Ionenpumpe Umweltfreundliche Lithiumgewinnung in Deutschland

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Eine innovative Ionenpumpe soll es ermöglichen, Lithium in Deutschland umweltfreundlich aus Thermalsole zu extrahieren. Einsatzorte wären geothermischen Quellen im Oberrheingraben.

Experten sind sich einig: keine Energiewende ohne Lithium. Der Bedarf an diesem Schlüsselrohstoff wird bis 2030 wahrscheinlich um das Sechsfache steigen. Deutschland und Europa sind jedoch stark von Importen aus Australien, Südamerika und China abhängig. Eine klimafreundliche Alternative bietet die Lithiumgewinnung aus geothermischen Quellen im Oberrheingraben, einer der vielversprechendsten Regionen für diese Technologie. Hier bietet sich die Möglichkeit, Deutschlands Energieunabhängigkeit zu stärken und Umweltbelastungen erheblich zu reduzieren.

Status quo der Lithiumgewinnung

Der herkömmliche Lithiumabbau aus Hartgestein oder Salzseen verursacht beträchtliche CO₂-Emissionen, benötigt große Wassermengen und schädigt die Umwelt ganz erheblich. Besonders problematisch ist der Abbau aus Salzseen in Südamerika, wo der Wasserverbrauch in ohnehin trockenen Regionen gravierende Folgen für die Umwelt und lokale Gemeinschaften hat. Auch der Transport des geförderten Lithiums um den halben Globus trägt zum CO₂-Fußabdruck bei.

Demgegenüber steht die geothermale Lithiumextraktion, die eine nachhaltige und regionale Alternative bietet. Hierbei wird lithiumhaltiges Thermalwasser aus großen Tiefen (drei bis fünf Kilometer) gefördert, das Lithium entzogen und die Sole zurückgeführt – ohne Landschaftszerstörung oder Grundwasserabsenkung.

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Das Projekt „Thermion“: Nachhaltige Lithiumgewinnung

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert deshalb das Projekt „Thermion“. Dabei arbeiten mehrere Partner aus Wissenschaft und Industrie an einer Technologie zur umweltfreundlichen Lithiumgewinnung aus geothermischen Quellen, unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE: Eine speziell entwickelte Ionenpumpe extrahiert hochselektiv Lithium direkt aus der Thermalsole, die anschließend nahezu unverändert in den natürlichen Kreislauf zurückgeführt wird. Dadurch werden Wasserressourcen geschont und unerwünschte chemische Rückstände vermieden. Ein zentraler Vorteil ist die Integration in bestehende Geothermieanlagen, die bereits Strom und Wärme liefern – es handelt sich also um eine Doppelnutzung, die Wirtschaftlichkeit und Rentabilität erheblich steigern kann.

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Ziel des Projekts ist die wissenschaftliche Bewertung der Lithiumvorkommen im Oberrheingraben sowie die Entwicklung einer effizienten und nachhaltigen Extraktionstechnologie. Die Ionenpumpe (EIP) arbeitet direkt im Thermalkreislauf bei 15 bis 20 bar und 70 °C. Eine gezielte Vorbehandlung minimiert Ablagerungen und umfassende geohydrologische Untersuchungen sollen die langfristige Wirtschaftlichkeit absichern. Ein Demonstrator soll den gesamten Prozess – von der Soleentnahme über die Extraktion bis zur Rückführung – praxisnah abbilden.

Langfristig könnten neben Lithium auch weitere Rohstoffe wie Cäsium, Rubidium oder Kobalt gewonnen werden. Das auf drei Jahre angelegte Projekt wird mit 2,6 Millionen Euro gefördert und könnte einen Meilenstein für die nachhaltige Rohstoffversorgung in Deutschland setzen.

Herausforderungen und Chancen für den Standort Deutschland

Die Lithiumressourcen im Oberrheingraben könnten Deutschlands Abhängigkeit von Importen verringern und gleichzeitig die europäische Batterieproduktion stärken. Dies würde nicht nur den Wirtschaftsstandort Deutschland unterstützen, sondern auch einen wichtigen Beitrag zur strategischen Rohstoffversorgung der EU leisten.

Um dieses Potenzial jedoch voll auszuschöpfen, sind technologische Weiterentwicklungen erforderlich, die wettbewerbsfähige Lithiumpreise ermöglichen. Notwendig sind zudem schnellere Genehmigungsverfahren für geothermische Projekte, damit die Technologie zügig skaliert werden kann. Das von der Ampel-Regierung diskutierte Geothermie-Beschleunigungsgesetz ist in diesem Zusammenhang ein positiver erster Schritt und sollte von der neuen Bundesregierung schnellstmöglich verabschiedet werden.

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Ein entscheidender Faktor ist die gesellschaftliche Akzeptanz, die durch transparente Kommunikation und eine enge Einbindung der Bevölkerung gefördert werden sollte. Nur wenn diese Aspekte berücksichtigt werden, kann die geothermale Lithiumgewinnung zu einer tragfähigen Säule der nachhaltigen Rohstoffversorgung in Deutschland werden.

Zukunft der Lithiumgewinnung in Deutschland

Mit innovativen Technologieentwicklungen, wie sie im Thermion-Projekt vorgesehen sind, kann Deutschland zum Vorreiter in der nachhaltigen Lithiumgewinnung werden. Durch die Verbindung von erneuerbarer Energieerzeugung und Rohstoffgewinnung entsteht eine Win-win-Situation für Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft. (dm)

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