La sorprendente nueva fuente de litio para baterías

Se necesitarán grandes cantidades de litio para fabricar las baterías de los cada vez más numerosos coches eléctricos que circulan por las carreteras. Para encontrar nuevos suministros, empresas e investigadores recurren a una fuente inesperada: los yacimientos de petróleo y gas.

Estos yacimientos de petróleo y gas no sólo albergan hidrocarburos, sino también salmueras que contienen metales como sodio, calcio y algo de litio. Cuando los perforadores perforan formaciones saturadas de petróleo, la salmuera vuelve a la superficie junto con las moléculas que acaban convirtiéndose en combustible. Pero ahora que el material de las baterías de los vehículos eléctricos se ha convertido en un bien preciado, las empresas de litio están desarrollando tecnologías para extraerlo de la salmuera, y las compañías petroleras y de gas también le están echando un segundo vistazo.

El proceso, conocido como extracción directa de litio, podría marcar una nueva era para el sector, según investigadores y analistas.

La extracción puede requerir mucho trabajo y aún no se ha comercializado a gran escala, pero la creciente demanda de litio está haciendo que se preste más atención a nuevos métodos. “Tenemos que replantearnos y buscar activos que requieran procesos modernos”, confirmó Robert Mintak, director ejecutivo de Standard Lithium, con sede en Vancouver.

En Arkansas, actualmente un pequeño productor de petróleo y gas, Standard Lithium, tiene una planta de demostración para extraer litio de salmueras de yacimientos petrolíferos. En Canadá, la empresa E3 Lithium colabora con una compañía de petróleo y gas para producir el metal a partir de un yacimiento petrolífero agotado. Y en la cuenca del Pérmico, al oeste de Texas y Nuevo México, la perforadora Devon Energy está probando técnicas con otras empresas para producir litio a partir de las aguas residuales que bombea junto con el petróleo y el gas.

Se prevé que la demanda de baterías de litio se dispare esta década, y que la demanda estadounidense se multiplique casi por seis en 2030 hasta alcanzar los US$ 52.000 millones, según un análisis del Boston Consulting Group. Miles de millones de dólares en subvenciones públicas también están reforzando las apuestas de las empresas por encontrar nuevas formas de extraer el metal.

Ahora, la mayor parte del suministro mundial de litio procede de Australia, Chile y China. Según el banco de inversión Raymond James, estos países aportaron el 92% de las 130.000 toneladas métricas de litio extraídas el año pasado en todo el mundo. Los productores trituran las rocas para extraer el litio, o lo recogen bombeando salmueras subterráneas poco profundas -que ofrecen concentraciones de litio mucho más elevadas que las salmueras de los yacimientos petrolíferos- y vertiéndolo en gigantescas balsas de evaporación. Esto implica el uso de grandes cantidades de agua, y los grupos ecologistas afirman que los estanques pueden contaminar el aire y el suelo.

Explotar la salmuera de los yacimientos petrolíferos de Norteamérica mediante la extracción directa de litio es menos perjudicial, afirman empresas e investigadores. Como las empresas energéticas han perforado millones de pozos de petróleo y gas, y recopilado datos del subsuelo, los buscadores de litio saben dónde buscar.

La extracción directa también podría acelerar la producción de litio. Concentrar el litio en balsas de salmuera puede llevar hasta 18 meses y recuperar alrededor del 50% del litio, según un informe de abril de Goldman Sachs. En la extracción directa, la salmuera se envía a una unidad de procesamiento, donde se utilizan productos químicos, una resina o una membrana, entre otras tecnologías, para capturar los iones de litio. A continuación, el agua se reinyecta en el acuífero donde se originó. El proceso dura como mucho unos días, y las recuperaciones alcanzan el 90%. Los analistas afirman que las tecnologías de extracción directa podrían aplicarse también a las salmueras poco profundas ricas en litio.

La tecnología presenta algunos retos. Dado que cada salmuera es un caldo único de sustancias químicas, la obtención de litio mediante extracción directa requerirá enfoques adaptados a cada proyecto, afirma Kevin Murphy, director de investigación de metales y minería de S&P Global Commodity Insights. Cuanto menor sea la concentración de litio en la salmuera, mayores serán los costes de explotación, ya que los productores necesitan procesar más agua. La presencia de otros elementos también puede interferir en el proceso de extracción, sostiene Murphy.

