ポッドキャスト リチウム鉱山の水利用が生む激しい対立と新しい化学反応
ガソリン車から電気自動車への置き換えは、地球温暖化防止策の大きな柱である。しかし、電気自動車に使用されるリチウムイオン電池にはコストがかかる。世界のリチウムの約4分の1が塩分を含んだ帯水層から採掘されるチリのアタカマ砂漠周辺地域は、鉱山会社が地域の環境と水へのアクセスに深刻な脅威を与えていると主張している。鉱山会社はこのような主張に強く反論しています。今回のStereo Chemistryでは、塩水湖の環境要因と、その影響を評価するためのさまざまな視点を探ります。また、化学的手法（まだ証明されていない）を使って、水に影響を与えずにリチウムを抽出できると主張する新しい鉱業ベンチャー企業グループから話を聞きます。
このエピソードは、水の未来を探る新シリーズの第1回目です。進化する水システムがもたらす個人的な影響、最先端の研究、そしてこの重要な分子を利用・管理し、そこから学ぶ上で重要な役割を担っている化学者たちに迫ります。
以下は、そのエピソードを編集したものです。インタビューは、長さと明瞭さのために編集されています。斜体のテキストは、ナレーターが会話を説明する間、ボリュームを下げて再生されるダイアログを示します。
Kerri Jansen: Stereo Chemistryをお聴きいただいているのですね。私はKerri Jansenです。
世界で最も重要な分子について考えるとき、水が与える影響は圧倒的なものです。水は社会を形成し、研究を促進し、私たちがまだ解明していない多くの謎を秘めています。
今シーズンのステレオケミストリーでは、深海から砂漠まで、そしてキッチンの蛇口から遠い惑星まで、水、人類、化学が交差する主な方法を探ります。進化する水システムがもたらす個人的な影響を追跡し、最先端の研究を紹介します。また、この重要な資源を利用し、管理し、そこから学ぶ上で重要な役割を担っている化学者たちにも出会えます。
今シーズンのオープニングは、リチウムにまつわる物語です。このポッドキャストを聴くために使っている機器のバッテリーには、リチウムが使われている可能性が高いのです。
また、電気自動車用のバッテリーにもたくさん使われています。実際、電気自動車が普及するにつれ、リチウムの使用量は劇的に増加しています。
しかし、そのリチウムはどこから来るのか。今回の放送では、リチウムをめぐる世界の激しい争いが、新しい化学の舞台を作りつつあることを紹介します。
その中心にあるのが「水」だ。
C&ENレポーターのマット・ブロワをお招きして、このお話を伺います。Stereo Chemistryへようこそ、マットさん。
マット・ブロワ：こんにちは、ケリー。
ケリー: マットさんは、リチウムがどこから来るのかを調べていらっしゃいますね。リチウムの一部は、例えば近所の電気自動車のバッテリーに搭載されるまでに、かなり長い旅をしています。
マット：ええ、その通りです。現在、リチウムを採掘する方法は2つあります。世界のリチウムの約半分は、主にオーストラリアにある硬質岩石鉱山から産出されます。また、リチウムを含む塩水から水分を蒸発させてリチウムを生産することもできます。
チリ北部の大きな塩田であるアタカマ塩田では、鉱山会社がこの方法でリチウムを抽出しているのです。
翻訳：フェルナンド・ゴモロン・ベル、フアン・ホセ・サエンス・デ・ラ・トーレ
フランシスコ・モンダカ ここは世界で最も乾燥した砂漠です。そして、すべての土地に植物があることを望みません。(直訳 さて、まず第一に、それは世界で最も乾燥した砂漠です。だからもちろん、周りに植物があるなんて思わないでね)
マット：塩田について説明しているのはフランシスコ・モンダカです。フランシスコは環境エンジニアで、この地域の18の先住民コミュニティを代表するコンセホ・デ・プエブロス・アタカメニョスの環境モニタリング部門を率いています。リカナンタイ族の一員です。
フランシスコ・モンダカ：世界でも最も乾燥した砂漠であるため、生物多様性はあまりありません。(訳) また、世界で最も乾燥した砂漠であるため、生物多様性はあまりないのです)
マット：この地域は世界で最も乾燥した砂漠で、植物や動物があまり生息していないそうです。しかし、そこに生息する生物は、この極限環境に独自に適応しているのです。
ケリー：スペイン語が得意でない方のために、ひとつだけ補足しておきますね。このエピソードでは、マットが情報源の言葉をスペイン語で言い換えているのを聞きます。また、スペイン語の会話はすべて英語に翻訳されています。C&ENのウェブサイトにあるエピソード・トランススクリプトに掲載されています。
マット：フランシスコの話は後ほど伺います。しかし、アタカマ岩塩はかなり大きいですね。約3,000平方キロメートル、カリフォルニア州のヨセミテ国立公園とほぼ同じ大きさで、ロンドン市の2倍の大きさです。アタカマ砂漠の形は、巨大なスタジアムのようなものだと考えていただければと思います。東西の両側には、観客席のようにそびえる山脈があり、谷底の平らな塩分を含んだ地殻が競技場になっています。
