Lithiumförderung am Rhein Zwischen Erdbebengefahr und Goldgräberstimmung
Lithium ist der Rohstoff der Energiewende - und am Oberrhein lagern Europas größte Vorkommen. Diese sollen mithilfe von Tiefenbohrungen gefördert werden. Doch Anwohner sorgen sich vor Erdbeben.
Warum ist Lithium so wichtig?
Das Metall ist in praktisch jedem Gegenstand, der einen wiederaufladbaren Akku hat. In einem Laptop stecken circa sechs Gramm, in Smartphones bis zu drei Gramm und in einem E-Auto-Akku zwischen zehn und 50 Kilogramm davon, je nach Größe. Weil Lithium für leichte Akkus derzeit unverzichtbar ist, ist es der Schlüsselrohstoff für die Energiewende. Denn für die E-Mobilität braucht man besonders leichte Akkus. Wollte man die gut 50 Millionen Verbrenner in Deutschland künftig alle durch E-Autos ersetzen, bräuchte man dafür schätzungsweise 500.000 Tonnen an Lithium. Zum Vergleich: Weltweit wurden 2021 insgesamt rund 100.000 Tonnen Lithium abgebaut. Die EU-Kommission geht davon aus, dass wir in Europa im Jahr 2050 gut 60-mal so viel Lithium wie heute benötigen.
Woher kommt Lithium bislang?
Lithium wird zum größten Teil in australischen Minen abgebaut und nach China verschifft. Fast der gesamte Rest kommt aus Südamerika. Im sogenannten Lithiumdreieck zwischen Chile, Argentinien und Bolivien schwimmt Lithium in Salzseen, die ausgetrocknet werden. Das verbraucht riesige Mengen an Wasser - in der Wüstenregion besonders problematisch. Von diesen Lieferungen aus dem Ausland sind wir in Deutschland heute völlig abhängig.
Wie soll Lithium am Oberrhein gefördert werden?
Im Oberrheingraben im Südwesten Deutschlands schwimmt ein riesiges Lithiumvorkommen tief unter der Erde in Thermalwasser - Schätzungen zufolge das größte Vorkommen Europas. Derzeit laufen Forschungsprojekte, um das Lithium aus dem Thermalwasser im industriellen Maßstab extrahieren zu können. In Zukunft soll das Oberrhein-Lithium umweltfreundlich und CO2-neutral gefördert werden. Denn mit dem heißen Thermalwasser sollen gleichzeitig Fernwärmenetze versorgt und Strom produziert werden.
Geothermieanlagen gibt es in vielen Regionen, wie hier im Heizkraftwerk Süd in München.
Um an das Thermalwasser heranzukommen, braucht es Tiefengeothermie-Anlagen. Eine hydrothermale Geothermie-Anlage besteht aus zwei Bohrungen: Eine Bohrung geht üblicherweise zwischen 2000 und 5000 Metern in die Tiefe und pumpt das Thermalwasser an die Erdoberfläche. Über Wärmetauscher kann damit ein Fernwärmenetz versorgt werden und über Dampfturbinen Strom erzeugt werden - mit dem dann die Pumpanlage und die Lithium-Extraktion betrieben werden können. Das abgekühlte Thermalwasser wird über eine zweite Bohrung in dem geschlossenen System wieder in den Untergrund geleitet.
In Zukunft soll vorher das Lithium aus dem Thermalwasser gewonnen werden. Dafür wird das Wasser durch Tanks geleitet, die mit einem Bindemittel die Lithium-Ionen einfangen. Die Lithium-Ionen müssen danach ausgewaschen werden. Das Ergebnis ist Lithiumchlorid. In einem Elektrolyseverfahren wird das in Lithiumhydroxid umgewandelt. In dieser Form kann das Lithium verkauft werden.
Warum gibt es Widerstand?
Die Geothermie hat bei vielen Menschen im Südwesten keinen guten Ruf. Grund sind frühere Unfälle, die Schäden an Häusern verursacht haben. Ende 2006 löst ein Tiefengeothermie-Projekt in Basel ein Erdbeben der Stärke 3 aus. Bei dem Projekt wurde das petrothermale Tiefengeothermie-Verfahren angewendet. Dabei wird in das Grundgebirge, beispielsweise Granit, gebohrt und Wasser eingepresst. Das Wasser sprengt das Gestein auf, fließt durch die Risse und heizt sich auf. Durch eine zweite Bohrung wird das heiße Wasser an die Oberfläche gepumpt und zur Wärme- oder Stromerzeugung genutzt. Um neue Wasserwege zu erzeugen, braucht diese Methode zumindest kleine Erdbeben in der Tiefe.
