigszins verouderde technologie zou kunnen worden, zal lithium waarschijnlijk een belangrijk onderdeel van de batterijchemie blijven, vooral als lithium‑metaal solid‑state batterijen gangbaar worden.
Deze vraaggroei heeft geleid tot volatiele lithiumprijzen, waarbij tekorten grote prijsstijgingen veroorzaken, gevolgd door crashes.
Bron: Carbon Credit
Het heeft ook het veiligstellen van de lithiumvoorziening tot een strategische zorg gemaakt, vooral nu steeds meer sectoren afhankelijk worden van een stabiele lithiumbatterijvoorziening, van elektriciteitsbedrijven tot autofabrikanten.
Momenteel komen de meeste batterijen en geraffineerd lithium van de wereld uit China. Het mineraal zelf wordt voornamelijk gedolven in de ‘lithiumdriehoek’ (Chili, Argentinië, Bolivia), China en Australië.
De lithiumproductie is tamelijk traag geweest in Noord‑America ondanks grote voorraden. Deze voorraden blijken nu nog groter te zijn, met enorme lithiumafzettingen ontdekt in Arkansas. Deze ontdekking werd gedaan door onderzoekers van de US Geological Survey, het Arkansas Department of Energy and Environment, en gepubliceerd in Science Advances onder de titel “Evaluation of the lithium resource in the Smackover Formation brines of southern Arkansas using machine learning1“.
Een nieuwe lithiumdriehoek?
De lithiumdriehoek is dit grensgebied in Zuid‑Amerika tussen drie landen dat enorme hoeveelheden lithiumrijke pekel bevat, waaruit een groot percentage van het wereldwijde lithium afkomstig is.
De VS lijkt haar eigen lithiumdriehoek te hebben op het kruispunt van Arkansas, Texas en Louisiana.
Bron: Science Advances
En de ontdekking is enorm, mogelijk verdubbelt het in één nacht de geschatte Amerikaanse lithiumvoorraden.
Met behulp van deze voorspelde lithiumkaarten, gecombineerd met reservoirparameters en geologische informatie, berekenden we dat er 5,1 tot 19 miljoen ton lithium aanwezig is in de Smackover Formation‑pekels in zuidelijk Arkansas, wat 35 tot 136 % van de huidige Amerikaanse lithiumresource‑schatting vertegenwoordigt.
Hoe werd het gevonden?
Het was al bekend dat de olie‑ en gasvoorraden in het gebied ook rijk waren aan pekel die bromide en lithium bevatte. Eerdere analyses konden echter slechts een indicatie geven van het lithiumgehalte op de locatie van de pekelmonster, met een breed scala aan resultaten, van 0,08 tot 1700 mg/liter.
Daarom hebben de onderzoekers een AI‑analyse ingezet om alle bekende metingen en de geologische gegevens van de regio te combineren. Aangezien het gebied uitgebreid is onderzocht voor olie‑ en gasproductie, is de ondergrondse structuur redelijk goed gedocumenteerd.
In deze studie gebruiken we gepubliceerde en nieuw verzamelde data over de lithiumconcentratie in pekel om een machine‑learningmodel te trainen en een ruimtelijk continue kaart te maken van voorspeld lithium in Smackover Formation‑pekels over zuidelijk Arkansas, met behulp van geologische, geochemische en temperatuurvariabelen.
Deze analyse wees uit dat één locatie, de Smackover Formation, veel veelbelovender was dan de andere.
Bron: Science Advances
Lithiumgehalte voorspellen
De AI‑gedreven analyse kon de belangrijkste voorspellende factor bepalen die leidt tot de aanwezigheid van lithium of niet:
- Opgeopende waterstofsulfide (H2S) concentraties.
- Diepte van het pekelmonster
- Hoogte van de top van de Smackover Formation
- Dikte van de Smackover Formation
Bron: Science Advances
Afhankelijk van de laagste en hoogste schattingen voor pekelvolume en lithiumconcentratie, zou de totale hoeveelheid beschikbaar in de Smackover Formation kunnen zijn:
- 1 miljoen ton (laag lithium, laag volume).
- 11 miljoen ton (gemiddeld lithium, gemiddeld volume).
- 11 miljoen ton (hoog lithium, hoog volume).
Bron: Science Advances
Lithium als bijproduct
Sommige van deze pekels zijn al naar de oppervlakte gebracht, als gevolg van exploitatie voor broomproductie, of als bijproduct van olie‑ en gasproductie.
