Angesichts der geopolitischen Spannungen, insbesondere des Konflikts im Iran, wird die Dringlichkeit einer diversifizierten Energie- und Rohstoffversorgung für Deutschland erneut deutlich. Besonders die Abhängigkeit von wichtigen Rohstoffen wie Kupfer und Lithium steht im Fokus. Diese beiden Metalle sind entscheidend für die Energiewende und die technologische Entwicklung, weshalb Projekte wie CuLiWell, initiiert vom Helmholtz-Forum Erde und Umwelt, von großer Bedeutung sind. Ziel dieses Projekts ist es, die gleichzeitige Gewinnung von Kupfer und Lithium aus geothermischen Fluiden des Norddeutschen Beckens zu erforschen.
Das Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien (IEG) spielt dabei eine zentrale Rolle. Dr. Katharina Alms, Expertin für Lithiumressourcen in geothermischen Flüssigkeiten, führt das Forschungsteam und präsentiert auf einem Workshop die technische, wirtschaftliche und regulatorische Machbarkeit des Vorhabens. Bei diesem Treffen kamen Wissenschaftler, Politiker, Vertreter der Industrie und Nichtregierungsorganisationen zusammen, um die Möglichkeiten der Ko-Extraktion dieser Rohstoffe zu diskutieren. Die Teilnehmenden analysierten das Potenzial der geothermischen Tiefenwässer, nicht nur Wärme zu liefern, sondern gleichzeitig auch wertvolle Rohstoffe zu fördern.
Die Abhängigkeit von Importen stellt eine erhebliche Verwundbarkeit dar. Kupfer und Lithium gehören zu den kritischen Rohstoffen, die für die Umsetzung der Energiewende unerlässlich sind. Lithium ist essenziell für die Herstellung von Batterien, während Kupfer eine zentrale Rolle in der Elektrifizierung spielt. Die derzeitige Situation, in der Deutschland nahezu vollständig auf Importe angewiesen ist, macht das Land anfällig für Preisschwankungen, instabile Lieferketten und geopolitische Risiken. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, hat die EU den Critical Raw Materials Act eingeführt. Dieser sieht vor, dass bis 2030 mindestens 10 % der strategischen Rohstoffe innerhalb Europas gefördert, 40 % verarbeitet und 25 % recycelt werden.
Ein vielversprechender Ansatz zur Reduzierung dieser Abhängigkeit liegt in der Nutzung des Norddeutschen Beckens. Diese Region, die sich von den Küsten der Nord- und Ostsee bis zu den Mittelgebirgen erstreckt, besitzt ein bedeutendes geothermisches Potenzial. In mehreren Kilometern Tiefe befinden sich poröse Gesteinsschichten, die heißes, salzhaltiges Wasser führen. Diese geothermischen Fluide können nicht nur Wärme liefern, sondern auch gelöste Rohstoffe wie Lithium und Kupfer enthalten, abhängig von der geologischen Beschaffenheit.
Das Konzept der gleichzeitigen Nutzung von Wärme und der Förderung von Rohstoffen könnte zu einer doppelten Ernte führen. Dr. Alms hebt hervor, dass die Permeabilität der Rotliegend-Formation ein limitierender Faktor für die Förderraten ist. Obwohl die vielversprechendsten Lithiumressourcen an den Rändern des Beckens liegen, sind diese oft mit niedriger Permeabilität verbunden. Daher könnte es notwendig sein, die Lithiumproduktion von der geothermischen Energiegewinnung zu entkoppeln und innovative Erschließungskonzepte zu entwickeln.
Die Herausforderungen bei der Förderung geothermischer Fluide sind jedoch nicht zu unterschätzen. Diese Fluide sind chemisch aggressiv und können Korrosion und Ablagerungen in den Anlagen verursachen. Zudem muss die Abtrennung der kritischen Rohstoffe selektiv, stabil und umweltverträglich erfolgen. Das Forschungsteam arbeitet daher an neuen Methoden zur Extraktion und an korrosionsbeständigen Materialien, die die Stabilität der Anlagen gewährleisten sollen. Für die Umsetzung sind Demonstrationsanlagen, standortspezifische Daten, integrierte Lebenszyklusanalysen und ein umfassendes Monitoring der Umweltwirkungen erforderlich. Dabei müssen auch potenzielle Risiken, wie induzierte Seismik, berücksichtigt werden.
Am 7. Mai wird Dr. Alms die aktuellen Ergebnisse der Studien auf der Frühjahrstagung des Fachbereichs Geo-Energiesysteme und Untertagetechnologien in Münster vorstellen. Dabei wird sie die Lithiumpotenziale geothermischer Systeme im Norddeutschen Becken thematisieren.
Insgesamt zeigt sich, dass die gleichzeitige Förderung von Kupfer und Lithium aus geothermischen Quellen eine vielversprechende Strategie zur Verringerung der Abhängigkeit von Importen darstellt. Die Entwicklungen in diesem Bereich könnten nicht nur zur Rohstoffsicherheit Deutschlands beitragen, sondern auch einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten.
