Sürdürülebilirlik

Arkansas, Lityum İhtiyacımızın Cevabını Barındırıyor mu?

mm
Yayınlandı
Güncellendi
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

Lityum Arzının Önemi

Lithium, büyük ölçüde elektrikli araçların (EV) ve yenilenebilir enerjinin yükselişi ve buna bağlı olarak lityum‑iyon pillerine olan devasa talep nedeniyle hızla çok önemli bir emtia haline geldi. Talebin 2030’a kadar üssel olarak artmaya devam etmesi bekleniyor, bu da mevcut 1.189.000 MT lityum karbonat eşdeğeri (LCE) talebini kıyasla küçük gösteriyor.

Kaynak: Statista

Lityum‑iyon bir gün bir nebze eski bir teknoloji haline gelebilirken, lityum muhtemelen batarya kimyasının önemli bir parçası olmaya devam edecek, özellikle lityum‑metal katı hal pillerinin yaygınlaşması durumunda.

Bu talep artışı, lityum fiyatlarının dalgalı olmasına yol açtı; kıtlıklar büyük fiyat artışları yaratıp ardından çöküşlere neden oluyor.

Bu aynı zamanda lityum arzının güvence altına alınmasını stratejik bir endişe haline getirdi, özellikle elektrik hizmetlerinden otomotiv üreticilerine kadar daha fazla sektör sabit lityum pil teminine bağımlı hale geldikçe.

Şu anda, dünyanın çoğu pili ve rafine lityumu Çin’den geliyor. Mineral ise öncelikle “lityum üçgeni” (Şili, Arjantin, Bolivya), Çin ve Avustralya’da çıkarılıyor.

Lithium üretimi, büyük kaynaklara rağmen Kuzey Amerika’da oldukça yavaş ilerledi. Bu kaynakların şimdi daha da büyük olduğu ortaya çıktı; Arkansas’ta devasa lityum yatakları keşfedildi. Bu keşif, ABD Jeoloji Araştırması, Arkansas Enerji ve Çevre Departmanı araştırmacıları tarafından yapıldı ve Science Advances dergisinde “Makine öğrenmesi kullanarak Güney Arkansas’taki Smackover Formasyonu tuzlu sularındaki lityum kaynağının değerlendirilmesi1” başlığıyla yayımlandı.

Yeni Bir Lityum Üçgeni?

Lityum üçgeni, Güney Amerika’da üç ülke arasındaki sınır bölgesi olup, dünyanın büyük bir kısmının lityumunu sağlayan devasa lityum açısından zengin tuzlu sulara sahiptir.

ABD’nin, Arkansas, Teksas ve Louisiana kesişiminde kendi lityum üçgenine sahip olduğu görülüyor.

Ve keşif devasa; ABD lityum kaynak tahminlerini bir gecede iki katına çıkarma potansiyeline sahip.

Bu tahmini lityum haritalarını rezervuar parametreleri ve jeolojik bilgilerle birleştirerek, Güney Arkansas’taki Smackover Formasyonu tuzlu sularında 5,1 ila 19 milyon ton lityum olduğunu hesapladık; bu, mevcut ABD lityum kaynağı tahmininin %35 ila %136’sına tekabül ediyor.

Nasıl Bulundu?

Bölgedeki petrol ve gaz yataklarının aynı zamanda bromür ve lityum içeren tuzlu sulara da zengin olduğu zaten biliniyordu. Ancak önceki analizler, tuzlu su örnek konumundaki lityum içeriği hakkında sadece bir gösterge verebiliyor, sonuçlar 0,08 ila 1700 mg/litre arasında geniş bir aralık gösteriyordu.

Bu yüzden araştırmacılar, bilinen tüm ölçümleri ve bölgenin jeolojik verilerini bir araya getiren bir yapay zeka analizi kullandılar. Bölge, petrol ve gaz üretimi için yoğun bir şekilde araştırıldığı için yeraltı yapısı oldukça iyi belgelenmiş.

Bu çalışmada, yayımlanmış ve yeni toplanmış tuzlu su lityum konsantrasyonu verilerini kullanarak bir makine öğrenmesi modeli eğitiyor ve jeolojik, jeokimyasal ve sıcaklık açıklayıcı değişkenleri kullanarak Güney Arkansas’taki Smackover Formasyonu tuzlu sularında tahmini lityumun uzaysal olarak sürekli bir haritasını oluşturuyoruz.