In totaal zijn ongeveer 5000 ton, of minder dan 0,1 % van de beschikbare lithiumresource in de Smackover Formation, naar de oppervlakte gebracht in pekel als afvalstromen van de olie‑, gas‑ en broomindustrie.
Dit vertegenwoordigt een klein percentage van de totale beschikbare resource, maar zou toch voldoende zijn geweest om het lithiumverbruik van de VS in 2022 te dekken, wat het potentieel van deze bron illustreert.
En “Big Oil” kijkt naar de mogelijkheid om haar expertise in boren in de regio te benutten, met plannen van Exxon om een ‘lithiumput’ te boren.
Directe lithiumextractie (DLE)
Een nieuwe derde lithiumextractietechnologie
Momenteel wordt lithium voornamelijk geproduceerd met twee verschillende methoden.
De eerste is het vermalen van lithiumrijke gesteente, zoals spodumeen, wat het type lithium is dat Australië produceert.
De tweede is het verdampen van pekel met behulp van zonne‑energie in enorme verdampingsvijvers. Dit is een zeer kostenefficiënte methode, maar verbruikt veel water, vangt slechts 50 % van het beschikbare lithium en veroorzaakt aanzienlijke vervuiling.
Er wordt nu een derde methode ontwikkeld: directe lithiumextractie.
Selectieve membranen
De gangbare methoden voor lithiumconcentratie vertrouwen op verdamping en/of mineraalconcentratie. Directe extractie richt zich in plaats daarvan op de lithiumatomen via een selectief extractieproces. Dit kan worden bereikt via enkele verschillende methoden:
- Adsorptie‑gebaseerde DLE, waarbij lithium fysiek wordt geadsorbeerd door een speciaal materiaal.
- Ion‑uitwisselings‑gebaseerde DLE, waarbij lithium wordt uitgewisseld tegen kationen (positieve ionen).
- Oplosmiddel‑extractie‑gebaseerde DLE, waarbij een organisch vloeibaar oplosmiddel lithium absorbeert en oplost uit de pekel.
Bron: Lithium Harvest
Olieveld‑pekels kunnen een belangrijke lithiumresource zijn omdat deze pekels wereldwijd voorkomen, anders worden beschouwd als afvalproduct van de olie‑, gas‑ en pekelindustrieën, en — afhankelijk van de levensvatbaarheid van directe lithiumextractietechnologieën — geen grote voetafdruk zouden vereisen, vergelijkbaar met de verdampingsprocessen die worden gebruikt om bassin‑pekels te concentreren
Lithiumnanofiltratie
Een nieuwe methode voor directe extractie zou ook ontdekt kunnen zijn door onderzoekers van Monash University (Australië), gepubliceerd in Nature Sustainability onder de titel “Sustainable lithium extraction and magnesium hydroxide co-production from salt-lake brines”.
Zij gebruikten EDTA‑ondersteunde losse nanofiltratie (EALNF) om lithium te extraheren. Deze methode kan zowel lithium als magnesium gelijktijdig extraheren, waardoor de algehele efficiëntie van de operatie verbetert. Voorheen werd magnesium behandeld als afval van lithiumextractie.
Het proces bereikt een ultrahoge Mg2+‑afstoting (99,85 %), een ultravele Li+‑flux en een ongekende Li+/Mg2+ scheidingsfactor onder industriële omstandigheden.
Magnesium is vaak aanwezig in pekel en kan problemen veroorzaken voor selectieve lithiumextractie. Dit heeft er vaak toe geleid dat dergelijke bronnen werden genegeerd ten gunste van ‘eenvoudigere’ pekels.
“Onze technologie behaalt een lithium‑herstel van 90 %, bijna het dubbele van de prestaties van traditionele methoden, terwijl de benodigde extractietijd van jaren naar enkele weken wordt teruggebracht.”
Het verbruikt ook minder water dan wachten op verdamping van pekel in kunstmatige vijvers. In feite produceert het zelfs zoet water als bijproduct, in plaats van het te verbruiken. Met veel lithiumbronnen in waterarme regio’s kan dit een verschil maken.
Investeren in lithium en batterijtechnologie
Lithium‑ionbatterijen hebben de wereld al meerdere keren veranderd, van het mogelijk maken dat mensen overal geavanceerde elektronica kunnen meenemen tot het uitsluitend elektrisch aandrijven van auto’s.
Ze zouden dat nogmaals kunnen doen, of andere soorten batterijen, door een 100 % hernieuwbaar stroomnet mogelijk te maken of door vliegtuig‑elektrificatie mogelijk te maken wanneer een voldoende hoge energiedichtheid wordt bereikt.
