미국 에너지부(DOE) 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory)의 연구원들이 수행한 주요 새로운 연구는 특히 배터리 및 전기 자동차를 사용한 운송 분야에서 리튬 생산 공정과 장기적인 환경 지속 가능성과의 관계에 대한 중요한 새로운 통찰력을 제공했습니다.
"염수 및 광석 자원의 탄산리튬 및 수산화리튬 일수화물의 에너지, 온실 가스 및 물 수명 주기 분석 및 리튬 이온 배터리 캐소드 및 리튬 이온 배터리에서의 이들의 사용" 기사 자원, 보존 및 재활용 저널에 게재된 염수 및 광물 자원 및 리튬 이온 배터리 음극 및 리튬 이온 배터리에서의 사용) 세계의 생산자.
Argonne 수명 주기 분석가이자 수석 저자인 Jarod Kelly에 따르면 연구원들은 SQM에서 제공한 운영 데이터를 사용하여 프로세스 및 위치 관점 모두에서 리튬 소싱이 관련 환경 영향을 측정하는 데 큰 영향을 미칠 수 있음을 발견했습니다.
Kelly는 "결과는 농축된 리튬 염수 및 관련 최종 제품이 할당 방법과 사용되는 자원에 따라 에너지 소비, 온실 가스 배출, 이산화황 배출 및 물 소비에서 크게 다를 수 있음을 보여줍니다."라고 설명했습니다.
연구원들은 안데스 산맥 근처의 칠레 북부에 위치한 대규모 염전인 Salar de Atacama에서 추출한 염수 기반 리튬을 모델링했습니다. 리튬은 큰 연못에서 자연 건조되어 물을 증발시키고 리튬을 농축하고 불순물을 제거합니다. 그런 다음 재료와 에너지를 추가하여 탄산리튬과 수산화리튬을 생산합니다. 이 두 가지 최종 제품은 전 세계적으로 배터리 음극 생산자에게 배송되며, 이 생산자는 이를 다양한 배터리 재료로 가공합니다.
연구 결과는 공정의 각 단계에서 리튬 생산을 최적화하여 보다 친환경적인 제품, 특히 배터리 전기 자동차를 만드는 데 중요한 의미를 가질 수 있습니다. 국제에너지기구(International Energy Agency)는 주로 전기 자동차의 글로벌 보급으로 인해 리튬 수요가 40년에서 2020년 사이에 2040배 증가할 것으로 예측합니다.
Argonne Systems 평가 센터의 이사이자 스튜디오의 공동 저자인 Michael Wang은 "현재 리튬 생산을 조사하고 미국을 포함하여 미래 생산을 보는 것은 전기 자동차 배치를 유지하는 데 중요합니다."라고 말했습니다.
"이 연구는 현재 관행에 대한 기준선을 설정하고 개선할 수 있는 잠재적 영역을 보여줍니다."라고 Kelly가 덧붙였습니다. "더 많은 연구를 통해 이 정보를 사용하여 가장 지속 가능한 방식으로 리튬을 생산하는 모범 사례를 개발하는 것이 가능할 것입니다."
SQM은 처음에 작년에 Argonne에 연락하여 최근에 발표한 야심찬 지속 가능성 목표를 지원하기 위해 협력했습니다. 혁신 책임자인 Veronica Gautier는 "지속 가능성 계획에 따라 리튬 제품의 탄소 배출량, 물 소비 및 에너지 소비를 자세히 살펴보고 이것이 나머지 가치 사슬에 어떤 영향을 미치는지 확인하고 싶습니다."라고 말했습니다. 에스큐엠에서 "이 정보는 2030년까지 탄소 중립 목표를 달성하는 데 도움이 될 것입니다."
이 분석은 또한 배터리 전기 자동차를 사용한 운송의 전기화를 향한 세계적인 추세의 일반적인 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 Wang은 말했습니다.“전기화는 종종 환경적 지속 가능성을 목표로 합니다. 그러나 우리가 실제로 지속 가능한 경로에 있다고 말하기 전에 리튬 배터리 생산에 대해 더 많이 알아야 합니다."라고 그는 말했습니다. "이 연구는 전기 이동성 가치 사슬에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다."
공식 분석은 SQM에서 가져온 상세한 데이터 및 기술 지식과 함께 Argonne의 오픈 소스 모델링 도구인 GREET(기술의 온실 가스 규제 배출 및 에너지)를 사용했습니다. 칠레에서 채굴된 염수 내 리튬 외에도 연구원들은 호주 서부의 스포듀민 광석에서 채굴된 광석 내 리튬을 모델링하여 데이터를 확장했습니다.
Kelly는 산업 파트너의 포괄적인 데이터를 기반으로 한 이러한 종류의 분석은 처음이라고 말했습니다. Gautier는 SQM이 연구 결과가 이제 공개적으로 이용 가능하고 책임감 있고 지속 가능한 리튬 생산을 보장하기 위한 글로벌 노력에 기여하게 된 것을 기쁘게 생각한다고 덧붙였습니다.
그는 "프로세스가 어떻게 작동하는지에 대해 완전하고 완전한 투명성을 갖는 것이 중요하며 Argonne의 경험과 전문성을 활용하게 된 것을 기쁘게 생각합니다."라고 말했습니다. "이 정보를 공유하는 것은 큰 교육적 가치를 가질 것입니다."
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