Lithium aus Europa – erste Meilensteine erreicht
Lithium ist einer der entscheidenden Rohstoffe für eine erfolgreiche Mobilitätswende. Bislang wird es vor allem in Südamerika, Australien und China gewonnen. Doch auch in Europa existieren Vorkommen, etwa als Bestandteil von Granit. Erste Minenbesitzer planen schon die Produktionskette vom Abbau bis zur Umwandlung zu Lithiumhydroxid. Europäisches Lithium aus Thermalwasser ist sogar bereits Realität.
Die Mine in Beauvoir ist nur ein Teil des Emili-Projekts in Frankreich. Nun entstehen auch Anlagen für die Verarbeitung des lithiumhaltigen Gesteins. Ab 2028 großtechnische Produktion von französischem Lithiumhydroxid
Künftig kann das Unternehmen in der Umwandlungsanlage jährlich bis zu 34.000 Tonnen Lithiumhydroxid herstellen, eine Menge, die ausreichen soll, um 700.000 Elektrofahrzeugen pro Jahr mit Batterien auszustatten. Das Emili-Projekt (EMILI = Exploitation de MIca LIthinifère par Imerys; Abbau von lithiumhaltigem Glimmer durch Imerys) umfasst alle Produktionsschritte von der Gewinnung bis zur Lithiumproduktion. Insgesamt beträgt der Investitionsrahmen eine Milliarde Euro. Zunächst soll eine Demonstrationsanlage für die Produktion von jährlich rund 400 Tonnen Lithiumhydroxid entstehen. Die Inbetriebnahme der kommerziellen Anlage ist für 2028 vorgesehen.
Alle Schritte – vom Abbau des lithiumhaltigen Granits über die Erzeugung von Glimmer als Suspension bis zur Produktion von Lithiumhydroxid für Batterien – liegen laut Imerys so nah wie möglich beieinander. Lkws transportieren den Glimmer zur Anlage in La Loue. Nach Kalzinierung wird er in Lösung gebracht und gereinigt. Anschließend wird das Lithiumhydroxid kristallisiert. Das Endprodukt ist pulverförmig.
An der Ländergrenze Deutschland-Tschechien nahe Dresden soll Infrastruktur eines alten Zinnbergwerks mitgenutzt werden. Der Abbau von lithiumhaltigem Zinnwaldit ist frühestens ab 2028 geplant. Lithium aus altem Zinn-Bergbau bei Dresden
Dass die große Lithiumnachfrage sogar Industriebrachen zu neuem Leben erwecken kann, bewahrheitet sich im deutsch-tschechischen Grenzgebiet. Unter den Dörfern Zinnwald und Cinovec in der Nähe von Dresden liegt das zweitgrößte Hartgestein-Lithiumvorkommen der EU und das drittgrößte Europas, insgesamt über 2,6 Mio. Tonnen Lithiumcarbonat-Äquivalent (LCE). Und zwar in Form der Erzart Zinnwaldit. Die Projektplaner von Zinnwald Lithium gehen von einer Jahresproduktion von 12.000 Tonnen Lithiumhydroxid aus. Das Bergwerk könnte demnach mindestens 35 Jahre lang genutzt werden, wobei Teile der vorhandenen untertägigen Infrastruktur des Zinnbergwerks Altenberg wieder genutzt werden sollen. Im besten Fall wird das Projekt auf mehrere benachbarte Gebiete erweitert. Der Abbau des Vorkommens soll frühestens 2028 beginnen.
Das Besondere bei diesem Projekt: Das gewonnene Erz soll unterirdisch über mehrere Kilometer bis zur Aufbereitungsanlage gefördert werden. Aus Zinnwaldit, das als umweltfreundlicher als das häufiger genutzte Spodumenerz gilt, wird durch Brechen, Mahlen und Magnetabscheiden ein Konzentrat gewonnen. Dieses wird kalziniert, also durch Rösten im Drehofen wasserlöslich gemacht. Durch Wasserlaugung entsteht eine stark lithiumhaltige Lösung. Nach Ausfällung des ebenfalls enthaltenen Kaliumsulfats entsteht Lithiumcarbonat, das zu Lithiumhydroxid in Batteriequalität umgesetzt wird. Die Nebenprodukte sollen ebenfalls vermarktet werden, z. B. als Düngemittel und als Papierfüllstoff. Partner Metso in Finnland testet das Verfahren derzeit im Pilotmaßstab.
