Batterien für Elektroautos: Lithium aus dem deutschen Untergrund
Lithium für die Herstellung von Batterien ist bisher eine reine Importware. Gewonnen wird es vor allem in Australien, Chile, Argentinien und Brasilien. Selbst das rohstoffverwöhnte China muss den Batterierohstoff importieren. Deutschland könnte einen Teil seines Bedarfs im Inland gewinnen. " Bis zu 13 Prozent des Jahresbedarfs der geplanten Batteriefertigung in Deutschland lassen sich so decken ", sagt Fabian Nitschke vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des Karlsruher Instituts für Technologie(öffnet im neuen Fenster) (KIT). Gemeinsam mit seinem Kollegen Valentin Goldberg hat er das Potenzial der einheimischen Lithiumproduktion ausgelotet. In einer Batterie mit einem Potenzial von 90 Kilowattstunden stecken 13,5 Kilogramm Lithium.
Lithiummangel droht
Hintergrund ist der drohende Lithiummangel, den auch Deutschland zu spüren bekommen wird, wenn die ehrgeizigen Pläne für eine Batteriezellenfertigung realisiert werden. Neun Standorte sind geplant, Tesla hat den Bau in Grünheide bei Berlin allerdings schon zurückgestellt.
Lithium ist in Mengen, deren Ausbeutung sich lohnt, in Mineralwässern vorhanden, das in Geothermiekraft- und -heizwerken gefördert wird, um Strom und Heizwärme zu erzeugen. In Deutschland gibt es Dutzende Geothermieanlagen, in denen Lithium gewonnen werden könnte. Bisher wird das Wasser, wenn es seine Energie abgegeben hat, einfach wieder in die Erde zurückgepresst.
Bis zu 4.700 Tonnen pro Jahr
" Grundsätzlich sehen wir die Technologie sehr positiv ", sagt Goldberg. " Flächenverbrauch und Umweltkosten wären gering, genauso die Transportkosten ." Wie viel Lithium gewonnen werden kann, ist nicht nur von den Lithiumkonzentrationen im Wasser abhängig, sondern auch von der standortabhängigen Fließrate und der Größe des Reservoirs. Für ihre Schätzung haben die Forscher potenzielle Standorte in Deutschland betrachtet, die Rohstoffmärkte analysiert und unterschiedliche Technologien hinsichtlich ihrer Effizienz, Anwendbarkeit und Integrationsfähigkeit für die geothermische Energieproduktion bewertet. " Auf dieser Basis halten wir bei einer optimistischen Abschätzung eine jährliche Produktion von 2.600 bis 4.700 Tonnen Lithiumkarbonat-Äquivalent für möglich, wenn alle relevanten Geothermiestandorte mit entsprechenden Anlagen ausgerüstet werden ", sagt Nitschke. In einer Batterie mit einem Potenzial von 90 Kilowattstunden stecken 13,5 Kilogramm Lithium.
Pilotanlage in Bruchsal
Anders als in Lateinamerika, wo Lithium in einem monatelang dauernden Prozess durch Verdampfen von Thermalwasser gewonnen wird, ist für Deutschland ein Verfahren entwickelt worden, das Lithium an eine Chemikalie bindet, von der es nach der Extraktion wieder abgetrennt wird. Das wird derzeit in einer Pilotanlage am Geothermieheizkraftwerk Bruchsal getestet.