https://www.faz.net/-gwz-a05gz

Akku-Rohstoff : Der Schatz am Oberrhein

Schwimmt sogar in Öl: Lithium ist das leichteste der Metalle. In der Natur finden sich nur seine Salze. Bild: mauritius images / Science Sourc

Lithium braucht die Welt, wenn sie smart werden und mobil bleiben will. Heute wird das Metall vor allem aus Salzseen in den Anden gewonnen. Nun will eine Firma es in Deutschland fördern.

          7 Min.

          Lithium ist die Zukunft. Ohne Lithium wird weder die Energie- noch die Verkehrswende gelingen. Das leichteste aller unter Normalbedingungen festen Elemente soll die Welt retten, also das Klima – und die Automobilindustrie. Denn es wird dringend für Akkus der Elektroautos gebraucht, und die Nachfrage nach diesen dürfte bald stark ansteigen. Am Mittwoch hat die Bundesregierung beschlossen, Käufern ihre Anschaffung mit mehreren tausend Euro Prämie zu versüßen. Nun wird Lithium heute überwiegend in Südamerika, China und Australien gewonnen, die deutsche Industrie ist also von Importen abhängig. Obendrein reichen jene Vorkommen nicht, sollte irgendwann alle Welt elektrisch fahren. Allein achtzig Kilogramm Lithium sind in einem Tesla Model S verbaut. Auf die Automobilindustrie kommt hier ein Problem zu.

          Andreas Frey
          Freier Autor in der Wissenschaft der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Eine Lösung könnte eine kleine Firma bieten, die sich in Karlsruhe niedergelassen hat. „Vulcan Energie“ wurde vor zwei Jahren in Australien gegründet. Ihr Plan: im Herzen Europas Lithium zu fördern.

          Lithiumhaltiges Wasser aus der Tiefe

          Etwas versteckt in einer Karlsruher Sackgasse, gleich hinter dem Kaiser-Wilhelm-Denkmal, liegt der kleine, aber schicke Firmensitz: viel Glas, viel Minimalismus. Horst Kreuter ist Geschäftsführer und Francis Wedin Vorstandschef. Wedin stammt aus einer Bergbaufamilie, der Vater Schwede, die Mutter Engländerin. Für einen Manager im Mining-Business eher unüblich, hegt er Sympathien für Greta Thunberg. Vulcan Energie möchte Lithium fördern, ohne CO₂ in die Luft zu blasen. „Wir wollen der weltweit erste Produzent von ,Zero Carbon Lithium‘ werden“, sagt Wedin. Den Begriff hat er sich schützen lassen. Auch sonst verspricht er, das süddeutsche Lithium fair und ohne Umweltfolgen zu fördern.

          Möglich machen soll das die Geothermie. Denn in dem salzhaltigen Thermalwasser, das in solchen Anlagen an die Erdoberfläche geholt wird, steckt nicht nur Wärme, sondern auch Lithiumcarbonat. Bislang wird es zusammen mit dem Wasser, in dem es gelöst ist, zurück in die Tiefe gedrückt. „Wir wollen der Sole das Lithium entziehen, bevor es zurückgepumpt wird“, sagt Wedin. Erste Tests laufen in einer bereits bestehenden Geothermieanlage am Oberrhein.

          Demnächst Lithiummine? Das Geothermiekraftwerk in Insheim
          Demnächst Lithiummine? Das Geothermiekraftwerk in Insheim : Bild: euroluftbild.de/Werner Riehm

          Das Verfahren, mit dem das Lithiumcarbonat aus der heißen Lauge gewonnen werden soll, muss sich in der Geothermie allerdings erst noch bewähren. Direkte Lithium-Extraktion nennen es die beiden Unternehmer in Karlsruhe. Es besteht aus zwei Stufen, erklärt Horst Kreuter: Zunächst wird die Sole aus dem Untergrund in einem Absorber so lange gefiltert, bis nur noch Wasser und gelöstes Lithiumsalz übrig bleiben. Anschließend wird Wasser verdampft, um die Konzentration des Lithiums zu erhöhen. Den letzten Schritt übernimmt dann ein Ionenaustauscher. Am Ende erhält man auf diese Weise Lithiumhydroxid, das direkt an die Akkufabrikanten geliefert werden kann. Neunzig Prozent des Lithiums wollen Kreuter und Wedin damit aus der Sole herausbekommen, noch in diesem Jahr soll eine erste Pilotanlage im pfälzischen Insheim in Betrieb gehen. Die Frage ist nur: Funktioniert das rentabel?

