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Lithium: Der Kampf ums weiße Gold

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Von: Petra Zeichner

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Lithium ist unter anderem in der Automobilindustrie heiß begehrt.
Lithium ist unter anderem in der Automobilindustrie heiß begehrt. © Vulcan energie/Uli Deck

Es steckt in Batterien und Akkus von Smartphones, Notebooks und Autos: Lithium. Der Rohstoff ist weltweit begehrt, sein Abbau ökologisch umstritten.

Frankfurt am Main – Der geteerte Weg zweigt von der Landstraße in der Nähe der Autobahn ab. Er führt entlang an Feldern und tunnelt die Autobahn. Dann taucht ein Hinweis auf, am nächsten Abzweig ein zweiter. Vulcan Energie, Zero Carbon Lithium, Geothermie-Kraftwerk.

Es ist ein weißes Pulver. Weißes Gold wird es auch genannt. Oder der Schatz aus dem Oberrheingraben. Das trifft es in diesem Fall besser. Es ist dafür bestimmt, in Batterien und Akkus verarbeitet zu werden. Sie überhaupt erst zum Funktionieren zu bringen. Lithium, das wegen der Energiewende zunehmend bedeutsamer wird, und in deren Folge ein Schwerpunkt auch auf der Elektromobilität liegt: Hier in Insheim in Rheinland-Pfalz, in der Anlage für Tiefen-Geothermie von Vulcan Energie Ressourcen, wird es gewonnen.

Das Tor zum Gelände fährt auf, der Blick fällt auf eine silberfarbene große Halle. Davor hängt unter einem etwa drei Meter hohen Aufbau eine Pumpe, aus der ein Rohr in der Erde verschwindet: die Produktionsbohrung, die rund 160 Grad heißes Thermalwasser aus 3,5 Kilometer Tiefe nach oben befördert.

Pilotanlage des Unternehmens Vulcan Energie im rheinland-pfälzischen Insheim.
Pilotanlage des Unternehmens Vulcan Energie im rheinland-pfälzischen Insheim. vulcan energie/deck © Vulcan Energy/Uli Deck

Ein lautes Brummen geht von der Anlage aus. Der Blick fällt auf die Lärmschutzwand, die auf einer Anhöhe direkt hinter dem Kraftwerk steht. Sie soll die Menschen in Insheim vor gleich drei Lärmquellen schützen: den Bahngleisen, dem Kraftwerk und der Autobahn.

Das begehrte Nass gibt es hier im Oberrheingraben vielerorts. Aus ihm wird das Lithium extrahiert. Das Wasser wird nach einem längeren Weg durch die Geothermie-Anlage mittels der Injektionsbohrung wieder in die tiefen Erdschichten gepresst.

„Es ist ein geschlossener Kreislauf“, sagt Unternehmensgründer Horst Kreuter. Kein Wasser gehe verloren. Allerdings wird das Argument von anderer Seite heftig bestritten. Doch dazu später. Der Geschäftsführer führt durch das Kraftwerk, das neben dem Lithium auch Strom produziert und diesen ins öffentliche Netz einspeist. Fotos dürfen keine gemacht werden, denn in der Halle ist auch die Pilotanlage, in der die Lithium-Extraktion getestet wird. Niemand soll sich abschauen können, wie diese im Detail funktioniert.

40.000 Tonnen Lithium pro Jahr - das reicht für eine Million E-Autos

Doch noch ist die kommerzielle Produktion der Batterie-Komponente bei Vulcan nicht angelaufen, das soll Ende 2024 der Fall sein. Deshalb beginnen die Lieferverträge, die das Karlsruher Unternehmen bisher mit Umicor, LG Energie Solutions, Renault, Stellantis und VW vereinbart hat, auch erst 2026. „Letztlich sollen etwa 40.000 Tonnen Lithium pro Jahr produziert werden, das reicht für eine Million E-Autos“, sagt Kreuter.