You can invest in battery-related companies through many brokers, and you can find here, on securities.io, our recommendations for the best brokers in de VS, Canada, Australië, het VK, en vele andere landen.
Als u niet geïnteresseerd bent in het selecteren van specifieke batterijbedrijven, kunt u ook kijken naar biotech‑ETF’s zoals Amplify Lithium & Battery Technology ETF (BATT), Global X’s Lithium & Battery Tech ETF (LIT), of de WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF (WT ), die een meer gediversifieerde blootstelling biedt om te profiteren van de groeiende lithium‑ en batterijindustrie.
Of u kunt onze “Top 10 Battery Metals & Renewable Energy Mining Stocks” raadplegen.
Direct Lithium Extraction Bedrijf
RIO Prijsgrafiek
Rio Tinto (RIO ) is een gigant in de mijnbouw (de op één na grootste ter wereld), met een sterke aanwezigheid in ijzerwinning, evenals koper, aluminium, goud, uranium, enz.
Rio Tinto breidt snel uit, met name met het megaironmijnproject Simandou in Guinee en de Oyu Tolgoi-kopermijn, het grootste project in de geschiedenis van Mongolië.
Er wordt verwacht dat Rio Tinto 25 % van de groeivolumes in de wereldwijde koperlevering zal leveren in de komende 5 jaar.
Recentelijk heeft het een enorme entree gemaakt in de lithiummijnsector, met de overname van lithiumgigant Arcadium Lithium , zelf het resultaat van de fusie in 2023 van grote lithiumproducenten Allkem en Livent, waardoor het de derde grootste lithiumproducent ter wereld is.
Bron: Arcadium
De fusie creëerde een bedrijf dat alle stappen van lithiumproductie en -verwerking omvat. Arcadium heeft uitbreidingsplannen om de capaciteit tegen eind 2028 meer dan te verdubbelen.
Arcadium Innovaties
DLE
In verband met deze overname wordt wat wordt beschreven als “Rio Tinto’s echte prijs” de directe lithiumextractie‑technologie (DLE) van Arcadium. Arcadium werkt eigenlijk al sinds 1996 aan DLE, in combinatie met verdampingsvijvers, en heeft recent aanzienlijke vooruitgang geboekt om het commercieel levensvatbaar te maken als een zelfstandige extractiemethode.
Opmerkelijk is dat Livent verwierf ILiAD Technologies in 2023.
“ILiAD Technology Platform combineert een superieure lithium‑selectieve adsorbens met continue tegenstroom‑bedverwerking”
“Livent is ‘s werelds voornaamste beoefenaar en grootste gebruiker van DLE‑gebaseerde productieprocessen, en we zijn verheugd dat ze de voordelen die ILiAD biedt voor de toekomst van DLE hebben erkend.
Het lijkt erop dat de langdurige expertise van Arcadium met DLE, en het “grote scala aan lithiumrijke pekels onder uiteenlopende omstandigheden” van ILiAD, een belangrijke reden waren voor de beslissing van Rio Tinto om Arcadium over te nemen, naast de lage waardering vanwege de cyclische aard van de lithiummarkten.
Lithiumfolie
Arcadium heeft ook LIOVIX ontwikkeld, een vorm van printbare lithiumfolie die kan worden gebruikt om de batterijprestaties te verbeteren, de productiekosten te verlagen en het lithiumgebruik te verminderen.
Bron: Arcadium
Rio Tinto’s groene profiel
De overname door Arcadium plaatste Rio Tinto stevig in het kamp van innovators in de mijnbouwindustrie na zijn innovatie in koperextractie via zijn onderneming Nuton. Nuton’s nieuwe technologie maakt een veel hogere koperwinningsgraad uit gedolven erts mogelijk.
Rio Tinto’s aluminiumproductie is koolstofarm, dankzij het gebruik van waterkracht om bauxiet te raffineren tot alumina en vervolgens aluminium.
Rio Tinto heeft ook geïnvesteerd in andere lithiumprojecten, recentelijk het Ricon‑project in Argentinië en het controversiële Jadar‑lithiumproject in Servië (mogelijk het grootste lithiumproject in Europa).
Door de recente overnames en nieuwe projecten zou Rio Tinto steeds meer moeten worden gezien als een ijzermijnbedrijf in de kern, met een steeds groener profiel en sterke groei in alle metalen die nodig zijn voor de energietransitie, vooral koper, koolstofarm aluminium en lithium.
Studieverwijzing:
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, Article adp8149. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp8149
