Heißes Wasser aus der Tiefe pumpen, Wohnungen damit heizen, Strom erzeugen und als attraktives Nebenprodukt Lithium gewinnen – geht das? Ein Forscherteam ist dieser Frage nachgegangen.
Sicher ist, dass Lithium megatonnenweise in Deutschlands Tiefen ruht. Gesichert ist auch, dass es gefördert werden kann. In Deutschland gibt es mehrere Projekte, die belegen, dass Lithium als Beiprodukt von tiefer Geothermie möglich ist. Ein Team des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wollte es genauer wissen. Die Forscher haben ermittelt, welchen Beitrag die Geothermie dazu leisten kann, Deutschland unabhängiger von ausländischen Lieferungen zu machen. Die Ergebnisse sind zum Teil vielversprechend, zum Teil ernüchternd.
Lithium ist ein begehrtes Material. Für die Herstellung leistungsfähiger Antriebsbatterien ist es so gut wie unentbehrlich. Dies gilt zumindest solange, bis alternative Techniken marktreif sind. Während der vergangenen 25 Jahre hat sich die Nachfrage nach dem Metall auf 520 000 Tonnen um mehr als zwölffache gesteigert. Zum Ende des Jahrzehnts erwarten Marktkenner eine Lieferlücke von über einer Millionen Tonnen.
„Wir sind vollständig auf Importe angewiesen, weltweit stammen 80 Prozent des Lithiums aus Chile und Australien“, sagt Valentin Goldberg vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT. „Gleichzeitig nehmen wir erhebliche Umweltkosten beim konventionellen Abbau in diesen Ländern in Kauf, etwa negative Auswirkungen auf das Grundwasser.“
Verborgener Schatz
Bei der Gewinnung von Lithium in Geothermiekraftwerken dagegen sollen hingegen bereits bestehende Anlagen in Europa genutzt werden. Die tiefe Geothermie fördert aus Tiefen bis zu mehreren tausend Metern große Mengen heißes Wasser. Genau genommen handelt es sich um eine salz- und mineralhaltige Sole. Kraftwerke nutzen den Energiegehalt der Sole, um Fernheizungen zu betreiben oder oder um Strom zu erzeugen. Diese Sole hat in der Regel einen hohen Lithiumgehalt. Nach der Energieproduktion kann das Lithium mittels diverser Verfahren abgetrennt werden. Die Restsole wird dann ins Gestein zurück gepresst.
„Grundsätzlich sehen wir die Technologie sehr positiv. Flächenverbrauch und Umweltkosten wären gering, genauso die Transportkosten“, sagt Goldberg. Nach Sichtung der Daten gehen die KIT-Forscher davon aus, dass immerhin 2 600 bis 4 700 Tonnen Lithium pro Jahr gewonnen werden könnten. Dazu müssten jedoch alle geeigneten deutschen Geothermie-Standorte mit Anlagen zur Lithiumgewinnung ausgerüstet werden. Im günstigsten Fall würden Deutschlands 42 bestehende tiefen Geothermie-Anlagen je nach Szenario zwischen 2 und 13 Prozent des Jahresbedarfs der geplanten deutschen Batteriefertigung decken.
Zwar ist damit zu rechnen, dass die Anzahl der tiefen Geothermie-Bohrungen, also der Bohrungen mit mehr als 400 Meter Tiefe, in den kommenden Jahren zunimmt. Da Planung und Durchführung solcher Großanlagen mindestens fünf Jahre Zeit brauchen, kann das Lithium aus der Geothermie mittelfristig bestenfalls eine Ergänzung darstellen.
Angst vor Erdbeben
Eines der größten Probleme sehen die Forscher außerhalb ihres Fachbereichs: Ohne gesellschaftliche Akzeptanz ist die Geothermie – und die damit verbundene Lithiumgewinnung – nicht möglich. In der Vergangenheit hatte es im Zusammenhang von Geothermie-Bohrungen einige seltene Male schwache Erdbeben gegeben. Zuletzt hatte die Erde im Oberrheingraben nach Bohrungen bei Straßburg geruckelt. Im Elsass, in Baden und im Baseler Umland gibt es daher starke Bewegungen gegen die tiefe Geothermie.
In anderen Gegenden, in denen geothermische Anlagen arbeiten, wie rund um München, in Hamburg oder in Mecklenburg, gab es hingegen keine oder kaum Erschütterungen – und auch keinen Volksaufstand. Goldberg und seine Kollegen verstehen deshalb die Veröffentlichung ihrer Studie als Beitrag zur Diskussion: “Wir wollen Entscheidungsträgern in Politik und Wirtschaft, aber auch allen interessierten Bürgerinnen und Bürgern, die Möglichkeit geben, sich direkt und unabhängig über Chancen und Herausforderungen zu informieren.“
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Ich habe so eine Bohranlage noch nie gesehen. Die Geothermie ist sowieso ein sehr spannendes Gebiet, da man so viel damit in der Zukunft tun könnte. Ich habe noch nicht ganz verstanden wie Lithium durch die Geothermie Bohrung gewonnen werden soll.