Die Pilotstation ist nur wenige Quadratmeter groß, angefüllt mit Schläuchen, Röhren, Reagenzien, Wasserkanistern und mehr. Ins Auge fallen vor allem drei Glaszylinder, aufhängt an einer Wand, darin ist ein beigefarbenes, poröses Material. Aluminiumhydroxid, auch Sorbent genannt, weil es das Lithium im hindurchfließenden Thermalwasser absorbiert. Um es zu lösen, wird es mit Wasser gespült. Heraus kommt eine wässrige Lösung. Ab hier führt ihr Weg „mit E-Lastwagen“, wie Kreuter betont, in die Extraktions-Anlage nach Frankfurt-Höchst. Dort arbeitet Vulcan mit der Firma Nobian zusammen, die eine Elektrolyse-Anlage betreibt. „Dort wird das Lithiumchlorid, das wir liefern, in Lithiumhydroxid umgewandelt“, erklärt Kreuter. Später will Vulcan selbst eine solche Anlage bauen, ebenfalls in Höchst. Kohlendioxid wird während des Extraktions-Prozesses laut dem promovierten Geologen nicht freigesetzt.

So sehen etliche Häuser in Staufen im Breisgau noch im Juni 2021 aus. Eine oberflächennahe Geothermiebohrung verursachte dort 2007 Hebungen in der Erde.
So sehen etliche Häuser in Staufen im Breisgau noch im Juni 2021 aus. Eine oberflächennahe Geothermiebohrung verursachte dort 2007 Hebungen in der Erde. dpa © picture alliance/dpa

Die bislang verwendeten Methoden zur Produktion von Lithium sind wenig umweltfreundlich. Rund 80 Prozent des weltweit abgebauten Lithiums stammen laut der Deutschen Rohstoffagentur derzeit aus Australien und Chile. So wird in dem südamerikanischen Land der Rohstoff aus einem Salzsee in der Atacama-Wüste gewonnen, unter großem Wasserverbrauch. Die dort lebende indigene Bevölkerung beklagt schwindende Überlebensressourcen. Und in Australien ist der Bergbau das Mittel der Wahl, mit entsprechenden Eingriffen in die Landschaft.

Doch etwas trübt auch die Lithium-Gewinnung hierzulande. Immer wieder kommt es um die Insheimer Anlage zu Erdbeben, die auch durch den Landeserdbebendienst Rheinland-Pfalz aufgezeichnet werden. Das bislang letzte wurde im Januar dieses Jahres registriert. Die Erschütterungen bewegen sich rückblickend bis 2009 meist unterhalb von 2,0 auf der Richter-Skala, womit sie als nicht spürbare Mikro-Beben klassifiziert sind.

Bürgerinitiativen warnen vor den Folgen des Lithium-Abbau - etwa vor Erdbeben

Für Werner Müller ist das jedoch kein Grund, um als unablässiger Warner vor den Risiken der Tiefen-Geothermie zu verstummen. Er steht auf dem Balkon, der sein Geschäftshaus in Landau, rund sieben Kilometer entfernt von Insheim, im zweiten Stockwerk umläuft und zeigt auf die millimeterbreiten Risse im grauen Putz. Auch sie umziehen das gesamte Gebäude. Müller ist sich sicher, dass sie aufgrund des Bebens entstanden, das am 15. August 2009 in Landau zu spüren war. Und das von dem dortigen Kraftwerk ausging, das ebenfalls mit Tiefen-Geothermie arbeitet. Fernwärme und Strom werden dort – bislang – erzeugt.

„Es gab einen lauten Knall, wie bei einem Überschallknall eines Flugzeuges. Das ganze Clubheim (in dem sich Müller damals befand, Anm. d. Red.) hat gezittert.“ Das Erdbeben war, laut dem Landeserdbebendienst von Rheinland-Pfalz, mit einer Stärke von 2,7 auf der Richterskala von verschiedenen Messstationen registriert worden. Mehrere Betroffene schlossen sich damals zu einer Bürgerinitiative zusammen, deren Vorsitzender Müller ist.