Anders funktioniert die hydrothermale Methode: Weil dafür bereits vorhandene Wasserwege in der Tiefe genutzt werden, kann diese Methode zumindest in der Theorie ohne Erdbeben betrieben werden.
Ende 2019 kommt es in Vendenheim bei Straßburg zu einem Erdbeben, ausgelöst durch eine Tiefengeothermie-Anlage. Auch hier kommt die petrothermale Methode zum Einsatz. Die Arbeiten müssen durch behördliche Anordnung abgebrochen werden. Die Erde beruhigt sich trotzdem noch nicht. Mehrere Beben verursachen Schäden auf beiden Seiten des Rheins. Die Versicherung will für die Reparatur der Risse an den Häusern nur den Zeitwert ersetzen, das entspricht oft nur zehn Prozent der Reparaturkosten. Dagegen wehren sich die Geschädigten.
Das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg hat aus den Unfällen der Vergangenheit die Konsequenz gezogen, dass derzeit nur noch die hydrothermale Methode genehmigt wird. Trotz des Widerstands aus der Bevölkerung hat die Behörde auf dieser Basis Genehmigungen für den Bau neuer Tiefengeothermie-Anlagen am Oberrheingraben erteilt. In Rheinland-Pfalz hingegen sind weiterhin beide Verfahren zugelassen.
Wie könnte es weitergehen?
Unabhängig von Geothermie-Projekten ist der Oberrheingraben eine der wenigen erdbebengefährdeten Zonen Deutschlands. Nach Angaben von Experten kommt es zu hunderten kleineren Erschütterungen im Jahr, die oft so gering sind, dass sie nur von Messgeräten wahrgenommen werden. Ein weiterer Ausbau der Geothermie könnte für eine Zunahme sorgen. Allerdings setzen Betreiber und Behörden auf moderne Technik, um Erschütterungen, die zu Schäden an Gebäuden führen könnten, zu vermeiden.
Zum einen mit Hilfe der 3D-Seismik, einem Messverfahren, mit dem sich sie die Lage der Gesteinsschichten im Boden genau bestimmen lässt. So können präzise nur die Gesteinsschichten angebohrt werden, bei denen die Entstehung von stärkeren Beben sehr unwahrscheinlich ist. Extrem sensible Geosensoren sollen zudem den Verlauf der Bohrungen überwachen und dafür sorgen, dass die Arbeiten schon bei geringen Hinweisen auf ausgelöste Beben gestoppt werden.
Der Ausbau der Geothermie und damit auch der Lithiumgewinnung wird also weitergehen, denn längst nicht überall regt sich dagegen Widerstand. Allein das Unternehmen Vulcan Energie Ressourcen hat in der Region laut Geschäftsführer Horst Kreuter acht weitere Projekte in Arbeit. Verlaufen diese unproblematisch, könnte das auch Signalwirkung für die Regionen haben, in denen Projekte auf Eis gelegt sind, hofft Kreuter. Zudem gibt es weitere Projekte anderer Betreiber zur Lithium-Gewinnung durch Geothermie, so zum Beispiel von EnBW in Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie KIT, die bereits laufen.
Was sind die Chancen?
Gelingt es, das Verfahren zu etablieren und die Lithiumgewinnung auf das von Vulcan Energie Ressourcen angepeilte Niveau zu bringen, könnte zumindest Deutschland unabhängig von ausländischem Lithium werden. Inwieweit auch der europäische Markt davon profitieren könnte, ist noch nicht klar.
Neben den wirtschaftlichen Impulsen für die Region um den Oberrheingraben könnte heimisches Lithium ein wichtiger Faktor für den Auf- und Ausbau der deutschen und europäischen Batterieproduktion werden. Dazu haben sich zuletzt Politiker wie Frankreichs Präsident Emanuel Macron und der baden-württembergische Ministerpräsident Winfried Kretschmann eindeutig bekannt.
Zudem könnte das umweltschonende Abbauverfahren den umweltpolitischen Druck, den momentan auf der Lithiumgewinnung und damit auch auf der gesamten Elektromobilität lastet, mindern.