Wertvoller Rohstoff: Lohnt sich die Gewinnung von Lithium in Deutschland?

Lithium ist ein begehrter Rohstoff – kein Wunder, schließlich handelt es sich bei dem Material um einen wichtigen Grundstoff für die Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus. Und diese sind, zumindest bis zur Entwicklung einer neuen Akkutechnologie, in vielen Bereichen nicht zu ersetzen. Nicht zuletzt auch in der Elektromobilität. Kein Wunder also, dass auch in Deutschland nach Möglichkeiten gesucht wird, an den Rohstoff Lithium zu kommen. Eine Möglichkeit könnte die Gewinnung aus Geothermieanlagen sein. Und das könnte sich durchaus lohnen. Ersten Schätzungen zufolge könnten aus bereits existierenden Tiefenbohrungen in Deutschland so etwa 4000 Tonnen Lithium pro Jahr gewonnen werden, was elf Prozent des Lithiumbedarfs der geplanten deutschen Batterieproduktion abzudecken.

Ein wichtiger Rohstoff

Bereits in den nächsten Jahren, so wird prognostiziert, könnte der weltweite Lithiumbedarf die vorhandenen Fördermengen überschreiten. Wir stehen also vor einer drohenden Lithiumknappheit. Bisher wird dieser Rohstoff vorwiegend in Südamerika und Australien gewonnen. Das in Deutschland verwendete Lithium wird zu 100 Prozent importiert.

Allerdings muss das nicht so sein. Unter Deutschlands Boden liegen die größten Lithiumvorkommen in Europa. Dieses ist teilweise im Gestein des Erzgebirges gebunden oder liegt in den heißen Tiefenwässern Norddeutschlands sowie des Oberrheingrabens. Es geht nur darum, an dieses Lithium ranzukommen. Dafür wurden in den letzten Jahren wiederholt Pilotprojekte begonnen, in deren Rahmen die Möglichkeit der Lithiumförderung in Deutschland untersucht wird. In den benannten Gebieten existieren bereits Geothermie-Kraftwerke, die das Thermalwasser anzapfen und zur Gewinnung von Wärme nutzen.

Wie ergiebig diese Lithium-Gewinnung in Deutschland sein könnte, war bisher höchsten teilweise geklärt. Ein Team rund um Valentin Goldberg vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist dieser Frage nun nachgegangen. Im Rahmen ihrer Untersuchung werteten sie die Fördermengen und Betriebsdaten existierender Geothermie-Anlagen aus und stellten sie in Relation zu der Lithiumkonzentration im Tiefenwasser und der projizierten Effizienz der Lithiumgewinnung.

Lithium aus Deutschland

Die Forscher:innen fanden heraus, dass speziell die Geothermie-Anlagen im Oberrheingraben besonders günstige Bedingungen für die Lithium-Gewinnung mit sich bringen. Dort haben die Tiefenwässer eine Konzentration von 163 bis 190 Milligramm Lithium pro Liter. Förderbar wären 70 bis 80 Liter pro Sekunde, sodass einige dieser Kraftwerke, unter optimalen Bedingungen etwa 1.800 Kilogramm Lithium pro Tag fördern könnten. Im Nordosten des Landes sieht es nicht ganz so gut aus. Dort haben die Tiefenwässer einen deutlich geringeren Lithiumgehalt, und auch die geförderte Wassermenge ist niedriger. Einzelne Standorte ermöglichen aber dennoch eine Förderung – und zwar von 240 bis 440 Tonnen pro Jahr.

Insgesamt, so die Forscher:innen, könnten in Deutschland allein schon mit den bestehenden Geothermie-Kraftwerken etwa 2.600 bis 4700 Tonnen Lithiumcarbonat-Äquivalente pro Jahr gefördert werden. Unter Idealbedingungen wären es sogar 7200 Tonnen pro Jahr, was einem bis zwei Prozent der jährlichen globalen Fördermenge entspräche. Der Marktwert dieser Menge läge irgendwo zwischen 36 und 200 Millionen US-Dollar.

Noch nicht alle Fragen geklärt

Diese heimische Förderung könnte zwar den deutschen Lithiumbedarf nicht decken, wäre aber zumindest in der Lage, die Abhängigkeit von Importen zu verringern. „Das mögliche Produktionsvolumen entspräche drei bis elf Prozent des Jahresbedarfs für die in Deutschland geplanten Batteriezellfertigungen“, so die Forscher:innen. Diese Fördermenge ließe sich durch den Zubau weiterer Geothermie-Kraftwerke natürlich weiter erhöhen. Allerdings dauert es zwischen fünf und acht Jahren bis neue Anlagen in Betrieb gehen können. Mittelfristig, so Koautor Fabian Nitschke, könne eine deutsche Lithiumförderung also nur eine Ergänzung darstellen.

Hinzu komme, dass diese Prognosen durchaus von Unsicherheit geprägt sind, wie die Forscher:innen betonen. So ist etwa die genaue Größe und Erneuerungsrate der Geothermalsysteme unter deutschem Boden bisher nicht kompett untersucht. Die Erneuerungsrate ist indes besonders wichtig. Denn nach der Abtrennung des Lithiums wird das Wasser zurück in das System geleitet. Wenn dort keine Erneuerung stattfindet, dann wird das Thermalwasser quasi verdünnt und die Lithiumkonzentration würde sinken. Dabei gibt es regional teilweise deutliche Unterschiede. „Daher kann eine Lithiumpotenzialabschätzung und deren zeitliche Änderung nicht pauschal von einem Standort auf einen anderen übertragen werden, so die Forscher:innen. Außerdem befinden sich die Extraktionstechnologien noch in einem früheren bis mittleren Entwicklungsstadium. Aus diesen Gründen seien noch einige Fragen zu klären, bevor das Potenzial für eine Lithiumgewinnung aus Thermalwässern in Deutschland genauer eingeschätzt werden kann.

via KIT