Die Einsatzmöglichkeiten von Lithium sind vielfältig. Wiederaufladbare Batterien halten mit 54% des gesamten Lithiumbedarfs den größten Anteil. Die meisten der heutigen Elektrofahrzeuge (EVs) verwenden irgendeine Form von Li-Ionen-Batterie, da Li-Ion aufgrund seiner hohen Energiedichte und Speicherkapazität, die am weitesten verbreitete Batterietechnologie ist. Li wird auch in der Keramik-, Fett-, Polymer- und Luftbehandlungsindustrie verwendet. Die Nachfrage nach Lithium ist also hoch und es sieht so aus, als würde das starke globale Nachfragewachstum anhalten.
Um dem steigenden globalen Nachfragetrend gerecht zu werden, suchen viele Lithium-Marktteilnehmer nach bisher ungenutzten Lithium-Vorkommen und alternativen Gewinnungsmethoden. In diesem Zusammenhang wird erwartet, dass die Lithiumproduktion aus geothermischen Ressourcen in der zukünftigen Lieferkette sein wird, da hohe Konzentrationen von Lithium in tiefen geothermischen Wässern vor allem in Deutschland, Großbritannien und den USA entdeckt wurden. Es gibt viele geothermische Lithium-Aktivitäten auf der ganzen Welt, und eines der Pilotprojekte, die bereits umgesetzt werden, befindet sich im deutschen Oberrheingraben. Das Projekt mit dem Namen UnLimited ist ein Verbundprojekt und wird vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (kurz BMWi) mit einem Budget von 2,7 Mio € gefördert. Die EnBW ist Konsortialführer des Projekts und will gemeinsam mit den Partnern Karlsruher Institut für Technologie (KIT), BESTEC GmbH, HYDROSION GmbH und der Universität Göttingen die Co-Produktion von Lithium am Geothermiekraftwerk in Bruchsal mittels Adsorptionstechnologie testen.
UnLimited: Untersuchungen zur Lithiumproduktion aus heißen Tiefenwässern in Deutschland
Bislang deckt Deutschland seinen Lithiumbedarf vollständig durch Importe. Das Innovationsprojekt „UnLimited“ testet in der Geothermieanlage in Bruchsal die klimaneutrale Gewinnung aus tiefem geothermischem Wasser.
Um eine industrielle Lithiumproduktion aus tiefen geothermischen Wässern zu realisieren, müssen grundlegende Untersuchungen durchgeführt werden. Wenn diese Untersuchungen durchgeführt und ein erfolgreicher Betrieb bestätigt wird, wäre es möglich, einen Beitrag zur Revolution der Lieferkette für Lithiumverbindungen in Deutschland zu leisten.
Um zu beweisen, ob die Gewinnung von Lithium aus heißen geothermischen Wässern industriell realisierbar ist, sollen im Projekt UnLimited die technischen und wirtschaftlichen Grundlagen für diesen Prozess erarbeitet werden. Da der ORG (Oberrheingraben) und das NDB (Norddeutsches Becken) aufgrund der hohen Lithiumkonzentrationen in tiefen Wässern in Deutschland besonders vielversprechend sind, liegt der Fokus des UnLimited-Projekts auf diesen Regionen. Daher wird für die beiden Regionen eine Ressourcenanalyse durchgeführt, um die Größe der Lithiumvorkommen, die mögliche Förderrate und die Nachhaltigkeit des Managements zu bestimmen.
Gemeinsame Untersuchungen von KIT und EnBW F&E in den letzten Jahren zeigen, dass der Einsatz eines Adsorptionsverfahrens eine attraktive Option zur Lithiumgewinnung aus geothermischen Wässern ist. Die Adsorptionstechnologie hebt sich von den anderen ab, da sie wenig Platz und relativ geringe Investitionskosten benötigt. Im Vergleich zu alternativen Extraktionsverfahren hat sie grundsätzlich den Vorteil eines deutlich geringeren ökologischen Fußabdrucks. Allerdings müssten störende Ionen minimiert oder ausreichend selektive Adsorptionsmittel bevorzugt werden. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Untersuchungen ist daher die Identifizierung besonders geeignetes lithiumselektives Adsorptionsmittels. Neben den Materialeigenschaften ist die Umweltverträglichkeit bei Herstellung, Einsatz und Recycling (bzw. Entsorgung) ein wichtiges Auswahlkriterium. Besonders geeignete Adsorptionsmittel werden an ausgewählten Versuchsstandorten getestet, unter anderem im Geothermiekraftwerk Bruchsal, das die EnBW Energie Baden-Württemberg AG seit 2010 gemeinsam mit den Stadtwerken Bruchsal betreibt. In diesem Zusammenhang wird unter Berücksichtigung der Laborergebnisse eine eigene Pilotanlage entwickelt. In den Feldversuchen sollen realistische Förderraten ermittelt und mögliche negative Auswirkungen auf den Betrieb der Geothermieanlage beobachtet werden.
Weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter: UnLimited | (geothermal-lithium.org)
Genug Lithium für 20.000 Batterien pro Jahr könnte in Bruchsal gewonnen werden
Mit einer eigenen Lithiumproduktion könnte Deutschland unabhängiger von Importen eines wichtigen Rohstoffs werden [...]
Ziel des Verbundprojekt ist es, im Pilotmaßstab Lithium aus geothermischem Wasser zu gewinnen, während die Anlage weiterhin geothermische Energie produziert.
In der Bruchsaler Geothermieanlage, die die EnBW seit 2010 gemeinsam mit den Stadtwerken Bruchsal betreibt, wird geothermisches Wasser zur Wärme- und Stromgewinnung entnommen und anschließend in das unterirdische Reservoir zurückgeführt. Je nach Durchsatz des geothermischen Wassers können jährlich schätzungsweise 800 Tonnen Lithiumchlorid gewonnen werden, bei rund 8.000 Betriebsstunden pro Jahr. Das reicht aus, um rund 20.000 Batterien für Elektroautos zu produzieren.
Die Projektpartner von UnLimited wollen zeigen, dass die Lithiumgewinnung aus geothermischem Wasser nachhaltig, umweltfreundlich und damit auch wirtschaftlich ist. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass über diesen Prozess möglichst reines Lithium in Batteriequalität gewonnen werden soll.
Lithium wird als ein Grundpfeiler beim Übergang zu erneuerbaren Energien angesehen, um die zunehmende Umweltverschmutzung und den Klimawandel zu bekämpfen, aber die heutigen Lithiumproduktionstechnologien sind nicht sehr nachhaltig. In Anbetracht dieser Tatsachen und der Notwendigkeit einer nachhaltigen Produktion schließen sich Energie-, Automobil- und Technologieunternehmen sowie Forschungsinstitute in Deutschland zusammen, um Alternativen für die Lithium-Vorkommen zu eröffnen. Mit einer eigenen Lithiumproduktion könnte Deutschland unabhängiger von Importen eines wichtigen Rohstoffs werden und den heimischen Lithiumbedarf für den Ausbau der E-Mobilität decken.
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