Bu analiz, Smackover Formasyonu adlı bir sitenin diğerlerinden çok daha umut verici olduğunu gösterdi.

Lityum İçeriğini Tahmin Etmek

Yapay zeka destekli analiz, lityum varlığını ya da yokluğunu belirleyen en önemli öngörü faktörünü tespit edebildi:

  • Çözünmüş hidrojen sülfür (H2S) konsantrasyonları.
  • Tuzlu su örnek derinliği
  • Smackover Formasyonu üst kısmının yüksekliği
  • Smackover Formasyonu kalınlığı

Tuzlu su hacmi ve lityum konsantrasyonu için en düşük ve en yüksek tahminlere bağlı olarak, Smackover Formasyonu’nda mevcut toplam miktar şu şekilde olabilir:

  • 1 milyon ton (düşük lityum, düşük hacim).
  • 11 milyon ton (orta lityum, orta hacim).
  • 11 milyon ton (yüksek lityum, yüksek hacim).

Lityum Yan Ürün Olarak

Bu tuzlu suların bir kısmı, bromür üretimi için çıkarım ya da petrol ve gaz üretiminin yan ürünü olarak yüzeye getirilmiştir.

Toplamda, yaklaşık 5.000 ton, yani Smackover Formasyonu’ndaki mevcut lityum kaynağının %0,1’inden daha azı, petrol, gaz ve bromür endüstrilerinin atık akışları olarak tuzlu sular içinde yüzeye çıkarılmıştır.

Bu, mevcut toplam kaynağın küçük bir yüzdesini temsil etse de, yine de 2022’de ABD’nin lityum tüketimini karşılamaya yetecek kadar olup, bu kaynağın potansiyelini göstermektedir.

Ve “Büyük Petrol” şirketleri, bölgede sondaj konusundaki uzmanlıklarını kullanma potansiyeline bakıyor; Exxon’un bir “lityum kuyusu” sondajı planları.

Doğrudan Lityum Çıkarma (DLE)

Yeni Bir Üçüncü Lityum Çıkarma Teknolojisi

Şu anda, lityum çoğunlukla iki farklı yöntemle üretilmektedir.

İlk yöntem, Avustralya’nın ürettiği lityum türü olan spodumen gibi lityum açısından zengin kayaların ezilmesidir.

İkinci yöntem, geniş buharlaşma göletlerinde güneş enerjisi kullanarak tuzlu suyun buharlaştırılmasıdır. Bu çok maliyet‑etkin bir yöntemdir, ancak çok fazla su tüketir, mevcut lityumun yalnızca %50’sini yakalar ve önemli kirliliğe yol açar.

Şimdi geliştirilen üçüncü bir yöntem var: doğrudan lityum çıkarma.

Seçici Membranlar

Yaygın olarak kullanılan lityum konsantrasyon yöntemleri buharlaşma ve/veya mineral konsantrasyonuna dayanır. Bunun yerine, doğrudan çıkarma, lityum atomlarını seçici bir çıkarma süreciyle hedef alır. Bu, birkaç farklı yöntemle gerçekleştirilebilir:

  • Adsorpsiyon tabanlı DLE, lityumun özel bir malzeme tarafından fiziksel olarak emildiği yöntem.
  • İyon değişim tabanlı DLE, lityumun katyonlarla (pozitif iyonlar) değiştirildiği yöntem.
  • Solvent ekstraksiyon tabanlı DLE, organik bir sıvı solventin lityumu tuzlu sudan çekip çözdüğü yöntem.

Petrol sahası tuzlu suları, küresel olarak bulunmaları, petrol, gaz ve tuzlu su endüstrilerinin bir yan ürünleri olarak kabul edilmeleri ve doğrudan lityum çıkarma teknolojilerinin uygulanabilirliğine bağlı olarak, havza tuzlu sularını konsantre etmek için kullanılan buharlaşma süreçlerine benzer büyük bir alan gerektirmemeleri nedeniyle önemli bir lityum kaynağı olabilir.

