Deutschlands größte Lithiumressource: Pilotprojekt mit Adsorptionstechnik

Zur Gewinnung von Lithium aus Tiefenwasser in der Altmark hat das deutsche Energieunternehmen Neptune Energy eine weitere Pilotphase angekündigt. Das Unternehmen will aus Thermalwasser in 3000 bis 4000 Metern Tiefe per Adsorptionsverfahren Lithium gewinnen. Die Ressource wird auf 43 Millionen Tonnen Lithiumkarbonat-Äquivalent (LCE) geschätzt.

In einer ersten Pilotphase sind bereits verschiedene Verfahren zur direkten Lithiumextraktion (DLE) erprobt worden, darunter Ionenaustausch- und Adsorptionstechnologien. Dabei zeigte die Adsorptionstechnik „die vielversprechendsten Ergebnisse für die Bedingungen in der Altmark“. In der kommenden Pilotphase kommt nun eine von der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG entwickelte Anlage zum Einsatz, die mithilfe der DLE bis zu 1000 Liter Thermalwasser pro Tag verarbeiten kann.

Die Anlage arbeitet mit drei Adsorbersäulen, die parallel betrieben werden können, sodass Adsorption und Desorption der Lithium-Ionen nahezu zeitgleich ablaufen. Eine besondere Herausforderung stellt das stark mineralisierte Tiefenwasser dar: Um Ausfällungen etwa von Eisenoxid zu vermeiden, arbeitet die Anlage vollständig unter Sauerstoffausschluss. Die Lithium-Ionen werden selektiv von den Adsorbermaterialien gebunden und anschließend als Lithiumchlorid-Lösung freigesetzt, die in weiteren Schritten zu batteriefähigem Lithiumkarbonat oder Lithiumhydroxid verarbeitet werden kann.

Evonik liefert Adsorbermaterialien

Als ersten Materiallieferanten hat Neptune Energy den Spezialchemiekonzern Evonik ausgewählt, der seine Produktlinie Liocel bereitstellt. Die Materialien hätten sich in Vorversuchen mit Altmark-Wasser als „stabil und leistungsfähig“ erwiesen, heißt es. Evonik unterstützt das Pilotprogramm zudem mit Anwendungs- und Prozess-Know-how vor Ort. Im weiteren Verlauf der Pilotphase sollen verschiedene Adsorbermaterialien getestet und verglichen werden, darunter auch Lösungen weiterer Technologiepartner wie Lilac Solutions (hatte bereits Pilotphase II mit Ionenaustausch abgeschlossen) und Geolith.

Entscheidend für die Eignung der Adsorber ist eine hohe Lithiumselektivität gegenüber konkurrierenden Ionen wie Natrium, Kalium und Calcium, die im salzreichen Tiefenwasser der Altmark in hohen Konzentrationen vorliegen. Zudem müssen die Materialien bei den hohen Temperaturen und Drücken in Tiefen von bis zu 4000 Metern chemisch und thermisch stabil bleiben und sich über viele Zyklen hinweg regenerieren lassen.

Umweltbilanz noch offen

Neptune Energy bezeichnet das Altmark Lithium Extraction Project (ALE) als umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Methoden der Lithiumgewinnung. Im Gegensatz zu Hartgesteinsbergbau etwa in Australien oder Verdunstungsbecken in Chile entfallen Tagebaue und großflächiger Landverbrauch. Fraunhofer IEG plant im Rahmen des Forschungsprojekts RoLiXX eine umfassende Ökobilanzierung. Konkrete CO₂-Zahlen pro Tonne LCE für die Altmark liegen bislang aber nicht öffentlich vor.

Das Thermalwasser wird über bestehende Bohrungen des früheren Altmark-Gasfeldes gefördert und soll nach der Lithiumextraktion wieder an seinen Entnahmeort gepumpt werden. Die Ressourcenschätzung von 43 Millionen Tonnen LCE basiert auf einem Gutachten des unabhängigen Bewertungsunternehmens Sproule ERCE nach internationalem CIM/NI-43-101-Standard.

Geplante Produktion ab 2030 vor Ort umstritten

Neptune Energy peilt ab 2030 den schrittweisen Beginn der kommerziellen Lithiumproduktion an. In den 30er-Jahren sollen jährlich bis zu 25.000 Tonnen LCE gefördert werden. Diese Menge würde für die Batterien von rund 500.000 Elektrofahrzeugen ausreichen. Unterdessen sucht die Industrie bereits nach Ersatzstoffen für den kritischen Rohstoff, dessen Förderung größtenteils von China kontrolliert wird.

Die bergbaurechtliche Bewilligung erteilte Sachsen-Anhalt bereits im April 2024. Das Projekt ist damit eingebettet in die deutsche und europäische Rohstoffstrategie, die auf eine Verringerung der Importabhängigkeit bei kritischen Rohstoffen abzielt.

Vor Ort ist das Vorhaben allerdings nicht unumstritten. Bürgerinitiativen und Kommunalpolitiker äußern Bedenken hinsichtlich möglicher Auswirkungen auf das Grundwasser und die Umwelt. Neptune Energy beschäftigt als eines der führenden Energieunternehmen Deutschlands rund 460 Mitarbeitende und erzielte 2025 einen Umsatz von 332 Millionen Euro. Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG bringt anwendungsnahe Forschung in seine Projekte mit Industriepartnern ein, um Rohstoffvorkommen in Deutschland zu erschließen.

(fpi)