Die gleichzeitige Nutzung von Wärme und kritischen Rohstoffen aus geothermischen Anlagen im Norddeutschen Becken stellt eine innovative Lösung dar, um den Herausforderungen der Energiewende und der Rohstoffversorgung zu begegnen. Ein gemeinsames Papier mehrerer Forschungsinstitute der Helmholtz-Gemeinschaft, geleitet von Prof. Dr. Simona Regenspurg vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung, beleuchtet die Möglichkeiten zur Extraktion von Lithium und Kupfer aus Thermalwässern. In dieser Untersuchung werden sowohl die Machbarkeit als auch die wirtschaftlichen Aspekte dieser Technologie betrachtet und zukünftige Forschungsbedarfe identifiziert.
Die Notwendigkeit, die Energieversorgung auf CO2-arme Alternativen umzustellen, ist in der heutigen Gesellschaft dringlicher denn je. Die gleichzeitige Gewinnung von Wärme und kritischen Rohstoffen aus geothermischen Anlagen könnte eine vielversprechende Lösung dafür sein. Gerade im Norddeutschen Becken, das geologisch geeignete Bedingungen aufweist, könnte diese Methode eine effiziente und nachhaltige Energiequelle darstellen. Die Studie, die im Fachjournal Geothermics veröffentlicht wurde, fasst den aktuellen Stand der Forschung zusammen, analysiert die wirtschaftlichen Potenziale und definiert fünf entscheidende Erfolgsfaktoren für die Implementierung.
Die Forderung nach kritischen Rohstoffen, vor allem Lithium und Kupfer, ist in den letzten Jahren gestiegen. Diese Materialien sind entscheidend für moderne Technologien und die Transformation zu einer nicht-fossilen Energieversorgung. Der weltweite Bedarf an Lithium wird bis 2040 voraussichtlich um das Vierzigfache ansteigen, während die Nachfrage nach Kupfer ebenfalls signifikant wächst. Diese Rohstoffe sind für die Elektrifizierung, digitale Infrastruktur und die Entwicklung von Energiespeicherlösungen unerlässlich. Gleichzeitig wird die Versorgungssicherheit durch geopolitische Spannungen und die Abhängigkeit von wenigen Förderländern bedroht. Daher ist es entscheidend, die heimische Produktion auszubauen und alternative Quellen zu erschließen.
Die Ko-Förderung von geothermischer Energie und kritischen Rohstoffen ist ein aufkommender Trend, der in der Wissenschaft und Industrie zunehmend Beachtung findet. Tiefe Thermalwässer enthalten häufig wertvolle Rohstoffe, und die geothermische Technologie ermöglicht es, diese nicht nur zur Wärmeerzeugung, sondern auch zur Rohstoffgewinnung zu nutzen. Dies könnte die Wirtschaftlichkeit von geothermischen Projekten erhöhen, die bislang aufgrund hoher Investitionskosten nur schwer rentabel sind. Prof. Dr. Regenspurg hebt hervor, dass die gleichzeitige Extraktion von Wärme und Rohstoffen neue Wertschöpfungsketten schaffen könnte und somit die lokale Wirtschaft stärken kann.
Die Forschung konzentriert sich auf das Norddeutsche Becken, das aufgrund seiner geologischen Beschaffenheit und der vorhandenen Thermalwässer großes Potenzial bietet. Aktuell gibt es dort bereits mehrere Forschungs- und kommerzielle Standorte, und viele weitere Projekte sind in Planung. Die geologischen Daten zeigen, dass in tiefen Sandsteinschichten Lithium-Konzentrationen von bis zu 600 Milligramm pro Liter möglich sind. Erste Schätzungen weisen auf ein Gesamtpotenzial von bis zu 26,5 Millionen Tonnen Lithium hin, das aus diesen geothermischen Quellen gewonnen werden könnte.
Um die Vorteile dieser Technologie zu realisieren, müssen jedoch technische und wirtschaftliche Herausforderungen überwunden werden. Die Entwicklung umweltschonender, kosteneffizienter Fördertechnologien ist essenziell, da die geothermischen Flüssigkeiten oft hochsalzig und komplex sind. Zudem ist die Integration der verschiedenen Prozesse entscheidend, um eine rentable und nachhaltige Gewinnung von Wärme und Rohstoffen sicherzustellen. Dazu müssen Fragen zur geologischen Eignung, zur Förderrate des Lithium-reichen Wassers und zur Umweltverträglichkeit geklärt werden.
Die Autoren des Perspektivenpapiers identifizieren fünf Schlüsselfaktoren, die für den wirtschaftlichen Erfolg der Ko-Extraktion von Wärme und kritischen Rohstoffen entscheidend sind. Dazu zählen die geologischen Eigenschaften der Lagerstätten, die Förderrate, die Effizienz der Extraktionsmethoden sowie die gesellschaftliche Akzeptanz und die Genehmigungsfähigkeit umweltschonender Verfahren.
Insgesamt zeigen die bisherigen Ergebnisse, dass die gleichzeitige Gewinnung von Wärme und kritischen Rohstoffen aus geothermischen Anlagen ein enormes Potenzial hat. Dennoch sind weitere Demonstrationsprojekte notwendig, um die technischen und wirtschaftlichen Machbarkeiten zu validieren. Die Ergebnisse dieser Studie könnten einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung und Rohstoffsicherung in Deutschland leisten und die Abhängigkeit von importierten Rohstoffen verringern.