“Makine öğrenmesi kullanarak Güney Arkansas’taki Smackover Formasyonu tuzlu sularındaki lityum kaynağının değerlendirilmesi”.

Lityum Nanofiltrasyonu

Doğrudan çıkarma için yeni bir yöntem, Monash Üniversitesi (Avustralya) araştırmacıları tarafından keşfedilmiş olabilir ve Nature Sustainability dergisinde “Tuz gölü tuzlu sularından sürdürülebilir lityum çıkarımı ve magnezyum hidroksit ortak üretimi” başlığıyla yayımlanmıştır.

Lityumu çıkarmak için EDTA destekli gevşek nanofiltrasyon (EALNF) kullandılar. Bu yöntem, aynı anda hem lityum hem de magnezyumu çıkarabilmekte ve operasyonun genel verimliliğini artırmaktadır. Daha önce, magnezyum lityum çıkarımının bir atığı olarak görülüyordu.

Bu süreç, endüstriyel koşullar altında ultra yüksek Mg2+ reddi (%99,85), ultra hızlı Li+ akışı ve benzeri görülmemiş Li+/Mg2+ ayırma faktörünü elde eder.

Magnezyum genellikle tuzlu sularda bulunur ve lityumun seçici çıkarımında sorunlara yol açabilir. Bu durum, bu kaynakların “daha kolay” tuzlu sulara tercih edilerek göz ardı edilmesine neden olmuştur.

“Teknolojimiz %90 lityum geri kazanımı sağlıyor, geleneksel yöntemlerin neredeyse iki katı performans sunuyor ve çıkarım süresini yıllardan sadece haftalara düşürerek büyük ölçüde azaltıyor.”

Ayrıca, tuzlu suyun yapay göletlerde buharlaşmasını beklemekten daha az su tüketir. Aslında, yan ürün olarak tatlı su bile üretir, onu tüketmek yerine. Su kıtlığı olan bölgelerde çok sayıda lityum kaynağı bulunduğunda bu fark yaratabilir.

Yatırım Lityum ve Pil Teknolojisi

Lityum‑iyon piller, insanlara gelişmiş elektronik cihazları her yere taşıma imkanı vermekten, sadece elektrikle çalışan arabaları güçlendirmeye kadar dünyayı birkaç kez değiştirdi.

Yüksek enerji yoğunluğuna ulaşıldığında %100 yenilenebilir bir enerji şebekesi sağlamak ya da uçakların elektrifikasyonuna izin vermek gibi, yine ya da başka pil türleriyle bu etkiyi sürdürebilirler.

Birçok aracı kurum aracılığıyla pil ile ilgili şirketlere yatırım yapabilirsiniz ve burada, securities.io sitesinde, ABD, Kanada, Avustralya, Birleşik Krallık ve diğer birçok ülke için en iyi aracı kurum önerilerimizi bulabilirsiniz.

Belirli pil şirketlerini seçmekle ilgilenmiyorsanız, Amplify Lithium & Battery Technology ETF (BATT), Global X’in Lithium & Battery Tech ETF (LIT) ya da WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF gibi biyoteknoloji ETF’lerine de bakabilirsiniz; bu fonlar, büyüyen lityum ve pil endüstrisinden faydalanmak için daha çeşitlendirilmiş bir maruziyet sağlayacaktır.

Ya da “En İyi 10 Pil Metali & Yenilenebilir Enerji Madencilik Hissesi” rehberimize göz atabilirsiniz.

Doğrudan Lityum Çıkarma Şirketi

RIO Fiyat Grafiği

Rio Tinto (RIO ), (dünyanın ikinci en büyük) madencilik devlerinden biri olup, demir madenciliğinin yanı sıra bakır, alüminyum, altın, uranyum vb. alanlarda da güçlü bir varlığa sahiptir.

Rio Tinto, özellikle Gine’deki Simandou mega demir madeni projesi ve Moğolistan tarihindeki en büyük proje olan Oyu Tolgoi bakır madeni ile hızlı bir şekilde genişlemektedir.

Rio Tinto’nun önümüzdeki 5 yılda küresel bakır arzındaki büyüme hacminin %25’ini sağlayacağı bekleniyor.

