Lithium gilt als das weiße Gold der modernen Zeit: Die seltene Erde wird für Batterien gebraucht - in E-Autos, Smartphones und Laptops. Bislang ist Deutschland komplett auf Importe aus dem Ausland angewiesen. Groß ist der Wunsch daher, den Bedarf mit heimischen Lithium zu decken.
Heißes Wasser aus Erdwärmekraftwerken wie im pfälzischen Insheim vom Karlsruher Unternehmen Vulcan Energie kann das mittelfristig aber nicht ermöglichen. "Grundsätzlich ist das Potenzial da", sagte Geowissenschaftler Valentin Goldberg zu den Ergebnissen einer Studie in der Fachzeitschrift "Grundwasser". "Das geothermische Lithium kann allerdings nur eine Ergänzung zu den Importen sein."
Forscher: Potential für Lithium-Gewinnung ist da
Die Autoren der Studie am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) halten eine jährliche Produktion von 2.600 bis 4.700 Tonnen Lithiumkarbonat-Äquivalent in Deutschland für möglich. Vorausgesetzt, alle aktuell betriebenen Geothermiestandorte mit hohen Lithium-Konzentrationen werden mit entsprechenden Anlagen ausgerüstet. Allein im Vulcan-Werk in Insheim in der Südpfalz sei die Förderung von 1.000 bis 1.800 Tonnen Lithiumkarbonat-Äquivalenten möglich, sagte Mitautor Fabian Nitschke. Für Landau schätzt die Studie das Potenzial auf 950 bis 1.720 Tonnen.
Die Berechnung für Insheim, wo das Wasser aus 3.800 Metern Tiefe kommt, beruht auf einem Lithiumgehalt von 168 Milligramm je Liter und einer Fließrate von 80 Litern pro Sekunde. "Diese beiden Parameter bestimmen die Ressourcenverfügbarkeit", erklärte Goldberg. "Betrachtet man nur sie, ergibt sich ein maximales Potenzial von 2.260 Tonnen - mehr ist rein mathematisch auch bei modernsten Technologien nicht möglich." Auch das KIT forscht zur Lithium-Gewinnung.
Studie: Bedarf in Deutschland höher als mögliche Produktion
Allerdings müsse man für den kommerziellen Betrieb mit gehörigen Abschlägen rechnen, erklärte der Wissenschaftler am Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT. Eine Anlage könne maximal 90 Prozent des Jahres laufen. Und weil es in unterschiedlichen chemischen Verbindungen gewonnen wird, könne das Lithium nicht zu 100 Prozent extrahiert werden. "Realistischer sind 50 Prozent."
Nach Einschätzung der Geowissenschaftler seien somit etwa 1.000 Tonnen pro Jahr an diesem Standort realistisch. "Damit bräuchten wir mindestens 37 Geothermieanlagen mit diesen idealen Bedingungen, um den Bedarf der geplanten deutschen Batteriezellfertigung zu decken", sagte Goldberg im Gespräch mit der Deutschen Presse-Agentur.
Lithium-Gewinnung im Labormaßstab erfolgreich
Das Geothermiekraftwerk in Insheim wurde 2012 in Betrieb genommen. Vulcan Energie will dort Lithium aus Thermalwasser gewinnen. Die Aktivitäten beschränkten sich zurzeit auf die Extraktion im Labormaßstab und die Entwicklung der Technik, erklärte das rheinland-pfälzische Wirtschaftsministerium. "Für die gewerbsmäßige Gewinnung von Lithium im Bereich des Oberrheingrabens in Rheinland-Pfalz liegen derzeit keine Anträge zur Zulassung von Betriebsplänen vor."
Vulcan hatte jüngst mitgeteilt, in der Pilotanlage in Insheim Lithiumhydroxid hoher Wertigkeit und mit der geringsten Verunreinigung auf dem Markt produziert zu haben. Das Unternehmen hat schon Abnahmeverträge mit Automobilherstellern geschlossen.
Rohstoff kommt bislang ausschließlich aus dem Ausland
Bislang gebe es in Deutschland vor allem zwei Regionen mit dem Potenzial zur Lithium-Förderung, sagte Studien-Autor Goldberg. Neben dem Oberrheingraben mit Standorten in Rheinland-Pfalz und Baden-Württemberg zählt dazu eine Region im norddeutschen Becken. Rund 60 Prozent der globalen Lithium-Förderung wird im klassischen Bergbaubetrieb in Australien gewonnen, 22 Prozent aus Salzseen in Chile und Argentinien. "Nachfrage und Produktion entwickeln sich stark auseinander", sagte Goldberg. "Wir rechnen mit einem großen Defizit, das nicht gedeckt sein wird." Für den geplanten Ausbau der Batteriezellfertigung in Deutschland könne dies schwerwiegende Folgen haben.
Anwohner formieren Protest gegen Bohrungen
Die nüchterne Darstellung von Chancen und Herausforderungen sei bei diesem emotional aufgeladenen Thema besonders wichtig, sagte Goldberg. "Es wird nicht funktionieren ohne Akzeptanz." Am südlichen Oberrheingraben wurde bereits eine Bürgerinitiative gegen Tiefen-Geothermie gegründet. Sie befürchten verseuchtes Grundwasser und Schäden an Häusern durch Erschütterungen und Erdbeben.
Abwegig sind diese Befürchtungen nicht: In der Vergangenheit gab es immer wieder Probleme. Zum Beispiel wurde in Landau nach Tiefbohrungen Arsen im Grundwasser gefunden. Bei einer französischen Bohrung gab es Erdbeben mit einer Stärke von ungefähr 4, die nachweislich mit Geothermie-Bohrungen in Zusammenhang stehen, berichtet SWR-Wissenschaftsredakteur Thomas Hillebrandt. "Es ist nicht von der Hand zu weisen, dass es bei Bohrungen in 3.000 bis 4.000 Metern zu Verwerfungen kommen kann."
Die Betreiberfirmen halten dagegen, dass sie die Lage im Griff hätten und mit moderner Technologie alles stets überwachen. "Es ist auch eine Glaubensfrage", sagt Hillebrandt. "Die Fronten sind sehr verhärtet."
