07. april 2017

Lithiumfeber

Ligesom guldfeberen i det 19. århundrede, kan man nu tale om en decideret lithiumfeber. Vi har brugt lithium i mange år, men kun til batterier i små apparater. Nu kommer elbilerne, og deres batterier skal, indtil videre, bruge store mængder lithium. Skal vi nu til at have endnu mere menneskelig lidelse og elendighed i kølvandet på udvindingen af lithium, som det er tilfældet med guld, diamanter, kul og olie?

Lithium er et let og meget reaktivt metal, hvilket er egenskaber der gør det egnet til batterier, hvor elektroner skal bindes og afleveres igen i et elektrisk kredsløb. Siden Sony gjorde batteritypen kommerciel i 1991, i videokameraer og andet bærbart udstyr, har man tæmmet lithiums uheldige tendens til at bryde i brand, hvis et batteri overophedes eller punkteres. Men hvor meget lithium skal udvindes før vi kan omstille hele transportsektoren fra fossile brændsler til elektroner?

Ifølge U.S. Geological Survey er der ca. 14 mio. tons rimelig tilgængelige lithium reserver i verden. Selvom havvand faktisk indeholder mest lithium, så udvindes det primært fra sten og saltlage. Der skal bruges ca. 10 kg lithium til en elbil med 60 kWh batteri. Det er den kapacitet jeg tror er et minimum for at elbilen reelt kan konkurrere med brændstofsbilen, da det giver mindst 300 km rækkevidde. Reserverne giver i så fald mulighed for at bygge 1,4 mia. elbiler, hvilket er ca. det antal biler der kører i verden i dag.

Der blev i 2015 udvundet 32.500 tons lithium, eller nok til over 3 mio. elbiler. Javist, nu skal det hele jo ikke bruges til elbiler, for batterimarkedet til stationær lagring af energi fra sol og vind eksploderer også nu. Du tror det måske ikke, men en decideret energirevolution er i gang. Det er på høje tid, for det er afgørende for vores fælles fremtid, at vi standser tilsviningen af vores atmosfære med afbrændte kulbrinter.

De fossile industrier har ubeskrivelig menneskelig elendighed i kølvandet. Alt i alt er der tale om så meget død og ødelæggelse, at det aldrig vil stå mål med de fordele det har givet, og det er ikke kun de mennesker der arbejder og udnyttes i industrien det rammer, men også alle os andre. Alene forureningen fra bl.a. kulafbrænding estimeres at slå over 5 mio. mennesker ihjel i verden, om året... Den tager vi lige igen: over 5 millioner mennesker dør af det skidt, hvert år. Men hvad med den nye industri med vedvarende energi? Er der ikke problemer der også? Jo selvfølgelig, men husk at det aldrig vil kunne måle sig med det vi har været igennem. Det er skæbnens ironi at den elektriske revolution er startet en gang før, nemlig i starten af 1900-tallet hvor elbiler var almindelige, og derefter kørt i sænk af Ford's model T...

For at lave lithium-ion batterier, skal der også graves efter kobolt og grafit. Det foregår primært hhv. i DR Congo og Kina, og traditionen tro, er der delvis ureglementeret minedrift i de lande, som er et beskidt, farligt og underbetalt arbejde. Alene i DR Congo arbejder 40.000 børn i ulovlige miner. Vi sidder med kronisk dårlig samvittighed i hånden, når vi sidder med vores smartphones. Der er ikke styr på sporbarheden for en procentdel af disse materialer, endnu. Hvordan har man det så med at køre elbil, hvor batteriet er flere tusinde gange større? Æv... Nå, ja, men husk at du smider 150 gram CO2 ud af din bil for hver km, som ikke engang træerne kan nå at absorbere. Tag cyklen, hvis du ikke orker at tænke på det...

Desuden så kan elbilens succes blive et reelt problem for lithium-udvinding. Der produceres ca. 80 mio. biler på verdensplan i dag om året, og hvis den nuværende lithium-udvinding kun er nok til 3 mio. biler om året, så kan presset på selve mineindustrien blive så stort, at der vil blive set gennem fingre med ordentlige forhold omkring sikkerhed og løn til de mennesker der arbejder med det. Det viser historien desværre med al tydelighed. Hvis der er en stor efterspørgsel, så ser man stort på menneskelig tragedie. Se bare fx tekstilindustrien.

Der er dog en vigtig og helt afgørende forskel på de ting vi putter elbilen eller det stationære batterilager ift. brændstofsbiler og kulkraftværker: Det førstnævnte kan genbruges, det sidstnævnte kan ikke, med mindre man planter rigtig mange træer. Ifølge IPCC er verdens biomasse så meget bagud med optaget af CO2 ift. udledningen, at overskuddet af CO2 i atmosfære og hav udgør 2,5%. Vi er nu over 400 ppm CO2. Ideelt skal det balancere omkring 300 ppm CO2 for at undgå global opvarmning.

I den fossile energiinfrastruktur sker der primært kun en eneste ting: kulstofforbindelser i form af kul, olie og gas brændes af, og affaldet, CO2, smides ud i atmosfæren. Uden at det reelt koster udlederen noget. Det svarer til at du kan smide dit husholdningsaffald midt på gader og stræder, uden at nogen ville løfte et øjenbryn. Tænk hvis CO2 havde en giftiggrøn farve...

I den vedvarende energiinfrastruktur sker der primært en eneste ting: elektroner flyttes rundt i et kredsløb. Intet bliver opbrugt. Intet bliver deponeret i atmosfæren, eller andre steder. Al den lithium, kobolt, grafit, og alt det andet, kan genbruges. Man kan sige, at når vi har gravet de ting op vi skal bruge, indgår de i et teknologisk kredsløb. CO2 går også i kredsløb i naturen, men der er som sagt ikke balance i regnskabet, og derfor ophobes CO2 i atmosfæren og havet, hvilket vi alle, før eller siden, kommer til at betale regningen for.

Men altså, mht. lithium, så er det ikke sikkert udbuddet kan følge med efterspørgslen. Derfor er en række nye batterityper meget interessante. Det mest spændende jeg kan komme i tanke om, er det som tidligere omtalte John Goodenough arbejder på. Han er i øvrigt også ophavsmanden bag princippet i det Lithium-ion batteri Sony lancerede. Goodenough's nye batteri er lavet i faste materialer og indeholder stort set ikke andet end natrium (fra havsalt) og silicium (fra sand). Hvis det lykkedes, er problemet endelig løst.

Det er dog også værd at nævne, at stationær lagring af strøm kan klares med andre teknologier: Flowcellebatterier, elektrolyse til at fremstille brint og syntetiske brændstoffer, og termisk lagring i flydende salt, silicium osv. Disse teknologier er samlet set meget lovende og praktisk anvendelige. Så det er bare med at komme igang, og så sparer vi den smule lithium.