Một công ty của Úc chuyên về tái chế nước và tài nguyên đã công bố việc ra mắt nhà máy lithium đầu tiên trên thế giới có khả năng chiết xuất, cô đặc và chuyển đổi (EC²) lithium trong một quy trình tích hợp hoàn chỉnh, sử dụng nước thải từ các mỏ dầu.
Nhà máy này tọa lạc tại vùng Marcellus Shale ở bang Pennsylvania, do công ty Gradiant có trụ sở tại Boston phát triển thông qua công ty con chuyên về lithium mang tên alkaLi. Theo kế hoạch, cơ sở này sẽ bắt đầu vận hành thương mại vào đầu năm 2026 và có thể đáp ứng tới 50% nhu cầu lithium của Hoa Kỳ.
Đây là cơ sở đầu tiên trên thế giới ứng dụng quy trình EC² một cách hoàn chỉnh để chiết xuất lithium từ nước thải dầu khí. Công nghệ EC², được alkaLi giới thiệu vào năm ngoái, cam kết khả năng thu hồi ít nhất 95% lithium, góp phần nâng cao hiệu quả và tính bền vững trong việc sản xuất lithium cấp pin.
AlkaLi – đơn vị sở hữu và vận hành nhà máy cùng với quyền sử dụng đất, thiết bị và tài nguyên – cho biết mô hình tích hợp theo chiều dọc này sẽ đảm bảo nguồn cung lithium lâu dài. Bằng cách tránh được quy trình cấp phép phức tạp thường làm chậm tiến độ các dự án khai thác khoáng sản chiến lược, nhà máy giúp đẩy nhanh thời gian đưa lithium cấp pin ra thị trường.
“Chúng tôi hiện có một cơ sở sản xuất lithium vận hành thực tế tại Mỹ, minh chứng cho khả năng ứng dụng của EC². Đây không còn là lý thuyết – mà là minh chứng rõ ràng rằng việc sản xuất lithium sạch, trong nước là khả thi và có thể mở rộng quy mô,” Anurag Bajpayee, CEO của Gradiant, chia sẻ.
Quy trình EC² được thiết kế để thu hồi nhiều lithium hơn, sử dụng ít nước, ít năng lượng và tạo ra ít chất thải hơn – từ đó giúp cân bằng giữa hiệu quả kinh tế và tính bền vững của việc thu hồi khoáng sản thiết yếu. Các thử nghiệm ban đầu đã cho thấy tỷ lệ thu hồi lithium lên đến 97% và độ tinh khiết đạt 99,5% – vượt xa tiêu chuẩn của ngành.
AlkaLi hiện cũng cung cấp các mô hình hợp tác linh hoạt, từ triển khai công nghệ EC² tại cơ sở khách hàng cho đến thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống tích hợp cho đối tác, cũng như trực tiếp sản xuất và kinh doanh lithium từ tài sản của chính công ty.
Theo alkaLi, sáng kiến này ra đời vào thời điểm mang tính bước ngoặt. Khi nhu cầu lithium tăng mạnh do sự bùng nổ xe điện và lưu trữ năng lượng quy mô lớn, Mỹ đang phải đối mặt với áp lực lớn trong việc đảm bảo chuỗi cung ứng nội địa.
Công ty cũng đã ký thỏa thuận cung cấp kéo dài nhiều năm với một nhà sản xuất pin lithium-ion tại Mỹ, theo đó cung cấp tới 5.000 tấn lithium carbonate cấp pin mỗi năm cho các ứng dụng xe điện và lưu trữ năng lượng.
Tuy nhiên, ông Bajpayee khẳng định mục tiêu của công ty không phải là cạnh tranh với khách hàng mà là hỗ trợ họ – cũng như toàn ngành – để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với lithium cấp pin, từ đó thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch.
“Khoản đầu tư chiến lược vào Marcellus Shale, với tiềm năng cung cấp 50% nhu cầu lithium của Mỹ, chính là minh chứng cho độ trưởng thành của công nghệ alkaLi và đảm bảo nguồn cung lâu dài trong nước,” ông Bajpayee kết luận trong thông cáo báo chí.
Khác với các phương pháp khai thác truyền thống từ nước muối hoặc quặng cứng, phương pháp của alkaLi sử dụng nước thải từ các hoạt động khai thác dầu khí – một nguồn tài nguyên bị bỏ quên trong chuỗi cung ứng lithium.
Quy trình này tích hợp chiết xuất lithium trực tiếp (DLE), cô đặc và chuyển đổi cuối cùng trong một hệ thống hợp lý. Nó cũng giúp giảm tới 50% chi phí đầu tư và vận hành, đẩy nhanh tiến độ nhờ hệ thống mô-đun được thiết kế sẵn, đồng thời áp dụng trí tuệ nhân tạo để điều khiển theo thời gian thực và bảo trì dự đoán.
Ngoài ra, công nghệ còn giúp giảm dấu chân môi trường, đơn giản hóa quy trình xin phép và linh hoạt xử lý nhiều nguồn nước đầu vào khác nhau như nước muối địa nhiệt, dòng tái chế pin và nước thải từ các mỏ dầu khí.