Zur Sache

Zwei Anlagen für Tiefen-Geothermie sind auf rheinland-pfälzischer Seite in Betrieb: in Landau und in Insheim. Es gibt laut dem Landesamt für Geologie und Bergbau derzeit zwölf Erlaubnisse zur Aufsuchung von Erdwärme. Auf baden-württembergischer Seite ist eine Anlage für Tiefen-Geothermie im Betrieb, diese ist in Bruchsal. Bei einem weiteren Vorhaben, in Graben-Neudorf, wird derzeit laut dem Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (angesiedelt beim Regierungspräsidium Freiburg) die erste Erkundungsbohrung vorgenommen.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) baut in der Bruchsaler Anlage eine Pilotanlage, mit der ebenfalls Lithium aus dem Thermalwasser gewonnen werden soll. Im Unterschied zur Vulcan-Methode verwendet das KIT als Sorbent Manganoxid statt Aluminiumhydroxid. Um das Lithium zu extrahieren, werde schwache Salzsäure verwendet. „Wir brauchen kein Frischwasser für die Auswaschung“, sagt Jochen Kolb, Professor für Geochemie und Lagerstättenkunde am Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT. Die Pilotanlage sollte noch im September in Betrieb gehen. Erweist sich die Lithium-Extraktion als praxistauglich, ist laut Kolb langfristig „eine wirtschaftliche Nutzung“ des Rohstoffs angedacht.

Nach den Erfahrungen mit Erdbeben , ausgehend von der Geothermie-Anlage in Landau, bleibt die dortige Stadtverwaltung laut Oberbürgermeister Thomas Hirsch (CDU) „skeptisch“. Allerdings müsse man auch den Nutzen für die Bürger:innen sehen. So gibt es einen Beschluss vom Stadtrat vom Juni 2022: Angesichts der verbesserten Technik sowie der Energielage in Europa und der Welt sowie in Anbetracht der Lithiumgewinnung sei eine „Ergebnisoffenheit“ angebracht. Der Landauer Stadtrat kann den Betrieb der Geothermie-Anlage nicht direkt beeinflussen. Eine Option wäre, den Verkauf weiterer städtischen Flächen zur Verfügung zu stellen – oder etwa nicht. (pz)

Wieder drinnen im Büro setzt er sich an den Tisch und blättert in einem Ordner. „Die Versicherung wollte damals nicht zahlen. Der Gutachter kam zu dem Schluss, dass die Risse durch Wind entstanden sind.“

Auch im Abschlussbericht der Expertengruppe, die das rheinland-pfälzische Umweltministerium infolge der Beben in Landau am 15. August und an drei Tagen im darauffolgenden September zusammengeführt hatte, ist davon die Rede. Bei einer von insgesamt 63 Schadensmeldungen seien konstruktive Mängel am Bau sowie „Windlasten“ mögliche Ursachen für den Schaden. Aber es heißt dort auch: „Bei 12 der begutachteten Schäden konnte laut Gutachter keine eindeutige Ursache festgestellt werden. Ein Zusammenhang mit dem Erdbeben vom 15. 8. 2009 kann somit nicht ausgeschlossen werden.“ Auf der Webseite des rheinland-pfälzischen Landesamtes für Geologie und Bergbau heißt es außerdem: „Beim Betrieb der Geothermieanlage können spürbare seismische Ereignisse ausgelöst werden.“

Mehr als 3000 Meter tief bohren: Kraftwerksmanager Nikolaos Tzoulakis.
Mehr als 3000 Meter tief bohren: Kraftwerksmanager Nikolaos Tzoulakis. zeichner © Petra Zeichner

Die Landauer Initiative ist nicht die einzige im Oberrheingraben. Neben Müller sitzt Thomas Hans. Er ist Sprecher der Bürgerinitiative gegen Tiefengeothermie in Karlsruhe. Er zählt sieben weitere Gruppierungen auf, die sich in verschiedenen Kommunen gegründet haben. „Wir arbeiten alle zusammen, informieren uns gegenseitig, wo was geplant ist.“ Mit Protestaktionen, etwa vor dem Landauer Kraftwerk, wolle man auf die Thematik aufmerksam machen.