ケリー：なるほど、わかりました。では、この乾燥した平坦な砂漠で、リチウムはどこにあるのでしょうか？
マット：そうですね、地下にあります。リチウムは、谷底の塩地殻の下にある塩水帯水層に溶けているんです。鉱業会社は塩分を含んだ水を地表に汲み上げ、野外の池で蒸発させます。この大きな長方形の池は、地表に幅数キロメートルの格子状に並んでいます。
この池が、実に印象的なビジュアルなのです。鹹水は地表に現れると鮮やかなターコイズブルーです。そして、水が蒸発するにつれて、かん水は池から次の池へと汲み上げられ、どんどん塩分が濃くなっていきます。そして、最終的に塩水は黄緑色になります。このエピソードのノートには、池の写真が掲載されています。
そして、そこから濃縮されたかん水は、チリ沿岸の別の場所にトラックで運ばれ、炭酸リチウムや水酸化リチウムに生まれ変わります。これらは電気自動車に使われるリチウムイオン電池の主要材料となります。
ケリー：そうなんですね、わかりました。専門家は、ガスエンジン車から電気自動車に切り替えることが、気候変動と戦うための重要な方法だと言っていますね。この蒸発池は、それを可能にする大きな役割を担っているように思います。
マット：そうですね。ですから、電気自動車に切り替えることは、二酸化炭素排出量を削減する最善の方法のひとつです。特に、再生可能エネルギーから電気を供給している場合は、なおさらです。
そのためには、アタカマ砂漠などからもっとたくさんのリチウムを採掘する必要がありますが、採掘作業はそこに住む人たちに大きな影響を与えます。アタカマ砂漠の北端にあるサンペドロ・デ・アタカマという町には数千人が住み、東端には小さな町がいくつかあります。その人たちの声を聞きたいと思い、取材を始めました。
Rudecindo Espíndola（ルデシンド・エスピンドラ）。Vive y se trabaja mucho lo que la agricultura, que es algo que nadie cree, porque estamos en un desierto que el desierto más árido del mundo, acá en Atacama. (翻訳 私たちは農業を中心に生活し、働いていますが、多くの人が信じられないと感じるのは、私たちが砂漠の中にいるからです。世界で最も乾燥した砂漠がここ、アタカマにあるのです)
マット：ルデシンド・エスピンドラは農民であり、写真家であり、環境活動家である。彼はトコナオに住んでいます。リチウム池から40kmほど東にある小さな町です。
彼は、「Observatorio Plurinacional de Salares Andinos」という環境保護団体に所属しており、その団体がこのテーマについて多くの活動をしています。水曜日の夜、仕事を終えた彼に連絡を取り、この地域の様子を教えてもらった。
ルデシンド・エスピンドラ：それでも、農業は営まれていますし、ケブラーダでは農業が行われています。そして、トカナオとアタカメニャ連邦、リカンタナイ連邦のすべてのプエブロは、アグアのために発展し、発展してきたのです。(翻訳 それにもかかわらず、私たちは近くの渓谷で農業を営んでいます。したがって、トコナオとアタカマ国（リッカンタナイ国）のすべての村は、水を中心に発展し成長してきたのです)。
マット：世界で最も乾燥した場所のひとつであるにもかかわらず、トコナオは農業のコミュニティであると言います。そのため、リカナンタイ族は水を賢く管理することで発展してきたのです。今、彼はリチウムの採掘によって、町が依存する水が使い果たされることを心配しているのだと教えてくれました。
ルデシンド・エスピンドラ:私たちが知っているのは、"Se está generando un daño tremendo"（とてつもない被害をもたらしている）ということです。Se está matando al Salar de Atacama, lo están destruyendo. 特に、se está extrayendo to do el agua, la base, no es cierto, del salar. (翻訳 私たちが知っているのは、彼らがとてつもない害を及ぼしているということです。アタカマ塩田は殺されている、彼らはそれを破壊しているのだ。特に、水がすべて抜き取られているからです。それがアタカマ塩田の心臓部なんですね（笑)。
マット：私たちが知っているのは、鉱山会社がアタカマ砂漠に多大なダメージを与えている、あるいは殺している、ということです。塩田の基礎となるかん水を大量に採掘しているために、塩田が破壊されているのだと。
この点について鉱山会社に尋ねると、彼らは断固として反対します。この地域には2つの鉱山会社があります。チリに本社を置くSQMと、アメリカのアルベマールという会社です。どちらも、蒸発池は水にとって深刻な脅威ではなく、潜在的な影響を減らすために懸命に努力していると言っています。
