Litium on kohta himoittu raaka-aine. Maailman suurimmat varannot löytyvät Bolivian suola-aavikoilta, mutta Suomella on oma aarre Ullavan Läntässä.

Teksti: Eeva Mäkelä

Jos akulla kulkevat ajoneuvot syrjäyttävät polttomoottoriautot, litium voi saada tulevaisuudessa valtavan merkityksen – aivan kuin öljy viime vuosisadalla. Ja sähköautot näyttävät nyt toden teolla tekevän tuloaan, kun maailma torjuu ilmastonmuutosta ja öljyriippuvuutta.Uusimman sukupolven sähkö- ja hybridiautojen voimanpesänä toimii litiumioniakku, joka pitää vauhdissa myös valtaosan kännyköistä ja läppäreistä. Litium on erinomainen akkumateriaali keveytensä ja sähkökemiallisen reaktiivisuutensa ansiosta. Se on maailmankaikkeuden kevein metalli ja luovuttaa hanakasti ainoan ulkoelektroninsa. Litiumakkuun voi tankata neljä kertaa niin paljon tehoa kuin samanpainoiseen lyijyakkuun.

Suola-aavikolla helppo jalostaa

Litium on harvassa paikassa rikastunut niin, että sen hyödyntäminen kannattaa. Valtaosa maailman litiumista otetaan talteen litiumsuoloina, joita saadaan enimmäkseen suolajärvien kerrostumista.Litiumsuolojen suurimmat tuottajat ovat tätä nykyä Chile ja Argentiina, ja Boliviasta  on löydetty maailman suurin esiintymä. Näiden kolmen maan alueella sijaitsee niin sanottu Etelä-Amerikan litiumkolmio. Se on kuivaa vuoristoseutua, jolla lainehti aikoinaan laajoja järviä. Bolivian litiumalueen viimeinen järvi Salar de Uyun haihtui kuiviin 10 000 vuotta sitten. Muinaisista järvistä muistuttavat häikäisevän valkoisina kimmeltävät suola-aavikot, joita jatkuu silmänkantamattomiin. Niiden kovan suolakuoren alla piilee haihtumisen väkevöittämää liuosta, johon on Andien vulkaanisesta kallioperästä rikastunut litiumia sisältäviä suoloja.Suola-aavikoilla litiumin jalostus on edullista. Liuos pumpataan haihdutusaltaisiin, ja yksinkertaisimmillaan tarvitsee vain odottaa, että aurinko tekee tehtävänsä. Kun liuos on riittävästi konsentroitunut, litiumkloridi saostetaan litiumkarbonaatiksi lisäämällä liuokseen natriumkarbonaattia.Litiumkarbonaatista tehdään erilaisia litiumsuoloja, joita käytetään pääasiassa paristojen, akkujen, voiteluaineiden, lääkkeiden ja synteettisen kumin valmistuksessa sekä lasi-, polymeeri- ja alumiiniteollisuudessa. Puhtaalle metalliselle litiumille on käyttöä seosmetallina ja akkujen valmistuksessa.

Kalliossa tiukasti kiinni

Litiumia löytyy myös suomalaisesta kallioperästä. Se on rikastunut karkearakeisiin pegmatiiteiksi kutsuttuihin juonikiviin. Ne ovat syntyneet graniittien kiteytymisen yhteydessä lähelle maanpintaa nousseista jäännössulista, joihin on rikastunut magmassa pieninä määrinä esiintyvää litiumia. Se on tiukasti kiinni kidehilassa, ja irrottaminen on työlästä. Mineraalirikaste kuumennetaan noin tuhanteen asteeseen, niin että kiderakenne aukeaa. Sen  jälkeen litium saadaan liuotettua irti emäksellä tai hapolla. Lopuksi liuoksesta kiteytetään litiumkarbonaattia.Suomessa litiumia sisältäviä pegmatiittialueita tunnetaan kymmenen. Maailmalla vastaavanlaisia malmiesiintymiä on kaikilla mantereilla.

Suomi eturintamaan

Litiummineraalin suurimmat tuottajat ovat Australia, Kanada, Portugali ja Zimbabwe. Suomi on hyvää vauhtia nousemassa merkittäväksi tekijäksi Euroopassa. Geologian tutkimuskeskuksen arvioiden mukaan Keski-Pohjanmaan kallioperässä muhii EU:n lupaavin litiumvaranto.Kokkolan Ullavan alueelta arvellaan löytyvän kaiken kaikkiaan noin 10–20 miljoonaa tonnia litiummalmia. Siitä riittänee louhittavaa vuosikymmeniksi. Kaivosyhtiö Keliber valmistautuu norjalaisten rahoittajien tukemana aloittamaan louhimisen Ullavan Läntässä vuonna 2013, kertoo Keliberin toimitusjohtaja Olle Siren. Näillä näkymin kaivos ja sen yhteyteen Kaustiselle rakennettava jalostuslaitos olisivat Euroopan ensimmäinen litiumkarbonaatin tuottaja. Litiumkarbonaatti on tarkoitus erottaa mineraalista edullisesti ja ympäristöystävällisesti maatalouden ja turkistarhojen lietteestä tehdyn biokaasun voimalla. Tuotantoprosessin tuloksena syntyy erityisen puhdasta litiumkarbonaattia.– Etelä-Amerikassa pystytään tuottamaan vain teknistä laatua. Meidän tuotteemme sopii suoraan akkukemikaalien valmistukseen, tähdentää Olle Siren. Alkuvaiheessa laitoksesta saadaan 4 000 tonnia litiumkarbonaattia vuodessa. Se on noin 3–4 prosenttia maailman tuotannosta.

