The landscape of lithium extraction: a blue water scarcity assessment on United States territories

This thesis investigates the landscape implications of lithium extraction in the United States, a critical material underpinning the transition toward decarbonization and electric mobility. While lithium-ion batteries are widely regarded as essential enablers of a clean energy future, their extraction entails considerable environmental trade-offs, particularly concerning water use and ecosystem integrity. The research builds upon recent national assessments that identified numerous potential lithium mining sites across nine U.S. states but excluded hydrological aspects. Addressing this gap, the study adopts a water-centered analytical approach to evaluate the potential impacts of lithium extraction on local water systems and landscapes. Specifically, the analysis applies the Blue Water Scarcity (BWS) index to a selection of twelve sites for which production capacity data are available, allowing for a scientifically grounded assessment of water demand. Conducted on a monthly scale, the evaluation generated spatial datasets that illustrate temporal fluctuations in water scarcity conditions associated with different extraction scenarios. The results reveal a marked variability in hydrological vulnerability among sites, indicating that not all lithium deposits pose the same level of environmental risk. This spatial heterogeneity highlights the potential for more selective, evidence-based siting strategies capable of minimizing ecological disruption while meeting national energy objectives. Beyond its empirical findings, the research contributes to landscape architecture by reframing lithium extraction as a landscape process where geology, hydrology, and socio-environmental systems intersect. By unveiling the material and territorial dimensions of technologies often perceived as clean or immaterial, it emphasizes that sustainability transitions cannot be detached from the physical and ecological realities of resource extraction. The study ultimately provides conceptual and methodological tools to support spatial planning and decision-making processes, enabling policymakers and planners to identify and prioritize lithium projects with lower hydrological impacts.

La presente tesi analizza le implicazioni paesaggistiche dell’estrazione di litio negli Stati Uniti, un materiale critico alla base della transizione verso la decarbonizzazione e la mobilità elettrica. Sebbene le batterie agli ioni di litio siano ampiamente considerate elementi fondamentali per un futuro energetico sostenibile, la loro estrazione comporta significativi compromessi ambientali, in particolare in relazione all’uso delle risorse idriche e all’integrità degli ecosistemi. La ricerca si fonda su recenti valutazioni nazionali che hanno individuato numerosi potenziali siti estrattivi di litio in nove stati statunitensi, ma che non hanno considerato gli aspetti idrologici. Per colmare tale lacuna, lo studio adotta un approccio analitico centrato sull’acqua, volto a valutare i potenziali impatti dell’estrazione di litio sui sistemi idrici locali e sul paesaggio. In particolare, l’analisi applica l’indice di Blue Water Scarcity (BWS) a una selezione di dodici siti per i quali sono disponibili dati sulla capacità produttiva, consentendo una valutazione scientificamente fondata della domanda idrica. L’analisi, condotta su base mensile, ha prodotto set di dati spaziali che rappresentano le variazioni temporali delle condizioni di scarsità idrica associate ai diversi scenari estrattivi. I risultati mostrano una marcata variabilità nella vulnerabilità idrologica tra i siti, evidenziando come non tutti i giacimenti di litio presentino lo stesso livello di rischio ambientale. Tale eterogeneità spaziale suggerisce la possibilità di adottare strategie di localizzazione più selettive e basate su evidenze scientifiche, capaci di ridurre le perturbazioni ecologiche pur perseguendo gli obiettivi energetici nazionali. Oltre ai risultati empirici, la ricerca offre un contributo al campo dell’architettura del paesaggio, reinterpretando l’estrazione del litio come un processo paesaggistico in cui geologia, idrologia e sistemi socio-ambientali si intrecciano. Mettendo in luce le dimensioni materiali e territoriali di tecnologie spesso percepite come pulite o immateriali, la tesi sottolinea come le transizioni verso la sostenibilità non possano essere disgiunte dalle realtà fisiche ed ecologiche dell’estrazione delle risorse. Lo studio fornisce infine strumenti concettuali e metodologici a supporto della pianificazione territoriale e dei processi decisionali, permettendo a pianificatori e decisori pubblici di identificare e prioritizzare i progetti di estrazione del litio con minore impatto idrologico.