Forschungsinstitute in Deutschland und Chile untersuchen das Potenzial zur Gewinnung von Lithium und anderen Mineralien sowie Trinkwasser aus Solen, die in der Geothermie verwendet werden. Das Konzept könnte die Umweltauswirkungen des Bergbaus im Norden Chiles deutlich reduzieren. Das Projekt hat eine Demonstration der Technologie an einem Geothermiekraftwerk in Westdeutschland aufgebaut und arbeitet daran, optimale Standorte in Chile für die weitere Entwicklung zu identifizieren.
Die Verfügbarkeit bestimmter Materialien und die Umweltauswirkungen ihres Abbaus stellen eine große Herausforderung dar, um die Ziele der Dekarbonisierung und des Einsatzes erneuerbarer Energien in mehreren Regionen zu erreichen und sicherzustellen, dass die Energiewende zu erneuerbaren Energien so nachhaltig wie möglich gestaltet wird.
Lithium, ein wesentliches Material für die Energiespeicherung und viele andere Anwendungen, steht im Mittelpunkt dieser Debatte. Im Norden Chiles, wo ein Großteil des weltweiten Lithiums produziert wird, treten in einer der trockensten Regionen der Welt bereits Probleme mit dem hohen Wasserverbrauch auf. Und diese müssen angegangen werden, damit die lokale Bevölkerung nicht darunter leidet.
Ein von der Bundesregierung gefördertes Projekt erforscht einen neuen Ansatz, der die geothermische Stromerzeugung, die Gewinnung von Lithium und anderen wertvollen Mineralien sowie die Gewinnung von sauberem Trinkwasser kombiniert. „Die Nutzung der begrenzten Süßwasserressourcen im Norden Chiles für den Bergbau führt regelmäßig zu Konflikten mit der lokalen Bevölkerung“, sagt Thomas Kohl vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – eines der am Projekt beteiligten deutschen Forschungsinstitute. „Mit einer neuartigen Anlage ist es nicht nur möglich, klimafreundlich Strom zu erzeugen, sondern gleichzeitig auch Trinkwasser und sogar Mineralien zu gewinnen.“
neuer Prozess
Das Konzept beginnt mit der Gewinnung von Erdwärme – Sole wird mit hohen Temperaturen aus dem Erdreich gepumpt und zur Stromerzeugung genutzt. Anschließend durchläuft die Sole zwei Konzentrationsphasen, wobei Trinkwasser und Sole mit Mineralien gesättigt bleiben. Das Projekt „BrineMine“ hat eine Demonstration des Verfahrens im Geothermiekraftwerk Insheim in Westdeutschland aufgebaut und gezeigt, dass das Verfahren nur mit überschüssiger Wärme aus dem Kraftwerk betrieben werden kann.
Obwohl hauptsächlich auf neuen Kombinationen bestehender Technologien basiert, stellen die Wissenschaftler fest, dass der Umgang mit der Ansammlung von Silikaten, die die Ausrüstung beschädigen könnten, einige Innovationen erforderte, und sie entwickelten ein neues Verfahren, das sie in einem in Geothermie. „Herkömmliche Strategien zur Entfernung von Silikat würden die Ressourcengewinnung stark beeinträchtigen. Ohne Wasseraufbereitung würden die technischen Teile der Anlage beschädigt“, erklärt KIT-Wissenschaftler Valentin Goldberg. „Unsere Silikatentfernungsmethode ist schnell und effektiv. Vor allem hat es keine negativen Auswirkungen auf die Rohstoffgewinnung.“
In Chile wird unterdessen daran gearbeitet, das wirtschaftliche Potenzial dieses Ansatzes zu erkunden und die Mineralien und Konzentrationen zu identifizieren, die an verschiedenen Orten des Landes verfügbar sein könnten. Die nächsten Schritte des Projekts sind die Entwicklung von Verfahren zur Extraktion von Mineralien aus der konzentrierten Sole. Dies wird komplex sein und je nach Inhalt eines bestimmten Produkts standortspezifische Konzepte erfordern, aber die Gruppe bleibt davon überzeugt, dass ihr Ansatz das Potenzial hat, die Umweltauswirkungen des Bergbaus erheblich zu reduzieren.
„Im Vergleich zu herkömmlichen Abbaumethoden sind die Rohstoffe bereits im Thermalwasser gelöst und müssen nicht aus einer Hartgesteinslagerstätte ausgelaugt werden…“ heißt es in einem in veröffentlichten Artikel Öl-Gas-Magazin. „…der Bergbau- und Infrastrukturaufwand sowie der Landverbrauch sind im Vergleich zum konventionellen Tagebau stark reduziert. Dadurch hat Brine Mining großes Potenzial für eine nachhaltigere und umweltfreundlichere Rohstoffgewinnung.“
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