Österreichisches Lithium zur Weiterverarbeitung nach Saudi-Arabien
Auch in Österreich gibt es vielversprechende Lithium-Projekt, besonders weit fortgeschritten in Wolfsberg (Kärnten). Dort verantwortet European Lithium die Exploration. Spodumen als primär lithiumhaltiges Material soll laut European Lithium eventuell bereits ab 2025 abgebaut werden. Die geförderten Mengen sollen für bis zu 10.000 Tonnen Lithiumhydroxid jährlich ausreichen. Zu batteriefähigem Lithium wird es laut mehrerer österreichischen Quellen jedoch in Saudi-Arabien weiterverarbeitet.
Vulcan hat im April mit der Produktion von klimaneutralem Lithiumchlorid gestartet. Es entsteht aus geothermischer Sole aus dem Oberrheingraben und wird im Industriepark Höchst in Frankfurt zu Lithiumhydroxid weiterverarbeitet.Grünes Sole-Lithium aus Landau – parallel zur Tiefengeothermie
Die Lithiumförderung im deutschen Oberrheingraben ist noch einen Schritt weiter. Ende November hat das Unternehmen Vulcan Energy Resources im pfälzischen Landau die erste Anlage (LEOP) zur Lithiumförderung im Tonnenmaßstab eingeweiht. Vorab wurde der Prozess bereits in zwei Pilotanlagen optimiert. In Landau gewinnt man Lithium, anders als bei den vorgenannten Bergbau-Projekten, durch Extraktion aus lithiumsalzhaltigem Tiefengrundwasser (Sole) mittels eines von Vulcan entwickelten Sorptionsmittels. Dadurch will Vulcan Energy Resources den Kohlendioxid-Ballast, der häufig mit der Gewinnung von Lithium verbunden ist, massiv reduzieren. Gleichzeitig soll ein Geothermiekraftwerk entstehen, also neben Lithium auch erneuerbare Energie gewonnen werden.
Die sogenannte Lithiumextraktionsoptimierungsanlage (LEOP) gilt als Vorstufe einer kommerziellen Anlage. Hier wird Lithiumchlorid erzeugt, das im Frankfurter Industriepark Höchst weiterverarbeitet wird. Dafür entsteht dort die sogenannte CLEOP (Zentrale Lithiumextraktionsoptimierungsanlage). Sie soll im Sommer 2024 in Betrieb gehen. In ihr wird Lithiumchloridlösung durch Elektrolyse zu Lithiumhydroxid-Monohydrat (LHM) umgesetzt. Dieses wird durch Roh- und Reinkristallisation und Trocknung weiterverarbeitet. Das Lithiumhydroxid soll für Vorqualifizierungstests genutzt werden. Das Nebenprodukt Chlorwasserstoff findet im Chemiepark Abnehmer.
Anschließend ist eine kommerzielle Anlage geplant, in der 24.000 Tonnen LHM für ca. 500.000 Autobatterien jährlich entstehen sollen. Insgesamt soll das gewonnene Lithium im Oberrheingraben für bis zu 400 Millionen E-Fahrzeuge ausreichen.
Dr. Stefan Brand, Chief Technology Officer von Vulcan, beim Produktionsstart der LEOP, in der Lithiumchlorid aus Sole extrahiert wird. Europäische Versorgung sichern und Umwelt schonen
Die diversen europäischen Projekte tragen dazu bei, europäische Wertschöpfungsketten für die Versorgung der Batterieindustrie mit Lithium aufzubauen. Dies trägt zum einen zur Versorgungssicherheit, zum anderen zur Nachhaltigkeit bei. Nicht nur das Projekt bei Vulcan in Landau, auch die weiteren Projekte in Europa tragen zur Reduktion der Umweltbelastung bei. Transportwege, die bei der Lithiumgewinnung in weit entfernten Orten wie der Atacama-Wüste in Chile anfallen, können radikal verkürzt werden. Zudem wird davon ausgegangen, dass die europäische Lithiumgewinnung in der Regel deutlich energieeffizienter ablaufen wird als in Chile oder China. Auch weitere Umweltbelastungen können hier besser kontrolliert und reguliert werden. Die europäische Förderung und Produktion von batteriefähigem Lithium bietet also Chancen, den ökologischen Fußabdruck von Lithiumakkus nachhaltig zu verbessern.
