Lithium aus Deutschland kann bis zu 12 Prozent des Bedarfs decken

Mit bestehenden Geothermiebohrungen im Oberrheingraben könnte über mehrere Jahrzehnte zuverlässig Lithium gefördert werden, ohne dass diese Rohstoffquelle versiegt, wie aktuelle Datenanalysen von Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) zeigen. Allerdings ist die Spanne sehr groß.

„Theoretisch könnten bestehende Geothermiekraftwerke im Oberrheingraben und im Norddeutschen Becken zwischen zwei und zwölf Prozent des jährlichen Lithiumbedarfs in Deutschland decken“, erklärt Valentin Goldberg vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT, der dieses Potenzial gemeinsam mit einem Team auf Basis einer umfangreichen Datenanalyse berechnet hat.

Die Ergebnisse, die zunächst in der Fachzeitschrift „Energies“ veröffentlicht wurden, sollen etwas mehr Klarheit über die Länge der Förderung geben. Dass Lithium in der Geothermie-Sole im Oberrheingraben vorhanden ist, ist unbestritten – Unternehmen wie Vulcan Energy bereiten sich bereits auf eine Förderung vor. Unklar war bislang, wie lange eine Förderung möglich ist und wann diese Rohstoffquelle versiegen könnte.

Fabian Nitschke vom AGW erklärt den Hintergrund der Untersuchung: „Das im Wasser gelöste Lithium kommt in einem weitverzweigten Netzwerk aus Klüften und Hohlräumen im Gestein vor. Es ist aber nur punktuell über einzelne Bohrungen zugänglich“, so Nitschke. „Die Größe des Reservoirs hängt daher von der Wassermenge ab, die über die Bohrungen hydraulisch erschlossen werden kann.“ Um das Potenzial der Lithiumproduktion zu berechnen, mussten die Forschenden berücksichtigen, wie viel Wasser gefördert werden kann, welche Menge an Lithium dieses Wasser enthält und wie viel davon pro Zeiteinheit extrahiert werden kann.

Eine weiterer Punkt: Bei der Geothermie wird das Wasser dem Untergrund nicht dauerhaft entnommen, sondern über eine zweite Bohrung zurückgeführt. Da an der Oberfläche unter anderem die Lithiumsalze herausgefiltert werden, könnte die Lithiumkonzentration in der Tiefe verdünnt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Lithiumkonzentration in der Förderbohrung im ersten Drittel des Betrachtungszeitraums von 30 Jahren durch Verdünnung mit dem zurückgeführten Wasser zwischen 30 und 50 Prozent abnimmt. Danach nähert sie sich aber einem konstanten Wert an.

„Das ist auf das offene Kluftsystem zurückzuführen, das kontinuierlich frisches Tiefenwasser aus anderen Richtungen nachliefert“, sagt Nitschke. Basierend auf den Modellannahmen scheint eine kontinuierliche Lithiumförderung über Jahrzehnte möglich: „Im Grunde zeigt der Abbau dieser unkonventionellen Ressource einen klassischen Lagerstättenzyklus. Auch bei der Kohlenwasserstoffförderung oder im Erzbergbau ist die Ausbeute am Anfang am höchsten und nimmt dann allmählich ab.“

Für Thomas Kohl vom AGW, der die Forschung als Professor für Geothermie und Reservoir-Technologie am KIT leitet, sind die Forschungsergebnisse ein weiteres Argument für einen breiten Ausbau der Geothermie: „Wir wussten bereits, dass die Geothermie uns über Jahrzehnte grundlastfähige, erneuerbare Energie liefern kann. Unsere Studie zeigt nun, dass ein einziges Kraftwerk im Oberrheingraben zusätzlich bis zu drei Prozent des jährlichen deutschen Lithiumbedarfs decken könnte.“
kit.edu, mpdi.org, sciencedirect.com (Original-Publikationen)