Der ungehobene Schatz im Oberrheingraben – KIT entwickelt Methode für wirtschaftlichen Lithium-Abbau in Deutschland

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat eine Methode entwickelt, die künftig einen wirtschaftlichen Lithium-Abbau auch hierzulande ermöglichen könnte. Die Idee ist, minimalinvasiv in Geothermieanlagen aus den Tiefengewässern des deutschen und französischen Oberrheingrabens den Rohstoff zu gewinnen. Gelöst in salzigen Thermalwasserreservoiren befinden sich dort beträchtliche Mengen des Elements Lithium. „Nach unseren Kenntnissen können es bis zu 200 Milligramm pro Liter sein“, weiß der Geowissenschaftler Jens Grimmer vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT. Wenn das Potenzial ausgeschöpft werde, könnte Deutschland einen erheblichen Teil seines für Speicher und Elektromobilität benötigten Bedarfs aus den Vorkommen decken. Nach aktueller Datenlage belaufen sich die Potenziale im Oberrheingraben auf deutscher und französischer Seite auf mehrere tausend Tonnen an förderbarem Lithium pro Jahr.

Bisher fehlte ein geeignetes Verfahren zur kostengünstigen und nachhaltigen Gewinnung. Gemeinsam mit der der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) am Engler-Bunte-Institut (EBI) hat das KIT nun eine solche Methode entwickelt. „Dabei werden in einem ersten Schritt die Lithiumionen aus dem Thermalwasser herausgefiltert und in einem zweiten Schritt weiter konzentriert, bis Lithium als Salz ausgefällt werden kann“, erklärt Grimmer.

Dieses Verfahren verursache nur minimale Umweltschäden, etwa verglichen mit dem Austrocken der Salzseen in Südamerika durch die Lithium-Gewinnung. Grund sei, dass die bestehende Infrastruktur von Geothermie-Anlagen genutzt werde, durch die pro Jahr bis zu zwei Milliarden Liter Thermalwasser strömen. Im Gegensatz zum klassischen Bergbau fällt deshalb kaum Abraum an und der Flächenverbrauch ist minimal. Weil das Thermalwasser nach Gebrauch wieder in den Untergrund zurückgeleitet wird, werden keine schädlichen Stoffe freigesetzt und auch die geothermische Strom- und Wärmeproduktion wird nicht gestört, wie es vom KIT weiter heißt. Das Lithium könne zudem im Thermalwasserzyklus der Geothermie-Anlage kontinuierlich innerhalb von Stunden extrahiert werden.

Gemeinsam mit Industriepartnern wollen die Wissenschaftler nun eine Testanlage zur Lithium-Gewinnung entwickeln. Der erste Prototyp soll an einer Geothermie-Anlage am Oberrheingraben aufgebaut werden. Damit sollen nach den Plänen zunächst einige Kilogramm Lithiumkarbonat und -hydroxid gewonnen werden. Wenn die Testläufe erfolgreich sind, ist eine Großanlage geplant. Damit ließen sich dann mehrere hundert Tonnen jährlich produzieren.

Das Verfahren biete auch die Möglichkeit, weitere seltene und werthaltige Elemente wie Rubidium oder Cäsium aus dem Thermalwasser zu extrahieren, die beispielsweise in der Laser- und Vakuumtechnologie benötigt werden. Insgesamt sei die CO2-Bilanz des Verfahrens sehr positiv verglichen mit den traditionellen Methoden. „Wir exportieren viele Umweltprobleme in Drittländer, um unseren Lebensstandard aufrechtzuerhalten und zu verbessern. Mit diesem Verfahren können wir unserer Verantwortung gerecht werden und wichtige Rohstoffe für moderne Technologien umweltverträglich vor der eigenen Haustür gewinnen“, sagte Florencia Saravia vom EBI. „Darüber hinaus können wir regionale Wertschöpfungsketten aufbauen, Arbeitsplätze schaffen und gleichzeitig geopolitische Abhängigkeiten reduzieren.“