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Lithium made in Germany

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Von: Joachim Wille

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Schlechte Alternative: Der Abbau am argentinischen Salzsee „Salar del Hombre Muerto“ lässt den Grundwasserspiegel sinken.
Schlechte Alternative: Der Abbau am argentinischen Salzsee „Salar del Hombre Muerto“ lässt den Grundwasserspiegel sinken. © Imago

Der wichtige Batterie-Rohstoff könnte auch hier gewonnen werden – und das sogar umweltfreundlich.

Lithium ist ein Alkalimetall. Der Rohstoff, auch „weißes Gold“ genannt, wird für Akkus gebraucht. Ohne ihn läuft kein Handy oder Laptop, aber auch kein E-Auto oder Ökostrom-Speicher. Er ist also ein wichtiger Treibstoff für die Energiewende. Bisher ist Lithium ein reines Importprodukt, doch Deutschland könnte laut einer neuen Untersuchung einen nicht unerheblichen Teil seines Bedarfs selbst gewinnen. Die Quelle: Thermalwasser.

Bisher stammt das Material, das in den Zellen von Lithium-Ionen-Akkus verbaut wird, aus dem Hauptförderland Australien und dem südamerikanischen Dreieck Argentinien-Bolivien-Chile. Die Umweltschäden bei der Gewinnung sind groß. In Australien wird Lithium mit hohem Energieaufwand aus Festgesteinen gewonnen, dabei entstehen große Mengen Abraum. In Südamerika kommt es aus Salzseen. Die indigene Bevölkerung dort leidet unter dem Abbau, unter anderem, weil der Grundwasserspiegel sinkt.

Lithium kann allerdings auch als Nebenprodukt bei der Nutzung von Geothermie aus tiefen Erdschichten hergestellt werden, und zwar auch in Deutschland, nämlich im Oberrheingraben. Getestet wird das derzeit zum Beispiel in einer Pilotanlage am Geothermie-Heizkraftwerk in Bruchsal.

Akkus werden überall gebraucht - und damit auch Lithium

Der Bedarf für neue Lithiumquellen ist enorm. Die Nachfrage nach dem Rohstoff steigt weltweit rasant, die Preise gehen nach oben, und es drohen Versorgungsengpässe, da E-Mobilität und der Bedarf an Stromspeicherung im Zuge der Energiewende stark zunehmen werden. Es wird zwar an alternativen Materialien für Batterien geforscht, marktreife Lösungen mit gleicher Effizienz gibt es allerdings noch nicht. Vorerst wird es nicht ohne Lithium gehen. Ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat ermittelt, welchen Beitrag die Geothermie in dieser Hinsicht leisten kann. Ergebnis: Deutschland kann damit in der Batteriefertigung zwar nicht autark werden, aber durchaus weniger abhängig von Importen.

Das KIT schätzt die mögliche jährliche Produktion auf 2600 bis 4700 Tonnen Lithiumkarbonat, wenn alle bisherigen geeigneten Geothermie-Standorte mit entsprechenden Anlagen ausgerüstet werden. „Damit könnten wir etwa zwei bis 13 Prozent des Jahresbedarfs der geplanten Batteriefertigung in Deutschland decken“, sagt KIT-Forscher Fabian Nitschke. Es sei allerdings möglich, die Fördermengen weiter zu steigern, indem neue Geothermie-Kraftwerke gebaut werden; freilich dauere es mindestens fünf Jahre, bis ein neu geplantes Kraftwerk in Betrieb geht.

Lithium kann bei der Nutzung von Geothermie hergestellt werden

Der Oberrheingraben ist die für Geothermie interessanteste Region in Deutschland, hier lohnt sich die Nutzung der Wärme aus der Tiefe besonders – man muss nicht so tief bohren, um Wasser mit hohen Temperaturen zu erreichen. Derzeit werden dort fünf Anlagen betrieben, die das Wasser aus drei bis fünf Kilometern Tiefe nach oben bringen: drei auf deutscher Seite, in Bruchsal, Insheim und Landau, und zwei auf französischer, in Soultz-sous-Forêts und Rittershofen.

Die Lithium-Gewinnung kann dabei direkt angekoppelt werden, ohne dass die Wärme- oder Stromproduktion unterbrochen werden muss. Die hier einsetzbare Extraktionstechnologie gilt als sehr umweltfreundlich: Anders als im Lithium-Dreieck Argentinien-Bolivien-Chile, wo der Rohstoff in einem monatelangen Prozess durch Verdampfen gewonnen wird, wird das im hochgepumpten Wasser befindliche Lithium hier an eine Chemikalie gebunden, von der es nach der Extraktion wieder abgetrennt wird. Die Chemikalie wird dann erneut genutzt.

Ein Problem ist, dass die Tiefen-Geothermie bei vielen Zeitgenossen:innen im Südwesten keinen guten Ruf hat. Das rührt von Unfällen mit der Technologie her, die Schäden an Häusern verursachten: 2006 und 2019 zum Beispiel, als Projekte in Basel sowie in der Nähe von Straßburg Erdbeben auslösten. Dabei allerdings wurde das sogenannte petrothermale Verfahren genutzt, bei dem man Wasser durch eine Bohrung in den Untergrund presst und das dortige Gestein – zum Beispiel Granit – aufsprengt.

Pilotanlage zur Lithium-Gewinnung bei Landau

Anders als diese Methode, die quasi mit kleinen Erdbeben tief unten im Boden arbeitet, funktioniert das „hydrothermale“ Verfahren, für das bereits vorhandene Wasserwege im Boden genutzt werden. Dass Erdbeben entstehen, gilt hier als unwahrscheinlich.

Trotz Protesten in der Bevölkerung sind Genehmigungen für weitere Geothermie-Anlagen im Oberrheingraben erteilt worden. Die zuständige Behörde in Baden-Württemberg hat aus den Unfällen allerdings die Konsequenz gezogen, dass nur noch die hydrothermale Methode genehmigt wird. In Rheinland-Pfalz sind bisher noch beide Verfahren zulässig.

Der Ausbau der Geothermie dürfte also weitergehen – und damit das Potenzial für die Lithium-Gewinnung steigen. Mehrere Unternehmen engagieren sich hier. Die Firma „Vulcan Energy Ressources“ zum Beispiel, die eine Pilotanlage zur Lithium-Gewinnung in der Nähe von Landau in Rheinland-Pfalz betreibt, plant acht weitere Projekte im Südwesten. Auch der Energiekonzern EnBW engagiert sich hier, zusammen mit dem KIT.

Dass das Thermal-Lithium genutzt werden sollte, wenn die Förderung technisch sicher und ökonomisch funktioniert, steht wohl außer Frage. Experte Nitsch warnt allerdings vor allzu großem Optimismus: „Angesichts des globalen prognostizierten Lithiumdefizits und der geplanten Batteriefertigung wird sich die Lage speziell für Deutschland rasch zuspitzen. Das Lithium aus der Geothermie kann mittelfristig also nur eine Ergänzung darstellen.“

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