Tulevat suurvallat yhteistyöhön

Boliviassa on maailman suurimmiksi arvioidut litiumvarat, mutta siellä tuotannon käynnistäminen ontuu. Suola-aavikolta puuttuu infrastruktuuri: sinne ei ole kunnon tietä, ja osaamistakin puuttuu.Yhteistyötarjouksia on sadellut japanilaisilta, ranskalaisilta ja yhdysvaltalaisilta kaivosyhtiöiltä, mutta bolivialaisia ne eivät ole sytyttäneet. He eivät tahdo tyytyä raaka-aineen vientiin, vaan haluavat jalostaa litiuminsa mahdollisimman pitkälle itse. Suomessa on jo kaikki, mistä Boliviassa vasta haaveillaan. Raaka-ainetuotannon lisäksi Suomessa hallitaan akkujen ja autojen valmistaminen. European Batteries käynnisti Varkaudessa viime kesänä litiumioniakkuja valmistavan tehtaan, ja Valmet Automotive tuottaa Uudessakaupungissa sähköautoja. Vieraillessaan viime vuonna Suomessa Bolivian presidentti Evo Morales kääntyikin suomalaisyritysten puoleen, ja jo kuukautta myöhemmin European Batteriesin, Outotecin ja Geologian tutkimuskeskuksen edustajat kävivät Boliviassa. Bolivialaisten kanssa selvitetään yhteistyön mahdollisuutta litiumkaivostoimintaan ja jatkojalostukseen liittyvästä teknologiaviennistä aina akkutuotantoon saakka, kertoo akkuja tuottavan European Batteriesin talousjohtaja Martti Ukkonen.

Huolia ympäristöstä

Huolenaiheitakin alaan liittyy. Meridian International Researchin energia- ja liikennealan konsultti William Tahil varoittaa raportissaan ympäristön pilaamisesta. Hänen mielestään Bolivian Salar de Uyunin kaltaisen ainutlaatuisen luontokohteen valjastaminen tehotuotantoon vesittäisi sähköautojen vihreyden. Kaivosyhtiö Keliberin toimitusjohtaja Siren ei myöskään lämpene Bolivialle. Hänen mielestään suomalaiset ovat kumman innokkaita yhteistyöhön.– Miksi mennä hakemaan litiumia toiselta puolelta maapalloa ja sijoittaa toimintaan, johon liittyy poliittisia ja ympäristöriskejä?Akkujen valmistajaa edustava Ukkonen sen sijaan luottaa bolivialaisten tahtoon ja suomalaiseen tekniikkaan. – Bolivialaiset painottavat, että ympäristöasiat ovat heille erittäin tärkeitä, ja uskomme, että suomalaisella nykyteknologialla toiminta on mahdollista järjestää ympäristöä pilaamatta.Toinen huoli on litiumtuotannon keskittyminen. Sirenin mukaan markkinoita hallitsee yksi chileläinen ja kaksi yhdysvaltalaista suuryhtiötä. European Batteries taas sanoo bolivialaisen litiumtuotannon hajauttavan tätä kartellia, erityisesti jos yhteistyökumppaneina ovat eurooppalaiset.

Tuskin kupla

Entäpä jos syntymässä onkin litiumkupla? Chileläinen kaivosyhtiö SQM arvioi vuonna 2007, että vuoteen 2015 mennessä kymmenen prosenttia uusista henkilöautoista kulkee sähköllä. Se merkitsisi noin viiden miljoonan ajopelin vuosituotantoa. Vuoteen 2020 mennessä sähköautojen osuus kohoaisi 20 prosenttiin. Jos sähköautojen kysyntä kasvaa ennusteiden mukaan, litiumin vuositarve tuplaantuu viidessä vuodessa. Saksalainen Roland Berger Strategy Consultants -konsulttiyhtiö pitää kaivosyhtiöiden ennusteita sähköautojen kysynnän kasvusta aivan liian ruusuisina. Litiumintuottajaa arvio ei tunnu huolettavan.– Autojen lisäksi litiumia tarvitaan tulevaisuudessa myös tuuli- ja aurinkoenergian varastoimiseen sekä vara- ja tasaussähköjärjestelmiin. Niissä bisnesnäkymät ovat vielä paljon huikeammat kuin sähköautoissa, Olle Siren arvioi. Litiumille ei hänen mielestään ole vaihtoehtoja. Kallistuva öljy pitää säästää sinne, missä sitä on vaikea korvata: laiva- ja lentokoneliikenteeseen sekä muoviteollisuuden käyttöön. Myös Martti Ukkonen luottaa suurten akkujen kysyntään autoalan ulkopuolella. – Emme usko, että maailman akkutuotanto pystyy vastaamaan kysyntään vuonna 2015.

Julkaistu Tiede-lehdessä 6/2011

Mistä kyse?

Litium on erinomainen akkumateriaali, koska se on kevyttä ja reagoi helposti muiden aineiden kanssa. Litiumakkuun voi tankata neljä kertaa niin paljon tehoa kuin samanpainoiseen lyijyakkuun.

Eeva Mäkelä on filosofian tohtori, geologi, vapaa tiedetoimittaja ja kääntäjä sekä Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.