En la provincia canadiense de Alberta, E3 Lithium pretende extraer el metal del distrito de Bashaw, en el agotado yacimiento petrolífero de Leduc, una zona que, según sus estimaciones, contiene unos 16 millones de toneladas métricas de litio, unas cinco veces el litio estimado en los yacimientos rocosos de Canadá. La empresa ha recibido subvenciones federales canadienses por un total de más de 30 millones de dólares canadienses (unos 22 millones de dólares). Imperial Oil, un productor de petróleo propiedad de Exxon que descubrió petróleo en Leduc, ha invertido 6,4 millones de dólares canadienses en E3 Lithium, según las empresas. La asociación concede a E3 Lithium acceso a las tierras de Imperial Oil y a sus conocimientos en materia de agua y gestión de yacimientos.

“Trabajamos como una petrolera convencional”, aseguró Chris Doornbos, director general de E3 Lithium.

E3 Lithium, que tiene previsto iniciar las operaciones de una planta piloto de extracción en el tercer trimestre de 2023, espera producir inicialmente 20.000 toneladas métricas de hidróxido de litio al año. Su objetivo es bombear salmuera desde una profundidad de 1,5 millas, potencialmente utilizando pozos existentes y otros nuevos. A continuación, el líquido se enviará probablemente por tuberías a una instalación donde un material absorbente capturará el litio y rechazará las impurezas para crear un líquido concentrado, que luego se refinará para obtener material apto para baterías.

La formación de Smackover, en el sur de Arkansas, se considera una de las regiones más prometedoras de Norteamérica para probar e implantar esta tecnología. Exxon Mobil compró este año los derechos de perforación de un importante yacimiento de litio en la región, que pretende explotar, según personas familiarizadas con el asunto. Según algunas estimaciones, la concentración del metal puede superar los 500 miligramos por litro, frente a los 75 miligramos por litro del yacimiento de Leduc.

Exxon Mobil se rehusó a hacer comentarios.

Las empresas químicas de la región llevan mucho tiempo extrayendo salmuera de los yacimientos petrolíferos agotados para obtener bromo, otra valiosa sustancia química del agua salada. Ahora, las empresas de litio quieren sacar una tajada.

Desde 2020, Standard Lithium opera una planta a escala industrial en la zona de Smackover con el fabricante químico alemán Lanxess. La salmuera, que Lanxess procesa para producir bromo, fluye hacia la instalación a razón de unos 3.000 galones por minuto. Utilizando la misma salmuera, Standard Lithium espera producir algo menos de 6.000 toneladas métricas de litio al año a partir de esta planta y tiene como objetivo una producción de 50.000 toneladas métricas en todos los proyectos de la empresa en Arkansas, afirmó el director ejecutivo Mintak.

Algunas empresas esperan que la tecnología de extracción directa abra también la puerta a la producción de litio en la cuenca del Pérmico de Nuevo México y Texas occidental, el yacimiento petrolífero más activo de EE.UU. Allí los perforadores inyectan millones de litros de agua en los pozos para fracturar la roca de esquisto. Cuando estas aguas residuales vuelven a fluir junto con la salmuera, los productores tienen que deshacerse de ellas. La cuenca del Pérmico produjo unos 18 millones de barriles de agua al día en 2021, según el banco de inversiones Goldman Sachs. Monetizar el litio del agua salada podría permitir a los perforadores compensar el coste de tener que manejarla, afirman ejecutivos y analistas.

El productor del Pérmico Devon Energy ha invertido millones de dólares a través de empresas de capital de riesgo en compañías que trabajan en proyectos y tecnologías de energías alternativas, incluida la extracción directa de litio, cuenta Trey Lowe, director de tecnología de la empresa. Dado que el litio está tan diluido en el agua del Pérmico, Devon colabora con empresas especializadas para probar técnicas que concentren aún más el metal, y está estudiando formas de extraer otros elementos químicos valiosos, como el yodo.

Otros se muestran más escépticos. Amanda Brock, directora ejecutiva de Aris Water Solutions, una empresa de gestión del agua en el Pérmico, afirmó que ha estudiado la posibilidad de producir litio a partir de aguas residuales, pero que no ve potencial a corto plazo dados los precios del litio y los costes de producción.

“Nos encantaría encontrar un modo de extraer el litio de forma rentable”, explicó finalmente.