          Francis Wedin jedenfalls gerät ins Schwärmen, wenn er über den Oberrhein spricht. Die Region sei die heißeste in Mitteleuropa, pro hundert Meter steigt die Temperatur hier um bis zu acht Grad. So stößt man schon in weniger als 2000 Meter Tiefe auf ausreichend heißes Wasser. Daher rentiere sich die Gewinnung von Wärme und elektrischer Energie, denn je tiefer eine Bohrung, desto teurer.

          Zehn Mal mehr als sonst in Thermalwässern

          Mehr als über die Hitze im Oberrheingraben spricht Wedin aber über das Lithium. Es handele sich um eines der größten Vorkommen der Welt. Ein Liter Thermalwasser enthalte im Schnitt 181 Milligramm Lithiumcarbonat. Das sei mehr als das Zehnfache dessen, was man üblicherweise in hydrothermalen Quellen finde. Der Wert sei ähnlich hoch wie im derzeit einzigen vergleichbaren Projekt im kalifornischen Salton Sea. Hinzu kommt ein weiterer Vorteil des Oberrheingrabens. Hier ist nicht nur der Lithiumgehalt hoch, sondern auch die Fördermenge: Achtzig bis hundert Liter Thermalwasser schießen pro Sekunde nach oben, umgerechnet kämen mit diesem Verfahren in einem Werk pro Jahr 400 Tonnen Lithium zusammen.

          Zum Vergleich: Weltweit wurden 2018 etwa 95.000 Tonnen Lithium gefördert, davon 58.000 Tonnen in Australien. Mehr als die Hälfte davon geht nach Angaben des US Geological Service, der amerikanischen Rohstoffbehörde, in die Produktion von Batterien. Je nach Anstieg des Verkaufs von E-Autos könnten in zehn Jahren bis zu 240.000 Tonnen pro Jahr benötigt werden, im Jahr 2050 sogar über eine Million Tonnen. „Der Abbau zieht stark an“, sagt Matthias Buchert vom Öko-Institut in Darmstadt. Die Hersteller hätten ein großes Interesse, E-Autos zu verkaufen, weil nun strengere CO₂-Werte eingehalten werden müssen.

          Nur eine Marketing-Aktion für die Geothermie?

          Glücklicherweise ist Lithium kein seltenes Element. In der Erdkruste ist es seltener als Kupfer, aber häufiger als Blei. Die weltweiten zugänglichen Vorkommen schätzen Geologen auf 50 Millionen Tonnen. Davon könnten am Oberrhein rund 14 Millionen Tonnen liegen, glaubt man bei Vulcan Energie. Das wäre mehr als die Hälfte der Vorkommen in Nord- und Südamerika, dem bislang größten Markt. Schon sprechen Kreuter und Wedin vom Oberrheingraben als dem „Lithium Valley“. Die größten Vorkommen vermuten sie in einem 150 Kilometer langen Streifen von der Ortenau bis zur Südpfalz. Im Süden Straßburgs hat ein französisches Konkurrenzprojekt ebenfalls vor, Lithium fördern. Fonroche Energie könnte noch in diesem Jahr im Elsass die erste Versuchsanlage bauen.

          Lithium Valley ist der Traum. Doch leider gibt es auch die Wirklichkeit. Und in dieser ist bislang noch kein Gramm Lithium am Oberrhein mit der neuen Technik gewonnen worden. Vielmehr schlummert die ganze Geothermiebranche seit zwanzig Jahren im Dornröschenschlaf, obwohl ihr einst eine große Zukunft vorhergesagt wurde. Da liegt der Verdacht nicht fern, die Geothermiebranche könnte das Lithium ins Spiel gebracht haben, um die Erdwärmeenergie zu pushen.