ケリー：つまり、これは共通点を見つけるのが難しい問題の1つということですね。
マット：そうですね。鉱山会社と事業所周辺のコミュニティは、この種の問題にどのようにアプローチするかについて、しばしば合意さえしません。必ずしも同じ問題に関心があるわけではないのです。
私はジェシカ・スミスに話を聞きました。彼女はコロラド鉱山学校の人類学者で、エンジニアが社会的責任についてどう考えるかを研究しています。そして彼女は、鉱業会社はしばしばその問いに焦点を合わせていると指摘します。「どうすれば責任を持って鉱物や材料を生産できるのか？
ジェシカ・スミス それはとても重要な質問で、責任を持って行うべきものです。しかし、そもそも鉱物や材料を生産する必要があるのか、また、生産する場所として適切なのか、という広範な疑問が抜け落ちているのです。
マット：そこで今回のエピソードでは、この緊張感の源について掘り下げてみたいと思います。リチウムの採掘が地域の水と生態系を脅かしていると懸念している、アタカマ塩湖の近くに住む人たちに会って、リチウム採掘の中止を求めます。
また、リチウム産業関係者からは、この蒸発池が世界の進むべき道にとって必要不可欠であると考える理由について話を聞く予定です。
そして、新しいタイプのリチウム抽出プラントを訪問し、エンジニアが水への影響を軽減できるようなプロセスを微調整している現場を見学します。
ケリー：では、まずチリの採掘場の近くに住む人たちが、なぜリチウムが自分たちの水源を脅かすのではないかと心配しているのかについて掘り下げてみましょう。
マット：そうですね。背景として、チリでは何十年もの間、水へのアクセスが非常に大きな問題となっています。チリの軍事独裁政権が1980年代初頭に水利権を民営化しました。この制度によって、鉱山や大規模農場がチリの水の多くを容易に支配できるようになったと言う研究者もいます。
最近、これを変えようという機運が高まっています。チリでは、この制度を廃止する新憲法が採決されたばかりですが、チリ人の投票により否決され、権利はまだ私有化されたままになっています。
アタカマ塩原でのリチウム採掘については、2つの懸念があります。1つは、企業が淡水を使いすぎて、周辺住民に必要な水が行き渡らなくならないかどうか。
もうひとつは、地下からかん水を採取することで、地域の環境に影響を与えないかどうかです。
ケリー：では、実際に飲んだり、物を育てたりすることができる真水から始めましょう。これらの企業はどれくらいの真水を使用しているのでしょうか？
マット：リチウム鉱山会社は、自分たちの水使用量は利用可能な水全体のごく一部であると言っています。
水利権とは、地域社会や企業が小川や地下帯水層から合法的に引き出せる水の量のことです。もう1社のアルベマール社は、その約半分の水利権を所有している。アルベマールのリチウム事業の最高技術責任者であるグレン・マーフェルドに話を聞いたところ、実際にはその約半分しか使っていないそうです。
グレン・マーフェルド：そのとおりです。先ほど説明したポンドシステムのプロセスでは、真水は使っていません。使用するのは、機器の洗浄など、わずか4分の1程度です。しかし、実際の分離・精製プロセスは、真水を使わない自然なプロセスなのです。
ケリー：では、真水は装置のメンテナンスにしか使わないのですか？そんなに大量の水を使うわけではなさそうですね。
マット：ええ、でもかなり大規模な事業なんです。アルベマールの池は20平方キロメートル近くあり、ニューヨークのジョン・F・ケネディ空港とほぼ同じ大きさです。SQMの池のシステムは、さらに大規模です。
同社の報告書によると、2020年にSQMが使用したアタカマ砂漠の地下水は360万立方メートルを超えています。ちなみに、アメリカの一般家庭が必要とする水の量を見ると、SQMは7,000世帯が1年間に使用する量よりも多く使っていることになります。
電気自動車を製造するBMWと電池材料を製造するBASFが出資しているマサチューセッツ大学の水文学グループが行った最近の研究では、2020年にアタカマ砂漠のリチウム企業が使用する水の量は、地域社会を合わせた量よりも約70％も多くなると推定しています。
Kerri: わぁ、そうなんですか。それは多そうですね。他のものを作るのに必要な水と比べるとどうでしょうか？
マット：そうですね、いくつかの異なる見方ができます。リチウム鉱山は、近隣の産業よりも水の使用量が少ないのです。つい最近まで、この地域で最も水を使用していたのは銅の採掘でした。世界最大級の銅鉱山はリチウム池の南西約100kmにあり、2018年には約4000万立方メートルの地下水を使用しました。
