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Göttingen Uni Göttingen: Teilnahme am Projekt zur Lithiumförderung
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Uni Göttingen: Teilnahme am Projekt zur Lithiumförderung

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12:00 16.12.2020
Geothermie Kraftwerk der ENBW in Bruchsal. Innenansicht des Kraftwerks. Quelle: r/ Uni Göttingen
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Göttingen

Die steigende Nachfrage nach Lithium vor allem für die E-Mobilität führt derzeit dazu, dass die Produktion von Lithium aus Anlagen der Tiefengeothermie diskutiert und vereinzelt bereits pilothaft umgesetzt wird – unter anderem im Oberrheingraben. Im neuen Verbundprojekt UnLimited wird die EnBW Energie Baden-Württemberg als Kooperationsführer gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Universität Göttingen sowie weiteren Partnern eine Pilotanlage im Geothermiekraftwerk in Bruchsal einrichten, heißt es in einer Pressemitteilung der Universität Göttingen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördere das Projekt vier Jahre lang.

Deutschland decke seinen Bedarf an Lithium bislang vollständig über Importe, doch die Nachfrage steige stetig, da Lithium-Ionen-Batterien auch für mobile und tragbare Anwendungen sehr gefragt seien. Das Projekt UnLimited („Untersuchungen zur Lithiumproduktion aus heißen Tiefenwässern in Deutschland“) setze sich zum Ziel, die notwendigen technischen und wirtschaftlichen Grundlagen für eine Lithiumproduktion aus heißem Tiefenwasser in Deutschland zu entwickeln.

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Alternativen für die Lieferkette

„Das in Bruchsal erbohrte Wasser ist mit rund 150 Milligramm Lithium pro Liter Wasser relativ reich an Lithium“, sagt Jochen Kolb, Professor für Geochemie und Lagerstättenkunde am Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT. Es werde nicht die bundesweit benötigte Menge liefern, doch diese heimische Produktion eröffne Alternativen für Lieferketten und reduzierte Umwelteinwirkung.

Vorteile seien „kurze Transportwege, Flexibilität gegenüber anderen Anbietern, Versorgungssicherheit und erweiterte Lieferketten“, so Kolb. „Wir nutzen den Rohstoff Geothermalwasser effizienter, und das hat den Nebeneffekt, dass es auch einen ökonomischen Boost für die Geothermie geben könnte.“ Im Geothermiekraftwerk Bruchsal, das die EnBW gemeinsam mit den Stadtwerken Bruchsal seit 2010 betreibt, wird Thermalwasser für Wärme und Strom gefördert und nach der thermischen Nutzung wieder in das Reservoir zurückgeführt. Mit dem Thermalwasserdurchsatz würden dabei überschlägig pro Betriebsjahr rund 800 Tonnen Lithiumchlorid ungenutzt gefördert und reinjiziert.

„Für die Abschätzung der Lithium-Ressource im geologischen Untergrund ist es essenziell, die Freisetzungsprozesse für Lithium im Geothermalreservoir und die Größe des Reservoirs zu kennen“, sagt Prof. Martin Sauter von der Abteilung Angewandte Geologie der Universität Göttingen. Um festzustellen, wie viel Lithium vorhanden ist, setzen die Wissenschaftler um Sauter Methoden ein, mit denen die hydrogeochemischen Vorgänge an der Grenze von Festgestein zu zirkulierendem Fluid untersucht werden.

Dazu wird insbesondere die Verteilung der stabilen Isotope des Lithiums herangezogen. Über Markierungsversuche werde die Reservoirgröße abgeschätzt. „Mathematische Modelle, die den reaktiven Stofftransportprozess im Reservoir nachbilden, lassen die zukünftige, langfristige Entwicklung der Reservoirproduktivität berechnen“, ergänzt Sauters Kollegin Dr. Bettina Wiegand von der Universität Göttingen.

Ziel sei, am Ende des Verbundprojekts im Pilotmaßstab Lithium aus Geothermalwasser bei gleichzeitigem Kraftwerksbetrieb zu gewinnen. Rund 30 bis 70 Liter Wasser würden pro Sekunde in den Kraftwerken des Oberrheingrabens nach oben gebracht. „Da wäre in rund 40 Minuten die Menge Lithium zum Beispiel für eine Tesla-Batterie zusammen“, erläutert Kolb, „in etwa zwei Minuten die Menge für ein E-Bike“. So könnte bei rund 8000 Betriebsstunden jährlich in der Geothermieanlage in Bruchsal eine Lithiummenge gewonnen werden, die ausreichend ist für die Produktion von etwa 20 000 Batterien.

Von red/ve