          Nicht auf dem Schirm gehabt

          Ingrid Stober, Geologin an der Universität Freiburg, würde das so nicht formulieren. Grundsätzlich hält sie die Geothermie und auch die mögliche Gewinnung von Lithium für eine tolle Idee. Doch skeptisch ist sie: Das Verfahren zur Lithiumgewinnung aus Thermalquellen sei noch nicht etabliert, sagt sie, zudem sei es viel zu früh, abzuschätzen, ob es überhaupt wirtschaftlich sei. „Am Ende schadet es der Geothermie, weil man den Menschen Dinge verspricht, die noch gar nicht möglich sind.“ Stober ist daher dafür, zunächst die Geothermie richtig zu etablieren, denn die sei eine ebenso sichere wie saubere Technologie, die das Klima schont und Wärme liefert. Und doch ist die Aufregung in der Branche groß. „Dass es Lithium mitten in Europa gibt, habe ich lange so nicht auf dem Schirm gehabt“, sagt Michael Schmidt, Geologe bei der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Potsdam. Bis 2017 habe sich alles um Australien und Südamerika gedreht, niemand hätte ernsthaft das Potential von Thermalwässern geprüft, weil es wahrscheinlich zu teuer ist. Die Europäer fragten sich lange Zeit nur, wie sie an den Rohstoff herankommen, und nicht, ob sie selbst welchen haben. Denn dass es Lithium tief unten im Oberrheingraben gibt, ist Eingeweihten schon seit den Achtzigern bekannt.

          Michael Schmidt war jedenfalls „sehr überrascht“. Aber nicht nur von dem Potential der Förderung, sondern von der „Wahnsinnsdynamik“, die seit dem verrückten Sommer von 2018 herrsche. Es brauchte eine Dürre, Greta und viele junge Menschen, bis die Wirtschaft begann, das fossile Zeitalter hinter sich zu lassen. „Noch vor drei Jahren hätte ich es nicht für möglich gehalten, dass Tesla ein Werk in Brandenburg baut“, sagt Schmidt. Jetzt wollen die Automobilhersteller plötzlich alle elektrisch werden. Und so entstehen neue Werke und Batteriefabriken. Namhafte Hersteller wie BASF, VW, PSA, LG und Farasis investieren in Europa – und die Liste wird immer länger. „Europa entwickelt sich gerade zum größten Markt der Welt“, sagt Schmidt.

          Lithium und die Umwelt

          Den Autobauern kommen Projekte wie Vulcan Energie daher gerade recht. Sie müssen nach den Skandalen der vergangenen Jahre ihr Image aufpolieren. Umwelt- und Klimaschutz sind Trend, daher sollten Rohstoffe möglichst grün, fair und auf kurzen Wegen zu beschaffen sein. „Diese Themen werden eine massive Rolle in der Vermarktung von E-Autos spielen“, prognostiziert Schmidt. Und bislang ist die Gewinnung von Lithium weder eine saubere noch klimafreundliche Angelegenheit. Geologen unterscheiden primäre von sekundären Lagerstätten, der Aufwand ist in beiden Fällen immens. Denn das Leichtmetall mit der Konsistenz von Schnittkäse ist überaus reaktionsfreudig, weswegen es elementar nicht vorkommt. Nur an knochentrockener Luft behält metallisches Lithium seinen silberweißen Schimmer. Sekundäre Lagerstätten beinhalten vor allem Lithiumsalze, die aus dem Gestein gelöst wurden. Sie kommen in großen Salzseen vor, etwa der chilenischen Atacama-Wüste, wo der Lithiumanteil 0,16 Prozent beträgt, den höchsten bekannten Wert. Der Abbau ist allerdings sehr umstritten, weil dazu Unmengen von Wasser in vollariden Gebieten verbraucht werden. Zudem ist die Förderung nicht klimaneutral.

          Noch dreckiger und klimaschädlicher sind primäre Lagerstätten, damit ist der klassische Bergbau gemeint. Australien, Kanada und China fördern auf diese Weise das Ganggestein Pegmatit, in dem seltene Minerale wie Spodumen enthalten sind, ein Lithiumerz. Im östlichen Erzgebirge und in einem stillgelegten Stollen in Österreich wird daher überlegt, diese Erze ebenfalls zu schürfen. Doch der Bergbau verursacht hohe Kosten und jede Menge CO₂, denn dazu muss man Gesteine aufbrechen, mahlen, erhitzen.