これはリチウム鉱山の使用量よりもはるかに多く、約10倍で、深刻な問題を引き起こしているわけです。昨年、銅山を所有するBHPは、帯水層の枯渇を補償するために地元コミュニティと大きな和解に合意し、この地域からの地下水の採取を実質的に止めました。現在では、海岸から海水を淡水化したものを運んできています。
マサチューセッツ大学の最近の研究によると、現在、農業は最大の水使用者であり、リチウム抽出の6倍以上の淡水を消費しています。
マサチューセッツ大学の最近の研究によると、農業はリチウム抽出の6倍以上の真水を使用しています。鉱業会社は、リチウム抽出は他の製品と比較して、キログラムあたりではそれほど水を使わないという主張をしたがります。つまり、生の数字で見れば、鹹水から1キログラムの炭酸リチウムを作るのに、同じ量の金、銀、プラチナなどの貴金属を採掘するよりもはるかに少ない水で済むということです。また、1キログラム当たりの水量は、鉛、マンガン、亜鉛などの一般的な金属を採掘するよりも多いことも注目に値します。
しかし、この生の数字からは、いくつかの重要な背景が見えてきません。鉱業が水に与える影響を評価する場合、その規模や地理的条件は非常に重要です。銅鉱山がアタカマ塩原で大きな問題を引き起こしたのは、銅鉱山が巨大だからです。リチウム鉱山と同様、世界でも最も乾燥した場所で操業しているため、水の使用による影響が非常に大きくなってしまうのです。
ケリー: なるほどね。
マット：そうですね。
ケリー: 銅の採掘の歴史を考えると、地域社会がリチウム鉱山に懸念を抱くのも理解できます。では、リチウム鉱山が使用する淡水は、近隣の住民に影響を与えるのでしょうか？
マット：そうですね、わかりました。ここが厄介なところです。鉱山会社は、自分たちの水使用は大きな影響を与えないと言います。このエピソードの前半で、すでにそれを聞きました。しかし、多くの学術研究者がこの問題に取り組んでおり、リチウム採掘の影響についてすべての研究者が同意しているわけではありません。
マサチューセッツ大学のその最近の研究では、2007年から2016年の間にサラの全域で地下水位が低下したことがわかりました。しかし、それを直接リチウム採掘のせいにするのは難しいという。地下水位が最も低下したのは、銅鉱山の近くで起こったことです。
また、この地域の気候が水に与える影響は本当に大きく、鉱業が水に与える影響を整理するのは難しいという指摘もあります。地下水の減少は、長い干ばつの間に起こりました。論文のタイトルにもなっていますが、干ばつは「乾燥地における水の持続可能性とリチウム採掘の解釈を混乱させる」要因の1つであると言われています。
ケリー：解釈を混乱させる。
マット：そう、このマサチューセッツのグループは、リチウム採掘の影響は本当に複雑で、正確に知ることは難しいと言っているのです。しかし、アリゾナ州立大学の別のグループは、その関連性は明らかだと言っています。2020年、彼らはチリのこの地域に蓄えられている水の総量が、過去10年間で減少していることを示す論文を発表しました。その原因は、基本的にすべてリチウムの採掘にあるとしています。しかし、マサチューセッツのグループは、その解釈はあまりにも単純すぎると言っています。ですから、この分野の研究を見ても、納得のいく答えは得られないのです。
ケリー：ええ、実際、まったくそうではありません。
マット: しかし、アタカマ砂漠に住む人々の中には、淡水が使われることは過剰であると考える人もいます。たとえば、コンセホ・デ・プエブロス・アタカメニョスは、アタカマ塩原を水文学的犠牲地帯と呼んでいます。企業が使用する淡水の量が多いために、進歩と利益の名の下に、彼らのコミュニティの生活の質が損なわれていると言うのです。
アルベマールのグレンに、このような懸念について聞いてみました。
マット（インタビュー中）。ここは超乾燥地帯であることを忘れないでください。ほんのわずかな量でも、私たちに大きな影響を与えることになるのです。
グレン・マーフェルド：ええ、それは重要な質問だと思います。私たちはコミュニティと協力し、彼らも私たちと同じテーブルにつき、私たちは彼らのコミュニティで、理解し、耳を傾け、私たちがしていることにもっと良い方法はないのか、本当に考えるのです。
ケリー：淡水の利用に関しては、地域社会と鉱山会社、さらには研究グループ全体が一致していないように聞こえますね。では、かん水採取の問題はどうでしょうか？かん水の採掘は、アタカマ砂漠の水にどのような影響を与えるのでしょうか？
マット：わかりました。まず理解していただきたいのは、リチウムが採れるかん水は海水の約10倍の塩分を含んでいるので、人々はそれを飲んだり、農業に利用したりすることはできません。しかし、地域の生態系を構成する重要な要素であることは間違いありません。
最大の懸念は、かん水を汲み上げることによって、この地域の野生生物が集中している塩田の端にあるラグーンが縮小してしまうことです。
ケリー: なるほど、かん水の抽出はラグーンにどのような影響を与えますか？ブラインを汲み上げると、ラグーンが少し排水されるという感じなのでしょうか？そこでは何が起こっているのでしょうか？
