التعدين المستدام للمواد الخام من الينابيع الحرارية في تشيلي

تحظى الموارد المعدنية في تشيلي بأهمية كبيرة بالنسبة لألمانيا. ووفقا لإحصائيات البنك الدولي، يتم استيراد آلاف الأطنان من المعادن الثمينة من الدولة الواقعة في أمريكا الجنوبية كل عام، بما في ذلك المواد الخام لبطاريات الليثيوم أيون. لكن استخراجها يسبب مشاكل بيئية واجتماعية: 'إن استخدام موارد المياه العذبة المحدودة في شمال تشيلي للتعدين يؤدي بانتظام إلى تأجيج الصراعات مع السكان المحليين'، كما يقول البروفيسور توماس كول من معهد علوم الأرض التطبيقية التابع لمعهد KIT. 'يعد شمال تشيلي أحد أكثر المناطق جفافًا على وجه الأرض، ولكنه يتمتع بموارد طاقة حرارية جوفية واسعة النطاق. وبفضل نوع جديد من النباتات، لم يعد من الممكن توليد الكهرباء بطريقة صديقة للمناخ فحسب، بل أصبح من الممكن أيضًا استخراج مياه الشرب وحتى المعادن الموارد في نفس الوقت.' يقوم فريق AGW التابع لـ BrineMine، وهو مشروع بحثي ألماني تشيلي، بتطوير الاستراتيجيات والتقنيات اللازمة. تتمتع AGW بتاريخ طويل من التعاون في مجال أبحاث الطاقة الحرارية الأرضية في تشيلي. شريكها الرئيسي هو Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA). ويقول البروفيسور دييغو موراتا، مدير CEGA: 'يوضح BrineMine مدى نجاح التعاون بين المؤسسات التشيلية والألمانية'. 'إن التنمية المستدامة، التي تتحقق من خلال الجمع بين الطاقة الحرارية الأرضية والتعدين الأخضر، يمكن أن تعود بالنفع على أوروبا ومنطقة الأنديز على حد سواء' أول محطة تجريبية في منطقة أعالي الراين جرابن جزء من مبادرة البحوث متعددة التخصصات مخصص للإمكانات الجيوكيميائية والطاقة الحرارية الأرضية للطاقة الحرارية الآبار في تشيلي من أجل تحديد المواقع المناسبة. يتم إجراء مسح للبيانات لتحديد إمكانات المواد الخام مع التركيز على الحقول الحرارية في صحراء أتاكاما. بالإضافة إلى ذلك، يشارك معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) في مشروع BrineMine من خلال تطوير تكنولوجيا المصنع للاستخدام الصناعي لاحقًا. وهو يعتمد على سلسلة عمليات جديدة: أولاً، يتم استخدام الحرارة الناتجة عن المياه المالحة الحرارية الأرضية لاستعادة الطاقة. يتم بعد ذلك تركيز السائل المبرد، الذي يحتوي على تركيز منخفض نسبيًا، مسبقًا عن طريق التناضح العكسي؛ وفي نفس الوقت يتم الحصول على مياه الشرب. يتم بعد ذلك تركيز تركيز المحلول الملحي عن طريق التقطير الغشائي حتى يتم تشبعه. 'يمكن تغطية الطاقة الحرارية المطلوبة للعملية برمتها مباشرة من الحرارة الزائدة الناتجة عن عملية محطة توليد الكهرباء'، يوضح مدير المشروع الدكتور يواكيم كوشيكوفسكي من ISE. 'لقد قمنا بالفعل بإنشاء محطة تجريبية في محطة للطاقة الحرارية الأرضية في منطقة الراين العلوي ونجحنا في دمج المكونات الرئيسية في عمليات محطة الطاقة الجارية.' تحسين عمليات تعدين المواد الخام تعتمد معظم خطوات العملية على أساليب مجربة ولكن لم يتم الجمع بينهما بهذه الطريقة من قبل. هناك حاجة إلى بحث تفصيلي، لأنه، على سبيل المثال، يزيد كل من التركيز والتبريد من خطر رواسب السيليكات. 'إن الاستراتيجيات التقليدية لإزالة السيليكات من شأنها أن تعوق بشكل كبير استخراج الموارد. وبدون معالجة المياه، ستتضرر المكونات التقنية للمحطة'، يوضح فالنتين غولدبرغ من AGW التابع لشركة KIT. وجد الباحثون حلاً قابلاً للتطبيق عن طريق تغيير قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي وإضافة الكاتيونات ثنائية التكافؤ (مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم). يقول غولدبرغ: 'إن طريقتنا في إزالة السيليكات سريعة وفعالة. والأهم من ذلك، ليس لها أي تأثير سلبي على استخلاص المواد الخام'. يصف الباحثون هذا النهج الجديد في مجلة Geothermics. قبل أن يتم تركيب المصانع الأولى في تشيلي، يجب توضيح المزيد من التفاصيل حول العملية. وبالإضافة إلى ذلك، يجري أيضًا تطوير نماذج محددة للعملية الاقتصادية.