Ny forskning om litiumutvinning i ”litiumtriangeln” Chile, Argentina och Bolivia – där mer än hälften av världens litiumresurser finns – visar att de allmänt accepterade modeller som används för att uppskatta hur mycket vatten som finns tillgängligt för litiumutvinning och vilka miljöeffekterna kan bli är felaktiga med mer än en storleksordning.
Avhandlingen, som publiceras i Communications Earth & Environment, visar att det finns mycket mindre vatten tillgängligt än vad man tidigare trott.
Eftersom efterfrågan på mineralet, som är avgörande för batterier som driver den gröna omställningen, beräknas öka 40-faldigt under de kommande decennierna, föreslår forskningen att lokalsamhällen, tillsynsmyndigheter och litiumgruvindustrin snabbt måste samarbeta för att få sin vattenanvändning inom hållbara gränser.
Litium, säger David Boutt, professor i geovetenskap vid UMass Amherst och huvudförfattare till artikeln, är ett märkligt grundämne. Det är den lättaste av metallerna, men det gillar inte att vara i fast form. Litium tenderar att förekomma i lager av vulkanisk aska, men det reagerar snabbt med vatten.
När regn eller snösmältning rör sig genom asklagren läcker litium ut i grundvattnet och rör sig nedåt tills det lägger sig i en platt bassäng där det förblir i lösning som en salt blandning av vatten och litium. Eftersom saltlösningen är mycket tät lägger den sig under fickor av färskt ytvatten, som ligger ovanpå den litiumrika vätskan nedanför och bildar laguner.
Dessa laguner blir ofta tillflyktsorter för unika och ömtåliga ekosystem och ikoniska arter som flamingos, och är avgörande för lokala samhällen, inklusive de ursprungsbefolkningar som länge har kallat litiumtriangeln för sitt hem.
All användning av sötvatten riskerar att störa både den ekologiska hälsan i regionen och ursprungsbefolkningarnas sätt att leva – och det är här Boutt och hans team, som tidigare har publicerat om vattnets ålder och livscykel i Triangeln, kommer in i bilden.
”Vi tittade på 28 olika bassänger i litiumtriangeln”, säger huvudförfattaren Alexander Kirshen, som slutförde studien som forskningsassistent vid UMass Amherst, ”och vi ville förstå hur knappa färskvattenresurserna är.”
Detta är ingen lätt uppgift, eftersom dessa bassänger ligger i mycket höga, extremt torra och relativt avlägsna regioner inbäddade i Andernas bergskedja. Litiumtriangeln är mer än 160.000 kvadratkilometer stor, och det finns få sensorer och övervakningsstationer som kan spåra faktorer som vattenflöde och nederbörd.
”Klimatet och hydrologin i litiumtriangeln är mycket svåra att förstå”, säger Boutt, så forskare och ingenjörer har förlitat sig på globala vattenmodeller för att på bästa sätt uppskatta vattentillgången och miljöpåverkan från litiumbrytningen i triangeln.
De två mest använda globala vattenmodellerna tyder på att sötvattenflödet till litiumtriangelns bassänger är cirka 90 respektive 230 mm per år. ”Men efter en första bedömning”, säger Kirshen, ”misstänkte vi att de skulle vara alltför felaktiga för våra syften.”
Så teamet byggde sin egen modell, kallad Lithium Closed Basin Water Availability-modellen, eller LiCBWA – och vad de fann var en skarp avvikelse från den konventionella förståelsen.
”Det kommer inte mycket nytt sötvatten alls in i de här systemen”, säger Boutt. Medan globala modeller uppskattar ett genomsnittligt inflöde på 90 och 230 mm per år, uppskattar LiCBWA mellan 2 och 33 mm, beroende på den specifika bassängen, med ett genomsnitt på bara 11 mm per år för de 28 bassängerna i deras studie.
”Den konventionella visdomen överskattar vattenmängden med minst en storleksordning”, säger Boutt, ’och vi fann att alla utom en av de 28 bassängerna i vår studie borde klassificeras som ’kritiskt vattenfattiga”, även utan att ta hänsyn till nuvarande, för att inte tala om framtida, krav på vattenförsörjningen.”
Samtidigt förändras processerna för utvinning av litium. Den äldre metoden, som kallas evaporativ koncentration, håller på att ersättas av direkt litiumutvinning (DLE) – och 56% av DLE-anläggningarna i Triangeln använder mer vatten än den äldre, evaporativa processen. Nästan en tredjedel av DLE-anläggningarna (31%) använde 10 gånger mer vatten än den evaporativa koncentrationen.
”Eftersom litiumbrytning är en realitet i Litiumtriangeln”, avslutar författarna, ’måste forskare, lokalsamhällen, tillsynsmyndigheter och producenter samarbeta för att minska vattenanvändningen’, samt åta sig att bättre övervaka nederbörd, flöden och grundvattennivåer för en ännu mer exakt hydrologisk bild.
Forskare från University of Alaska Fairbanks, University of Alaska Anchorage och University of Dayton bidrog till denna studie.
Mer information om studien: Sötvatteninflöden till slutna bassänger på den andinska platån i Chile, Argentina och Bolivia, Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02130-6