マット：そうとも言えません。では、水文地質学のクラッシュコースを少しお見せしましょうか、準備はいいですか？
ケリー：準備はできています。
マット：これらのラグーンに供給される水は、まず山の上で降水量として降ります。そして数十年の間に、雨は川を形成し、下流に流れるにつれて地中に濾過されます。
やがて、山から流れ落ちた淡水と谷底に降った雨とが、塩分を含んだ塩田の帯水層と出会う。つまり、淡水と塩分を含んだ塩水が出会うわけです。塩水帯水層は塩分が高いので密度が高く、その上に淡水が浮いています。
そして、最終的には湧き出してラグーンになります。懸念されるのは、リチウム企業がかん水を大量に汲み上げると、かん水帯水層が低下し、その上に浮かぶ淡水も低下して、潟湖が小さくなることです。
ケリー：ああ、わかったわかった。それが実際に起こっているかどうかはわかるのでしょうか？
マット：そこでSQMは、塩水帯水層の水位とラグーンの表面積の両方を実に綿密に追跡しています。そして、かん水帯水層は少し低下しています。しかし、SQMの水文地質チームを率いるコラード・トーレに話を聞いたところ、採掘作業はラグーンから十分に離れているため、影響はないようだとのことでした。
コラード・トレ 惰性で動いているものを変えることはできないのです。一方向に進む大きな列車を想像してみてください。ブレーキをかけると、何百メートルもの距離を移動しなければならないのです。
マット：しかし、誰もがその点に同意しているわけではありません。リチウム採掘がこの地域に生息するフラミンゴに与える影響に関する最近の研究では、1980年代にリチウム採掘が始まって以来、冬の間、潟の表面積が約40％減少していることがわかりました。
サウスカロライナ大学の生態学者であるネイサン・セナーは、この研究に携わり、潟湖が小さくなるとフラミンゴが生き残るのが難しくなると言っています。
ネイサン・セナー フラミンゴはもっぱら塩水湖で繁殖し、餌をとります。だから、この水が利用できるかどうかに、フラミンゴは絶対的に依存しているのです。
マット：地域レベルでは、フラミンゴは問題なく生息しているというのは良いニュースです。しかし、アタカマ砂漠を拡大すると、3種のフラミンゴのうち2種の生息数が減少していることがわかります。
アルベマール社はこの調査結果に同意しておらず、同社の広報担当者は最近の投資家向け電話会議でそのことを明らかにした。しかし、ネイサンはフラミンゴの減少の原因のひとつはリチウム採掘にあるとし、リチウム事業が拡大するにつれて起こることを懸念している。
ネイサン 私たちが話しているような事業規模は、今後10年間で爆発的に拡大するでしょう。このような影響は、これまでリチウムの採掘が行われてきた場所に限られていましたが、今後は、リチウムの採掘が行われる場所ほど自由には動かなくなるでしょう。しかし、リチウムの採掘がより多くの土地でより大規模に行われるようになると、これほど自由に動くことができなくなることでしょう。
マット：先ほどお話したコンセホ・デ・プエブロス・アタカメニョスの環境モニタリングユニットのリーダー、フランシスコは、基本的にSQMと同じような環境と水文のモニタリングを行っています。フランシスコのユニットは、マサチューセッツ大学の水文学チームと協力して、この論文の重要な部分を占める水のサンプリングキャンペーンを実施しました。フランシスコによると、ブラインの汲み上げによる影響が徐々にラグーンシステムに出始めているそうです。
フランシスコ・モンダカ：さらに、その影響は、ラグーンシステムにも及んでおり、そこには経済的だけでなく文化的な重要性を持つコミュニティもあります。(翻訳 その上、その影響は、いくつかのコミュニティが[住んでいる]潟湖系に徐々に及んでいる。これは経済的だけでなく、文化的な重要性を持っています)
マット：彼は、それらのラグーンシステムは、いくつかのコミュニティにとって、文化的な理由と、経済的な理由で重要であると言っています。
フランシスコ・モンダカ：例えば、チャクサの地域は観光地であり、ラグーナの表面積に全面的に依存していますが、その面積はすでに減少していると見られています。(翻訳 例えば、チャクサ部門は潟湖の景観に依存する観光地であり、それはすでにある程度影響を受けている)
マット：彼は、これらの潟のいくつかは、その絵のような風景に依存する観光地であり、ある程度はすでに小さくなっていると言っています。
ケリー：では、フラミンゴがリチウム事業の影響を受けているという鳥の研究者がいますね。アルベマール社は、フラミンゴには影響がないと言っています。フランシスコはラグーンが縮小していると言い、SQMは縮小していないと言う。この状況をどう整理したらいいのでしょうか？
マット：そうですね、整理するためには多くの助力が必要でした。私が連絡を取った人物のひとりがジェン・シュナイダーです。彼女はボイシ州立大学のコミュニケーション研究者で、採掘産業がコミュニティに対してどのように自らをアピールしているかを研究しています。彼女は、この問題を考える上で、ひとつのフレームワークを提示してくれました。
