Wie viel Gramm – oder Kilogramm – Lithiumhydroxid aus der stark salzhaltigen Sole aus den Tiefen des Oberrheingrabens gewonnen wurden, verrät das deutsch-australische Startup Vulcan Energy zwar nicht. Aber immerhin: Die Qualität soll die Anforderungen der Batteriehersteller mit einem Reinheitsgrad von 57,1 Prozent deutlich übertreffen – handelsüblich sei ein Lithium-Gehalt von 56,5 Prozent. Entsprechend stolz äußert sich das Unternehmen in einer Pressemitteilung. Immerhin ist damit der Nachweis gelungen, dass die von Vulcan Energy entwickelte klimafreundliche Methode der Lithiumelektrolyse prinzipiell funktioniert.
Vulcan Energy hat sich zum Ziel gesetzt, ab 2025 Lithium im industriellen Maßstab mithilfe von Geothermie erzeugen und damit die Lithiumextraktion zu „revolutionieren“. Bislang wird das für die Herstellung von Hochleistungsakkus erforderliche und bislang unersetzliche Lithium entweder bergmännisch oder – in den Hochebenen der Anden – durch Förderung von stark salzhaltiger Sole aus der Tiefe und Verdunstung unter der Sonne gewonnen.
Lithium durch Filterung von Thermalwasser
Im Rahmen seines seines ZeroCarbonLithiumTM-Projektes will die in Karlsruhe beheimatete deutsche Tochter von Vulcan beweisen, dass Lithium auch umweltschonender gewonnen werden kann – durch die Sorptionsmethode, durch die Gewinnung von Lithiumchlorid aus Thermalwasser mithilfe anorganischer Filter.
Vulcan will das stark salzhaltige Thermalwasser aus den Tiefen des Oberrheingrabens nach oben befördern, um das enthaltene Lithium herauszufiltern, aber auch um damit Strom zu erzeugen und Gebäude zu heizen. Anschließend wird das Wasser zurück in die Tiefe gepumpt. Illustration: Michal Bednarski
Erprobt wird die geothermische Methode seit April vergangenen Jahres in einer Pilotanlage im südpfälzischen Erxheim-Insheim – Vulcan hat dort ein früheres Geothermiekraftwerk zur Stromerzeugung von Pfalzwerke Geofuture übernommen. „Wir nutzen für die Lithiumextraktion eine seit Jahrzehnten kommerziell erprobte und bewährte Sorptionsmethode, die ein sehr reines Lithiumchlorid erzeugt. Mit mehr als eineinhalb Jahren Praxiserfahrung, konnten wir die Ergebnisse unserer Pilotanlage stetig optimieren. Mittlerweile konnten darüber hinaus genügend Daten gesammelt werden, um die Phase 1 unserer endgültigen Machbarkeitsstudie (DFS) planweise im ersten Quartal 2023 abzuschließen“, sagte Vulcan-Geschäftsführer Horst Kreuter zum aktuellen Stand des ehrgeizigen Projekts.
Autoindustrie wartet bereits
Nach Angaben von Vulcan wurde in der Pilotanlage Lithiumchlorid mit Hilfe eines Sorptionsmittels extrahiert und mit Wasser zurückgewonnen. An einem anderen Standort sei es von einem Drittanbieter gereinigt und konzentriert worden. Die Lösung sei anschließend kristallisiert worden, um Lithiumhydroxid-Monohydrat in Batteriequalität herzustellen.
Jetzt muss das Ganze nur noch in großtechnischem Maßstab funktionieren. Und zwar möglichst bald. Denn Vulcan hat bereits mit zahlreichen Autoherstellern und Batterieherstellern feste Abnahmeverträge geschlossen, darunter Volkswagen, Renault und die Stellantis-Gruppe. Angepeilt wird eine Produktionsmenge von 40.000 Tonnen Lithiumhydroxid. Das würde für die Produktion von etwa einer Million Elektroautos ausreichen. Allerdings ist noch ungewiss, ob tatsächlich derart große Mengen per Geothermie gewonnen werden können – und ob sich der Prozess rechnet. Nach zwei Studien des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sei bei einer „optimistischen Abschätzung“ in Deutschland durchaus eine „jährliche Produktion von ungefähr 2.600 bis 4.700 Tonnen Lithiumkarbonat-Äquivalent“ möglich. Aber nur, wenn alle relevanten Geothermiestandorte im Land mit entsprechenden Anlagen ausgerüstet werden“ – und die Förderung breite gesellschaftliche Akzeptanz finde.