Informieren wollen sie die Öffentlichkeit nicht nur über die Erdbebenrisiken. Auch die Behauptung von dem geschlossenen Kreislauf halten die beiden für irreführend. „Frischwasser wird gebraucht, um das Lithium aus dem Sorbenten auszuwaschen.“

Das wird von Vulcan-Seite aus so dargestellt: Im kommerziellen Betrieb werde einmalig eine Wassermenge, vergleichbar mit der eines 25-Meter-Schwimmbeckens, für die Erstbefüllung benötigt. Danach fließe das Wasser in einem geschlossenen Kreislauf und werde zum Spülen immer wieder verwendet. Für den Betrieb der Anlage werde anschließend kein Grund- oder Frischwasser benötigt, erklärt Kreuter.

Verursacht der Abbau von Lithium gefährliche Erdbeben?

Müllers Haus steht nur etwa 600 Meter Luftlinie von der Geothermie-Anlage Landau entfernt. Das Kraftwerk selbst könnte idyllischer kaum liegen: nebenan ein Kleingartenverein, Wohnhäuser und eine angelegte Gartenlandschaft. Weiter hinten eine Skateranlage, daneben eine Dirtbahn, alles einmal entstanden für die Landesgartenschau 2015. Und nur eine schmale Straße trennt das Kraftwerk vom Südpark mit Spielplatz und Gastronomie.

Heute hat das Landauer Kraftwerk „eine Zulassung für fünf Jahre, das heißt ein regulärer Betrieb bis zum 31. Januar 2026“, sagt Kraftwerksmanager Nikolaos Tzoulakis. Am 15. September 2009 war das Kraftwerk vom Netz genommen worden. Infolge der Beben musste der Betreiber, die GeoX GmbH, etliche Auflagen des Landes-Bergamtes erfüllen. Auch 2014 gab es Beben, und das Werk wurde erneut heruntergefahren, „weil in der Umgebung Bodenhebungen festgestellt wurden“, so das rheinland-pfälzische Bergbau-Amt.

Mehr als 330 Meter bohren sie in die Tiefe

GeoX, mittlerweile mit anderem Gesellschafter, visiert nun auch das Geschäft mit Lithium an. Der Betreiber will eine dritte Bohrung machen, denn das Kraftwerk sei von Anfang an dafür ausgelegt, mehr Thermalwasser zu fördern, sagt Tzoulakis. Nebenan wird zurzeit eine Pilotanlage gebaut, die Lithiumchlorid aus dem Thermalwasser extrahiert. Dabei arbeite man mit Vulcan zusammen. Das Unternehmen baue die Pilotanlage und „wir liefern das Thermalwasser“.

Im Landauer Kraftwerk gehen die Produktions- und die Injektionsbohrung jeweils 3300 Meter senkrecht in die Erde. Vulcan setzt in Insheim auf eine andere Technik: Die Erschließungs-Bohrung verläuft nur noch 900 Meter senkrecht nach unten, dann folgen sogenannte Verzweigungsbohrungen, die schräg nach unten verlaufen, bis in etwa 3500 Meter Tiefe. „So soll der Druck auf das Erdreich gemindert werden“, erklärt Vulcan-Chef Kreuter. Die Druckunterschiede seien wichtig für die Seismizität. „Wir haben ein Überwachungssystem, das horcht in den Untergrund hinein.“ Würde dort etwas wahrgenommen, könne der Druck vermindert werden.

Kann er aufgrund dieser Technologie ausschließen, dass es durch die Tiefen-Geothermie zu weiteren Erdbeben kommt? „Ja“, sagt er. (Petra Zeichner)

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