ジェン・シュナイダー 私がたどり着いたのは、事実が重要だということです。しかし、価値観が対立するようなケースで何をすべきかは、事実だけではわからないのです。
マット：このような状況では、科学や技術的な専門家に明確な答えを求めたくなることがあると思います。でも、ジェンと話していると、資源採掘と地域社会との対立は、私たちの価値観に関わるものであることがよくわかります。
ジェン・シュナイダー 理想的には、例えば、脱炭素化の目標を達成するためにはリチウムが必要だが、そのために地域社会を荒廃させたくはない、というような意思決定ができるようになることです。両方の価値観に沿った意思決定ができるような、中間的な道はないのでしょうか？
ケリー：しかし、ジェンが話していたような中間の道とは何でしょう？このような茨の道を避けられるような、別の選択肢はないのでしょうか？
マット：そう考える人もいるようです。ここで問題です。蒸発池は本当にローテクです。しかし現在、電気自動車の需要がリチウムの価格を押し上げているため、より高度な技術を使ってリチウムを抽出することを正当化することが容易になりつつあります。
塩分を含んだ塩水から化学的にリチウムを抽出する新しいプロセスを導入しようとしている企業が数社あり、彼らはリチウムが水に与える影響を減らすことができると言っています。
ケリー：次回は、新しいタイプのリチウム抽出オペレーションをご紹介します。しばらくお待ちください。
ドーリア・I. リーサーです。こんにちは、ドリア・リーザーです。私は、C&EN のエグゼクティブ・エディターで、読者との関わり方を担当しています。ブログ、デザイン、ポッドキャスティング、ビデオなど、さまざまなメディアを経験してきた私にとって、自分の声を見つけ、どのメディアが自分に合っているかを見極めることがいかに難しいかは、よくわかるつもりです。
そこで、科学コミュニケーションの専門家を招き、彼らがどのようにキャリアをスタートさせたか、またその過程で学んだことからアドバイスをもらうことにしました。毎週木曜日、9週間にわたり、Compound Interestのインフォグラフィックス、ポッドキャストMy Fave Queer Chemist、化学業界のニュースレターThe Column、DC Science Comedy、そして化学界のTikTokスーパースターなどのクリエイターから刺激的なコンテンツをお届けします。
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では、番組に戻りましょう
ケリー：さて、マット、私たちは今、チリのアタカマ塩田で起きている環境要因について少し時間をかけて解き明かしてきました。鉱山会社は心配する必要はないと言っていますが、なぜ地元のコミュニティや科学者たちはリチウム採掘の影響を心配しているのでしょうか？
このような状況の中で、水に関する厄介な問題を回避しつつ、電池用のリチウム化合物を生産できる代替手段を模索する人々がいるのは理にかなっていると思います。
マット：そうですね。そこで、特にあるアプローチについてお話したいと思います。それは、いくつかの異なる技術を組み合わせたものです。リチウムの直接抽出、つまりDLEと呼ばれるものです。
DLEの基本的な考え方は、地下からかん水を汲み上げて水を蒸発させるのではなく、化学処理によってかん水からリチウムを抽出し、使用済みのかん水を帯水層に戻すというものです。
リチウムの直接抽出は、かん水を元の場所に戻すことになるので、環境への影響が少ないと期待されているようですね。
マット: 確かに、多くの企業がそのような主張をしていますが、そのような主張は大目に見るのが賢明だと思います。[でも、そのような主張には塩を振っておくのが賢明だと思います。
ケリー: わかりました。では、DLEについてもっと教えてください。化学的な要素があるとおっしゃいましたね。塩水を地中に戻すというだけでなく、もう少し複雑なのでしょうね。
マット：ええ、これを実現しようとしている場所に行くのが一番だと思います。最も興味深い例の1つが、アーカンソー州のエルドラドです。
私はダラスからエルドラドまで、9人乗りの小さなセスナ機で飛びました。その時の風景は特筆に価します。飛行機で到着して外を見ると、見渡す限り松林が広がっているのです。そして、このポッドキャストで特筆すべきは、かなりの水量があることです。たくさんの小川、たくさんの川が見えます。
ケリー：なるほど、アタカマ砂漠とはまったく異なる風景ですね。アーカンソー州のリチウムはどこにあるのですか？
マット：地表から数千フィート下に、巨大な塩水帯水層があります。化学会社は何十年も前からこの鹹水から臭素を抽出していますが、今、スタンダード・リチウムという会社が、同じ鹹水からリチウムを生産しようとしています。