Son zamanlarda, lityum devlerinden Arcadium Lithium’ (ALTM ) ı satın alarak lityum madenciliği sektörüne büyük bir giriş yaptı; bu şirket, 2023’te büyük lityum üreticileri Allkem ve Livent’in birleşmesiyle oluşmuş ve dünyadaki 3. en büyük lityum üreticisi konumuna gelmiştir.

Kaynak: Arcadium

Birleşme, lityum üretiminin ve işleme adımlarının tümünü kapsayan bir şirket yarattı. Arcadium, 2028 sonuna kadar kapasitesini iki katından fazla artırma planları yürütüyor.

Arcadium Yenilikleri

DLE

Bu satın alma ile ilgili olarak, “Rio Tinto’nun gerçek ödülü” olarak tanımlanan şey, Arcadium’un doğrudan lityum çıkarma (DLE) teknolojisidir. Arcadium, 1996’dan beri buharlaşma göletleriyle birleştirerek DLE üzerinde çalışmaktadır ve yakın zamanda bunu bağımsız bir çıkarma yöntemi olarak ticari açıdan uygulanabilir hâle getirmede önemli ilerleme kaydetti.

Özellikle, Livent, 2023’te ILiAD Technologies’i satın aldı.

“ILiAD Teknoloji Platformu, üstün lityum seçici adsorbanı sürekli karşı akım yatak işlemeleriyle birleştirir”

“Livent, dünyadaki en önde gelen uygulayıcı ve DLE tabanlı üretim süreçlerinin en büyük kullanıcısıdır ve ILiAD’in DLE geleceğine getirdiği avantajları tanıdıkları için çok heyecanlıyız.”

Görünüşe göre, Arcadium’un DLE konusundaki uzun vadeli uzmanlığı ve ILiAD’in “çok çeşitli koşullarda lityum açısından zengin tuzlu sular” yelpazesi, Rio Tinto’nun Arcadium’u düşük değerle satın almasının başlıca nedeni olmuştur; bu da lityum pazarlarının döngüsel doğasından kaynaklanan düşük değerle ilgilidir.

Lityum Folyo

Arcadium ayrıca, batarya performansını artırmak, üretim maliyetlerini düşürmek ve lityum kullanımını azaltmak için kullanılabilecek baskı yapılabilir bir lityum folyo olan LIOVIX’i geliştirdi.

Kaynak: Arcadium

Rio Tinto’nun Yeşil Profili

Arcadium’un satın alınması, Rio Tinto’yu, bakır çıkarımındaki yenilikleriyle Nuton girişimi aracılığıyla madencilik endüstrisi yenilikçileri arasına sağlam bir şekilde yerleştirdi. Nuton’un yeni teknolojisi, maden cevherinden çok daha yüksek bir bakır geri kazanım oranı sağlar.

Rio Tinto’nun alüminyum üretimi düşük karbonludur, çünkü boksiti alümina ve ardından alüminyuma dönüştürmek için hidroelektrik enerji kullanılmaktadır.

Rio Tinto ayrıca diğer lityum projelerine de yatırım yaptı; yakın zamanda Arjantin’deki Ricon projesini ve Sırbistan’daki tartışmalı Jadar lityum projesini (muhtemelen Avrupa’daki en büyük lityum projesi). satın aldı.

Son satın alımları ve yeni projeleri sayesinde, Rio Tinto’nun temel olarak bir demir madencisi olduğu, ancak giderek daha yeşil bir profile ve enerji geçişi için gerekli tüm metallerde, özellikle bakır, düşük karbonlu alüminyum ve lityumda güçlü bir büyüme gösterdiği görülmelidir.

Çalışma Referansı:

1. Knierim, K. J., et al. (2024). Makine öğrenmesi kullanarak Güney Arkansas’taki Smackover Formasyonu tuzlu sularındaki lityum kaynağının değerlendirilmesi. Science Advances, 10, Article adp8149. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp8149

mm

Jonathan eski bir biyokimya araştırmacısıdır ve genetik analiz ve klinik çalışmalar üzerinde çalışmıştır. Şimdi bir hisse analisti ve finans yazarıdır ve yayınında 'The Eurasian Century' da inovasyon, piyasa döngüleri ve jeopolitika üzerine odaklanmaktadır.