Technologieentwicklung zur nachhaltigen Rohstoffgewinnung aus thermalen Wässern

Chiles geothermisches Potenzial ist hinlänglich bekannt und konnte durch Inbetriebnahme des ersten geothermischen Kraftwerks – Cerro Pabellon – in Chile dokumentiert werden. Neben dem energetischen Potenzial besitzen die geförderten Thermalwässer mitunter auch hohe Gehalte an Elementen wie Lithium, Rubidium oder Antimon, welche für die Energietechnologie und die High-Tech Branche von großer Bedeutung sind und als kritische Rohstoffe eingestuft wurden. Für die Lithiumgewinnung haben sich in den vergangenen Jahren die Salzseen in der Atacamawüste in Chile zu einer wichtigen Ressource entwickelt. Hier geht der Rohstoffabbau mit erheblichen Umwelteingriffen, sowie einem hohen Wasserbedarf einher, was gerade in der trockensten Wüste der Erde ein hohes Konfliktpotential bietet.

Das deutsch-chilenische Projekt BrineMine verfolgt den Ansatz Rohstoffe aus geothermischen Wässern zu gewinnen. Mit Hilfe von Membrantechnologie soll die Wärme des Wassers verwendet werden, um in einem geschlossenen System, die mineralischen Rohstoffe und das Wasser durch einen technischen Prozess voneinander zu trennen. Ziel ist es so neben den Mineralen auch Trinkwasser als wichtige Ressource zu gewinnen. Im Vergleich zu herkömmlichen Evaporationsverfahren beschleunigen die Membranverfahren die Aufkonzentration der Wässer, sodass zukünftig eine rohstoffeffiziente und nachhaltige Alternative zum konventionellen Li-Bergbau umgesetzt werden könnte.

Dafür wird in einem ersten Schritt eine Pilotanlage in Deutschland entwickelt, an welcher die Extraktion im Labor mit künstlichen und realen Solen getestet wird. Ein Augenmerk liegt hierbei auf der Vorbehandlung der salinen Wässer um Mineralablagerungen innerhalb der Membranmodule zu verhindern. Unkontrollierten Ausfällungen von Silikaten, welche in geothermalen Wässern häufig nahe der Sättigung vorliegen, können die Produktivität der Anlage einschränken. Ein gezieltes Ausfällen gewährt die Prozessierbarkeit des Fluids und bietet weiterhin die Möglichkeit, das gefällte Silikat selbst als werthaltigen Rohstoff zu produzieren. Parallel dazu dient eine Probenahmekampagne im Norden Chiles der Abschätzung des Rohstoffpotentials der geothermalen Wässer und soll zur Auswahl eines idealen Standortes zur Rohstoffextraktion führen. In einem letzten Schritt soll die entwickelte Pilotanlage nach Chile überführt und dort installiert werden.

Um eine Anwendung der Technologie in der industriellen Praxis zu testen und die Wirtschaftlichkeit zu quantifizieren, sind wir offen gegenüber einer Zusammenarbeit mit interessierten Unternehmen.

Projektpartner: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; Karlsruher Institut für Technologie; CEGA (Exzellenzcenter für die Geothermie der Anden); SolarSpring GmbH; Geothermie Neubrandenburg GmbH; GTN Latin America; Fraunhofer CSET; Transmark