スタンダード・リチウム社の実証プラントは、化学会社ランクセスが運営する臭素抽出井のすぐ隣に建設されている。ランクセスはかん水を汲み上げて臭素を除去し、そのかん水の一部をスタンダード・リチウムの施設に送っている。
工場のエンジニアリング・マネージャーから案内を受けた。名前はウィル・スミス
[機械音]
ウィル・スミス:そうですね、よくある誤解は、トレーラーや研究室のような小さなものだということです。でも、これは本格的な実証プラントなんです。
マット（スタジオにて）。工場内は騒々しいです。100台の洗濯機がいっせいに動いているような音です。ブラインを工場内に送り込むポンプの音が聞こえます。また、塩水から発生する強烈な臭いもします。
マット（インタビュー中）。もし私がこれを手に取るとしたら、どんな風に見えるでしょうか？どんな匂いでしょうか？おそらく、味は確かめたくないでしょう。しかし、それについて何が違うでしょうか？
ウィル・スミス：ああ、だから、絶対に味わいたくないだろうね。でも、普通の海水とは違いますよね？なぜなら、これは石油が堆積している地表から7,000フィートの深さで汲み上げたものだからです。そのため、大量の炭素や炭化水素が含まれています。だから、色は汽水色で、黒っぽい色合いをしています。そして、硫黄のにおいがします。
マット（スタジオにて）。スタンダード・リチウムは、この塩水からリチウムを抽出するために吸着剤を使用しています。吸着剤はリチウムに選択的に結合しますが、かん水に含まれる他の塩類には結合しません。
吸着剤の挙動は、溶液のpHに支配されている。pHが中性であればリチウムと結合しようとし、pHが低ければリチウムを離してしまうのです。
この吸着剤は、乾燥した状態では白い粉末ですが、食塩水と混ざると濃厚な白いスラリーになります。まるでケーキの生地のようです。
そこでスタンダード・リチウムでは、塩水のpHを中性にしてから、大きなタンクの中で吸着剤と混ぜ合わせ、リチウムを付着させるのです。そして次のステップでは、吸着剤に結合しなかった非リチウム塩をすべて洗い落とします。
ウィル・スミス 洗浄に入りますが、塩水に含まれるカルシウムやマグネシウムなど、不要な元素をすべて洗い落とします。
マット：彼が言う「洗浄」とは、水のことです。リチウムを直接抽出する場合の大きな欠点の1つです。大量の水を必要とすることが多いのです。
スタンダード・リチウムは、規模を拡大したときにどれだけの水を使うことになるのか、明確にはわからないと言いますが、エルドラドでの影響を評価するのは少し難しいです。
しかし、本格的な施設を設計する際には、間違いなくこの点に注意を払うことになるでしょう。
ウィル・スミス：私たちは、他のエンジニアリング会社とともに、水の消費量を減らす努力をしています。また、水を再利用したり、水を浄化したりするさまざまな方法も検討しています。
マット：不要な塩類をすべて洗い流した後、酸を使ってpHを下げ、吸着剤からリチウムを放出させるわけですね。そして、もう1段階、つまりもっと水を使った洗浄を行い、リチウムを回収するのです。
最後に出てくるのは濃縮された塩化リチウムで、とてもきれいなターコイズ色の液体です。[機械音が消える]
チリでは、かん水を蒸発池で濃縮するのに12〜18カ月かかるのですが、この工程は30分から1時間程度で終わります。だから、とてもクールなプロセスでした。
Kerri: このDLEプロセスはとても面白そうですが、先ほどおっしゃったように、大量の水を使用するようですね。
マット：ええ。その通りです。アルベマールはチリに蒸発池を持っている会社で、スタンダード・リチウム工場の西50キロに臭素抽出施設を持っています。しかし、同社は投資家に対して、アーカンソー州でのDLEの使用は水とエネルギーを使いすぎるため、躊躇していると話しています。
しかし、リチウムの採掘が行われている環境を考慮することは重要だと思います。
この話を、DLEを専門に研究しているコンサルタント、アレックス・グラントとしました。彼によると、DLEの本当の利点は、蒸発池が機能しない場所、十分に乾燥していない場所、十分なスペースや日光がない場所でもリチウムを抽出できるようになることで、水に関する方程式が変わってくるそうです。例えば、SQMはチリの工場で1秒間に100リットル以上の真水を使用します。アタカマ砂漠のような超乾燥地帯では多すぎるかもしれませんが、水が豊富なところでは必ずしもそうではないとアレックスは言います。
アレックス・グラント ケベック州やオンタリオ州、ノースカロライナ州、ドイツなどで同じように毎秒100リットルの淡水を取り出した場合、生態系や人々の水の利用可能性にほとんど影響を与えない可能性の方が高いのだそうです。
ケリー：では、チリの場合はどうでしょうか？アタカマ砂漠の近くに住む人々にとって、DLEはどのような意味を持つのでしょうか？このようなプロセスが役に立つことはあるのでしょうか？
