水不足の深刻化により米国のリチウム採掘拡大が妨げられ、今後数十年間で海外からの輸入への依存が深まる可能性があることが新たな研究で判明した。
リチウム 他の鉱物と比べてエネルギー密度が高く、重量が軽いため、電気自動車のバッテリーやエネルギー貯蔵に使用されますが、採掘には大量の水を必要とします。現在米国が保有しているのは、 ネバダ州にある現在稼働中のリチウム鉱山同調査によると、今後数年間でこの金属の需要が爆発的に増加すると予想されており、政府と民間企業は全国で少なくとも115の新たな鉱山を開設する計画だという。
しかし、開発の進んだ段階にある提案されている鉱山のほとんどは、特に米国西部の浸水地域と重なっています。 5月28日にジャーナルに掲載された新しい研究では 土地と環境のコミュニケーション科学者らは、これらの地域でリチウム鉱山が操業を開始すると、水をめぐって家庭、農業、工業だけでなく、鉱山相互間や、提案されている他の鉱物鉱山とも競合することを発見した。
「気候変動下での将来の水の利用可能性は、新しいリチウム鉱山が操業するのに十分な水があるかどうかを制限する可能性がある」と上級研究は述べている ジェニファー・ダンイリノイ州ノースウェスタン大学の化学生物学工学教授で工学持続可能性と回復力センター所長の同氏は電子メールでLive Scienceに語った。
の 米国はリチウムの50％以上を輸入している主にチリとアルゼンチン産です。政策立案者や企業はその依存度を減らしたいと考えているが、既存のネバダ鉱山と送電網に最も近い提案されている22の鉱山をもってしても、米国は国内需要を満たすのに十分なリチウムを保有できないだろうとダン氏は述べた。
「各鉱山は、鉱床の種類、リチウムのグレード、最終製品に応じて異なる量のリチウムを生産するため、必要な鉱山の数を正確に決定することはできません」と彼女は述べた。 「私たちの分析では、22 個すべてが進んだ場合、 [stage] 提案されている鉱山と唯一稼働している鉱山は 2050 年まで操業を続けた、0.14 [to] 25万トン [0.15 to 0.28 million tons] 製品に含まれるリチウム含有量は年間に生産可能です。」
この範囲は、他の研究者が以前に示した年間83万～190万トン（75万～170万トン）のリチウム量には及ばない。 推定 米国はその需要を賄わなければならないだろう。
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しかし、より多くのリチウムを生成するには水の必要量が天文学的になります。これは、リチウムは通常塩から抽出されるためです。 ペグマタイトとして知られる岩石それぞれ大規模な蒸発と淡水による強力な処理が必要です。
米国がさらに増加するリチウム鉱山を支えるのに十分な水があるかどうかを調べるため 気候変動研究者らは、鉱山会社からのデータを使用して、2050年に活動が開始される可能性が高い23のリチウム鉱山の将来の水使用量を計算した。次に彼らは、2040年から2060年までの4つのモデル化された社会経済・気候シナリオの下で、この予測水使用量を、農業や製造業などの他の部門からの予測水使用量に重ね合わせました。
研究者らは、利用可能な水の供給は、ほとんどの場合、新しいリチウム鉱山を支えるのに十分ではないことを発見した。最も明白な例は南カリフォルニアのソルトン海で、そこには約450万トン（約410万トン）のリチウムが含まれている。ソルトン海にはコロラド川が流れ込んでおり、リチウム採掘やその他の水需要を支えるのに利用できる水が最も少ないことがわかっています。 川の流れが減っているので。
南カリフォルニアのソルトン海は、コロラド川からの流量減少の影響もあり、数十年にわたって縮小し続けている。海域の下にある地熱塩水の鉱床には、地球上で最大のリチウム埋蔵量の 1 つが含まれていると考えられています。
(画像クレジット: Mario Tema via Getty Images)
米国のリチウム鉱床はネバダ州、アリゾナ州、カリフォルニア州に集中している。これらも 最も乾燥し、水にストレスがかかる状況のいくつか。この研究では、高排出量の「通常通り」の気候シナリオ下では降雨量が増加することが判明したが、これらの地域には追加のリチウム採掘はおろか、他の活動を支援するのに十分な水が存在しない可能性が高いとダン氏は述べた。
この研究には、将来の鉱山を支えるのに十分な水がある可能性があるノースカロライナ州とアーカンソー州のリチウムが豊富な場所を含む4つの例外があった。ただし、リチウム採掘に関連する懸念は他にもあります。
「米国のリチウム鉱床の多くは連邦政府が認めた先住民および部族の居留地の近くにあり、鉱山は先住民の権利を侵害している可能性がある」とダン氏は述べた。 「リチウム採掘は、敏感な生態系や生物多様性を乱す可能性もあります。 他の多くの鉱物鉱山と同様に汚染、土壌浸食、水質汚染が懸念されています。」
まとめると、これらの研究結果は、リチウム探索におけるキャッチ 22 を浮き彫りにしています。リチウムは、グリーン エネルギーへの移行を支援し、気候変動を抑制するために不可欠ですが、地球温暖化による水の利用可能量の減少により、リチウムの抽出が困難になっています。
この研究では、特定の水源への圧力を軽減し、リチウム採掘などの活動の利用可能性を高める可能性のある水利用効率の改善の可能性については検討されていません。研究者らはまた、気候変動下での流域間移動（IBT）として知られる水の移動についての研究が不足しているため、分析にこれらの移動を含めなかった。
「IBTは、乾燥地域や水不足の地域に水を届けるのに役立つ」とダン氏は語った。
しかし、研究によると、温暖化世界ではリチウム採掘に割り当てられる水の量には上限がある可能性が高いという。これは、米国がリチウムやその他の重要な鉱物の一部を外国のサプライチェーンに依存し続ける可能性が高いことを意味する。
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