          „Es braucht Mut, in solche Methoden zu investieren“

          Dass man allerdings mit der Tiefengeothermie in absehbarer Zeit genügend Lithium fördern kann, um damit mehrere Großbetriebe zu versorgen, ist zunächst unwahrscheinlich. BGR-Geologe Michael Schmidt hält es aber immerhin für möglich, dass am Oberrhein in Zukunft Lithium großtechnisch gewonnen wird. In welcher Größenordnung das geschehen könnte, darüber entscheiden am Ende Investoren, meint er. „Es braucht einfach Mut, um in eine solche Methode zu investieren“, sagt Schmidt. Erst dann könnte ein Stein ins Rollen gebracht werden, der nebenbei auch die Geothermie aus ihrem Dornröschenschlaf weckt. Grundlastfähige Energie, Wärme und jetzt auch noch Lithium – wenn der Geothermie damit nicht der große Durchbruch gelingt, dann wohl gar nicht mehr.

          Doch das größte Hindernis steht den Befürwortern erst noch bevor: die Akzeptanz in der Bevölkerung. Nach Gebäudeschäden und Erdbeben infolge von Geothermieaktivitäten in Landau, Basel und Staufen reagieren viele Bewohner im Südwesten schon auf das Wort Geothermie allergisch, zahlreiche Bürgerinitiativen haben sich gegründet, die Erdwärme konsequent ablehnen. Die Angst vor Eingriffen in den Untergrund kann solche Projekte kippen, bevor sie beginnen.

          „Bürgerinitiativen lehnen uns grundsätzlich ab“

          Solche Vorbehalte kennt man auch bei Vulcan Energie in Karlsruhe. Geschäftsführer Horst Kreuter ist seit über zwanzig Jahren in der Branche. Bei manchen Anwohnern beißt er mit dem Projekt auf Granit. „Bürgerinitiativen lehnen uns grundsätzlich ab“, sagt er. „Die können wir nicht überzeugen.“ Er versucht nun, die breite Bevölkerung in Baden und der Pfalz zu erreichen, um sie von dem Potential seines Projekts zu überzeugen. Die Angst vor Erdbeben hält er jedenfalls für unbegründet, die Branche habe aus den Vorfällen in Landau gelernt. So achten die Betreiber darauf, dass das geförderte Thermalwasser mit geringerem Druck in den Boden injiziert wird. Zudem werde der Untergrund eines Standorts heute deutlich genauer untersucht, bevor die Bohrungen beginnen.

          Vulcan Energie hat offensichtlich keine Zeit zu verlieren. Das zuständige Bergbauamt in Freiburg bestätigt, dass mehrere Explorationsuntersuchungen genehmigt wurden, jetzt möchte die Firma mögliche Standorte untersuchen, um einen Arbeitsplan auszuarbeiten. Das geschieht meist vom Schreibtisch aus, die Firma profitiert davon, dass kein Grabensystem der Welt so gut untersucht ist wie das am Oberrhein. In drei Jahren, so der Plan, soll das erste Lithiumcarbonat aus dem Graben gefördert werden. Dann sollen nach und nach neue Geothermieanlagen in Betrieb gehen. „2024 wollen wir mit voller Kapazität arbeiten“, sagt Francis Wedin. Die Zukunft soll so schnell wie möglich beginnen.

          Weitere Themen

          Topmeldungen

          Bundesgesundheitsminister Jens Spahn (CDU)

          Gesundheitsminister-Bericht : Spahn plant Maskenpflicht bis 2022

          Mindestens bis zum Frühling will die Bundesregierung die Maskenpflicht aufrechterhalten. Gratistests sollen im Herbst entfallen und für Ungeimpfte könnten „erneut weitergehende Einschränkungen notwendig werden“.

          Druck auf Sportler : Die Stärke der Verletzlichen

          Der Druck, der auf den Stars dieser Spiele lastet, ist so sichtbar wie nie zuvor. Athletinnen und Athleten zeigen: Auch wer verletzlich ist, kann erfolgreich sein. Das könnte der Anfang eines Kulturwandels sein.

          Newsletter

          Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
          Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.