マット：アレックスは、南米にDLEプロジェクトを建設する企業はほぼ確実に現れると考えているそうです。また、現在、水をあまり使わずにリチウムを直接抽出できると主張している会社がいくつかあります。
EnergyXという会社が、南米での事業立ち上げを強く推進しています。膜を使って塩水からリチウムを抽出するシステムで、水の使用量が少なくて済むと主張しています。
また、1970年代からDLEの研究をしているジョン・バーバという研究者にも話を聞きました。彼は、使用した水のほぼすべてを再利用できる吸着剤ベースのDLEプロセスを開発し、チリでこのプロセスを展開したいという鉱山会社と協力しているそうです。
ジョン・バーバ 今、私たちはアメリカから送られてくる本物の塩水を処理し、リチウムを抽出しているところです。そして、今日、水回収装置を稼働させました。
リチウムの直接抽出は、より多くの水を使うことになると考えている人が多い中、なぜ彼は自分のプロセスは水を節約できると確信しているのでしょうか。
ジョン・バーバ 私たちは研究室でこれを行いました。装置の性能も知っています。つまり、数学、算数の問題なのです。
マット：これらの技術の大きな注意点は、まだ商業レベルでは稼働していないということです。水の使用量を減らすという約束を果たす企業も出てくるかもしれませんが、大規模になるまでは疑問符がつきますね。
ケリー：そうですね。今、水問題に直面しているチリのコミュニティにとって、新技術の約束はあまり意味をなさないでしょう。
マット：そうですね。フランシスコもルデシンドも、DLEやその他の技術によって、リチウム採掘がチリの水に与える影響を軽減できるのか、かなり懐疑的でした。
私はフランシスコに、リチウムの採掘をより公正にする方法はないかと尋ねたのですが、彼はその質問にほとんど腹を立てていました。気候変動によってアタカマ塩原はすでに干上がりつつあり、それはアメリカやEU、中国など排出量の多い国のせいだと。そして今、気候変動と戦うための解決策が、自分の住む地域も干上がらせているのだ、というのが彼の視点です。リチウムの採掘に水が必要な限り、アタカマ塩原でリチウムを持続的に採掘することは不可能だと彼は考えている。ルデシンドは、その点については基本的に同意すると言ってくれた。彼は、リチウム企業に退場してもらいたいと考えているのです。
マット：最後に、ルデシンドとの会話の最後をお見せしたいと思います。私は彼に、10年後の地域はどうなっていると思うかと尋ねたのです。すると、彼の答えはとても印象的でした。
リチウムを採掘することで、人類にとって大きな脅威である気候変動に対処できるようになる、というのが主な望みです。ルデシンドは、アタカマ砂漠の水への脅威を、同じように現実的な問題としてとらえていたのです。
ルデシンド・エスピンドラ 10年後、私はトコナオがまだ存在していることを想像し、そのために働いています。そして、この地に水源を持ち、尊厳を保つ。いや、存在し続けるために、リカンナンテイの血が必要なんだ。(翻訳 10年後、私はトコナオがまだ存在すると想像しています-私たちはこれに取り組んでいます、それは私たちの最優先事項です。水も尊厳も必要です。リカナンタイの血が必要なんだ、存在し続けるためにね)
マット：彼は、10年後もトコナオは存在すると思っているそうです。でも、水と尊厳は確保したい。それが彼の最優先事項です。そして、鉱山がすべてを使い果たしたり、人々の考え方や生活を変えたりすることがないように願っていると話してくれました。
ルデシンド・エスピンドラ それは、私がToconaoで目指したもので、リチオを使った恐ろしい旅の最後に、ある意識が生まれ、そして遅れをとらないようにすることです。現実には。Eso es lo que a mí preocupa. Ojalá que no sea tarde. (直訳 それは、私がトコナオで熱望していることで、リチウムを使ったこの恐ろしい旅の後、私たちは意識を生み出すことです。手遅れにならないことを祈ります。それだけです、本当に。手遅れになるのが心配なんです（笑)。
マット：彼は、リチウムとの恐ろしい旅の終わりに、気づきを生み出すことを望んでいると言っています。
そして、何度かこのフレーズを繰り返しました。Ojalá que no sea tarde. 私はただ、手遅れにならないことを祈るだけです。
ケリー：このステレオケミストリーのエピソードは、マット・ブロイスが執筆し、マーク・フォイヤー・ディトゥーザが音声編集を担当しました。ステレオケミストリーのエグゼクティブ・プロデューサーは私、ケリー・ジャンセンです。このエピソードのクレジットの詳細は、ショーノートにあります。
Stereo Chemistryは、Chemical & Engineering Newsの公式ポッドキャストです。C&ENは、アメリカ化学会が発行する独立系ニュースメディアです。
マット：Gracias por escuchar. ご清聴ありがとうございました。