Globale Lieferketten für Rohstoffe erweisen sich als brüchig. Lokale Quellen rücken in den Fokus von verarbeitender Industrie und Rohstoffunternehmen. Forscher der Fraunhofer IEG arbeiten gemeinsam mit Wirtschaft und Wissenschaft daran, Lithium aus Tiefenwässern des Norddeutschen Becken nutzbar zu machen. Ziel ist es, Verfahren zu entwickeln, die sowohl zuverlässig funktionieren als auch flexibel auf die Eigenschaften der lokale Sole anzupassen sind. Eine mobile, adaptive Pilotanlage testen sie nun im Verbundprojekt RoLiXX, welches mit rund 2,8 Millionen Euro vom BMFTR gefördert wird.
Lithium ist unter anderem zentral für Batterien von Elektroautos. Heimische Quellen könnten globale Lieferketten entlasten, die deutsche Auto- und Zulieferindustrie unabhängiger machen und zugleich mehr Wertschöpfung sowie Rohstoffsicherheit in Deutschland schaffen.
„Europa braucht eigene Quellen für strategische Rohstoffe. Mit RoLiXX zeigen wir, wie sich kritische Rohstoffe wie Lithium regional fördern lassen“, sagt Tilman Cremer, Projektleiter am Fraunhofer IEG. „Unser Ansatz setzt auf vorhandene Infrastruktur und auf Verfahren, die wirtschaftlich, effizient und nachhaltig sind. Mit der Erschließung der Lithiumvorkommen im Norddeutschen Becken könnte Deutschland in Zukunft eine zentrale Rolle bei der Deckung des deutschen und europäischen Bedarfs einnehmen.“
Das Projekt RoLiXX hat zwei Schwerpunkte. Im geologischen Teil geht es um die Fragen, mit welchen mineralogischen Phasen im Untergrund das Lithium assoziiert ist, unter welchen Bedingungen eine Freisetzung erfolgt und welche Rolle hydrothermale Prozesse, Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen und Gesteinsumformungen (Diagenese) dabei spielen. Die Antworten verbessern die Modelle, um die räumliche Verbreitung und die Anreicherung von Lithium in Thermalwässern im Norddeutschen Becken zu prognostizieren.
Lithium im Rotliegend
Im Mittelpunkt stehen die geologischen Strukturen des Rotliegend, einer rund 300 Millionen Jahre alte Gesteinsabfolge aus Sandsteinen und Vulkaniten in rund drei bis fünf Kilometern Tiefe. Im Norddeutschen Becken, jenseits der deutschen Mittelgebirge, gilt diese Schicht als besonders vielversprechend für lithiumhaltige Tiefenwässer. Durch die Nutzung von Proben und Daten aus bereits bestehenden Tiefbohrungen sollen Herkunft und Verteilung von Lithium im Rotliegend von der niederländischen zur polnischen Grenze erstmals systematisch analysiert und wissenschaftlich bewertet werden.
Der technische Teil des Projektes adressiert die Lithiumextraktion aus salzreichen Thermalwässern wie sie etwa auch in Geothermieanlagen zur Wärmeversorgung genutzt werden. Für die Energiewirtschaft entsteht so laut den Forschern eine neue Option: „Wärme aus der Tiefe und wertvolle Rohstoffe aus heimischen Quellen – effizient, nachhaltig und zukunftsorientiert.“ Zu den technischen Herausforderungen zählen Korrosion metallischer Werkstoffe sowie die Ausfällung störender Mineralien bei Druck- oder Temperaturänderungen, die den Betrieb von Extraktionsanlagen beeinträchtigen können. Ziel ist es, eine wirtschaftliche feststofffreie Lithiumextraktion ohne störende Ausfällungen zu realisieren.
Ebenfalls geht das Projekt auf die gesellschaftlich‑ökonomisch‑ökologischen Herausforderungen und Chancen ein und wird eine Nachhaltigkeitsanalyse erstellen, bestehend aus Ökobilanzierung, Forschung zur gesellschaftlichen Akzeptanz, einer regionalökonomischen Wirkungsanalyse sowie der Ableitung politischer Handlungsoptionen. Auf dieser Grundlage sollen robuste Rahmenbedingungen und Handlungsoptionen für zukünftige Projekte der heimischen Lithiumgewinnung aus dem Rotliegend entwickelt werden.
RoLiXX – „Rotliegend als Lithiumressource im Norddeutschen Becken – von der EXploration zur EXtraktion“ – ist ein vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördertes Verbundprojekt. Beteiligt sind neben der Fraunhofer IEG das GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung, die TU Berlin, das Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung sowie als industrielle Partner und Koordinator die Neptune Energy Innovations GmbH. Assoziierte Partner sind die Bundesanstalt für Materialforschung (BAM) und die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). Die Arbeiten zahlen direkt auf die Ziele des europäischen Critical Raw Materials Act ein, der eine sichere Versorgung mit strategischen Rohstoffen fordert. Gesamtfördervolumen über drei Jahre sind 2,8 Millionen Euro.
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