Lithium gilt nach wie vor als sehr wichtiger Bestandteil von Batterien, die in Elektrofahrzeugen und Endgeräten genutzt werden. Das Metall wird hauptsächlich in Australien, Argentinien, Chile und China abgebaut. Deutschland sucht nach Möglichkeiten, selbst Lithium zu gewinnen, um sich aus der geopolitischen Abhängigkeit zu befreien. Das Forschungsprojekt „Li+Fluids“ hat gemeinsam mit dem Fraunhofer IEG das Potenzial von Lithium aus Tiefenwässern in Norddeutschland erforscht. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Deutschland über 0,39 bis 26,51 Millionen Tonnen Lithium besitzt. Demgegenüber steht ein geschätzter Lithium-Bedarf von 0,17 Millionen Tonnen im Jahr 2030.
Lithium im Norddeutschen Tiefland
Diese Entdeckungen sind aber keine Überraschung, denn bereits früher fand man in den hydrothermalen Fluiden des Norddeutschen Tieflands Lithiumgehalte von bis zu 600 Milligramm pro Liter Tiefenwasser. Vor allem in Wässern aus den Rotliegend Sandsteinen, dem Zechstein Karbonat und dem Buntsandstein konnten diese Gehalte nachgewiesen werden. Zudem ist der Zugang zu diesen tiefen Schichten einfach, da die Region lange von der Erdgas-Industrie lebte. Ehemalige und aktive Bohrlöcher sind noch immer vorhanden und zugänglich.
26,51 Millionen Tonnen Lithium im Untergrund
Jedoch konzentrierte sich das Projekt „Li+Fluid“ nicht nur auf das Norddeutsche Becken, sondern untersuchte auch das Thüringer Becken. Auch hier fand man Lithium-Vorkommen in hydrothermalen Fluiden. Die Ergebnisse der Forschungen weisen auf einen hohen Lithiumgehalt hin: Die Gesteinsformationen verfügen über ein Potential von rund 0,39 bis 26,51 Millionen Tonnen Lithium gelöst im Tiefenwasser. Diese Menge würde ausreichen, um den deutschen Bedarf mehrerer Jahrzehnte zu decken. Katharina Alms, Projektleiterin auf Seiten des Fraunhofer IEG, betont zudem:
„Um die Wirtschaftlichkeit der Lithium-Gewinnung zu steigern, haben wir auch die Kombination mit Geothermieanlagen untersucht: Aus dem geförderten heißen Tiefenwässern könnte in einem Nebenprozess das im Fluid gelöste Lithium abgeschieden werden.“
Darüber hinaus kann auch das heiße Wasser für die Beheizung der Gebäude, für Produktionsprozesse oder die Stromgewinnung genutzt werden. Nachdem das heiße Wasser verwendet wurde, fließt das abgekühlte und abgereicherte Fluid wieder in den Untergrund.
Voraussetzung sind ausreichend große Fließraten des Untergrunds
Die gemeinsame Nutzung von Geothermieanlagen und Lithiumgewinnung erfordert jedoch die Einhaltung spezifischer Kriterien. Insbesondere eine hinreichende Durchflussmenge des unterirdischen Wassers ist notwendig. Ein anschauliches Beispiel hierfür ist die Situation in Munster, Niedersachsen. Dort führen die örtlichen Stadtwerke derzeit die Sanierung einer stillgelegten Erdgasbohrung durch. Ihr Ziel ist es, ab 2026 die ersten 4.000 Haushalte mit Fernwärme aus dieser Anlage zu versorgen. Parallel dazu planen sie, jährlich bis zu 500 Tonnen Lithium zu gewinnen. Katharina Alms erklärt:
„Wir gehen davon aus, dass ähnliche Konstellationen wie in Munster noch an weiteren Standorten im Norddeutschen Tiefland zu finden sind. Um diese zu identifizieren, benötigen wir jedoch zusätzliche Forschungsprojekte.“
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Bildquelle: © Fraunhofer IEG/Mollwitz