FILE PHOTO: An aerial view shows the brine pools of SQM lithium mine on the Atacama salt flat in the Atacama desert of northern Chile

Lithium-Verdunstungsbecken im Atacama-Salzsee in Chile

© REUTERS / Ivan Alvarado

Science
09/23/2020

Warum Tesla selbst Lithium gewinnen will

Die Rohstoffgewinnung nahe der Tesla-Batteriefabrik in den USA soll Kosten senken. In Österreich ist etwas ähnliches geplant.

von David Kotrba

Im Rahmen seines "Battery Day" hat der Elektroautohersteller Tesla am Dienstag eine Reihe von Maßnahmen präsentiert, um die Kosten für die Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus drastisch zu senken. Dadurch soll es möglich werden, Elektroautos künftig zu wesentlich günstigeren Preisen herzustellen. CEO Elon Musk stellte etwa ein E-Auto für 25.000 Dollar in Aussicht. Aufhorchen ließ das Unternehmen mit der Ankündigung, in den Abbau und die Gewinnung von Lithium einzusteigen. Angeblich könne man dabei ein neues Verfahren anwenden, das effizienter und umweltfreundlicher als bisherige sein soll.

Lithium in der Natur

Lithium ist ein Alkalimetall, das auf der Erde eigentlich reichlich vorhanden ist. In der Natur findet man es aber nur in gebundener Form vor. Salzlaugen und bestimmte Silikatgesteine sind die hauptsächlichen Quellen, aus denen Lithium heute gewonnen wird. Lithium ist aber auch in Meerwasser vorhanden. Der Anteil ist gering, doch das Meer ist groß. Hunderte Milliarden Tonnen Lithium werden darin vermutet. Geeignete Verfahren, das Lithium auf wirtschaftlich sinnvolle Weise  herauszubekommen, gibt es aber noch nicht.

Der momentan beliebteste Weg, um an Lithium zu gelangen, ist die Gewinnung aus Salzlauge. Die idealen Orte dafür sind Salzseen in trockenen Gebieten der Erde, z.B. im "Lithium-Dreieck" zwischen Bolivien, Chile und Argentinien. Besonders große Vorkommen gibt es etwa im bolivianischen Salar de Uyuni, dem größten Salzsee der Welt. Um hier Lithium zu gewinnen, wird Wasser in den Untergrund gepumpt, wo es Lithiumsalze aus dem Boden löst. Anschließend wird die Salzlauge in große Becken geleitet.

Gewinnung aus Salzlauge

Über mehrere Monate verdampft daraus soviel Wasser, bis die verbleibende Lauge eine gewisse Konzentration an Lithium überschreitet. Sie wird dann gefiltert und mit verschiedenen Chemikalien bearbeitet, um am Ende zu Lithiumcarbonat oder anderen Stoffen zu werden, in denen das ansonsten reaktionsfreudige Lithium stabil gelagert werden kann. Das Lithiumcarbonat wird dann etwa an Batteriehersteller verkauft. Das Metall kommt aber auch in der Produktion von Glas und Keramik, von Schmiermitteln oder Pharmazeutika zum Einsatz.

Was einfach klingt, ist in der Realität mit einer Reihe von Problemen behaftet. Zunächst wäre da der hohe Wasserverbrauch, der sich gerade in trockenen Regionen fatal auswirkt. "Wenn ich dort mal Wasser abgezogen habe, ist es weg. Es kommt nicht mehr nach", erklärt der Geologe Frank Melcher von der Montanuniversität Leoben. Außerdem sei die chemische Extrahierung von Lithium aus der Salzlauge aufwendig: "In der Lösung ist das halbe Periodensystem drin."

Neues Verfahren von Tesla

Was den Wasserverbrauch betrifft, so will Tesla eine innovative Lösung gefunden haben. Statt mit Wasser will Tesla Salz anwenden, um Lithium aus seinen unterirdischen Lagerstätten herauszuholen. "Soweit ich weiß, hat das noch niemand zuvor gemacht", meinte Musk am "Battery Day". Durch die Nähe zu den Tesla-Produktionsstätten sollen weniger Transportkosten anfallen, was sich am Ende in günstigeren Batteriepreisen niederschlagen soll.

Wie genau das Verfahren funktionieren soll, wurde nicht weiter erläutert, es soll laut Musk aber ist "sehr nachhaltig" sein. Sämtliche dabei verwendeten Substanzen sollen wiederverwertbar sein, selbst das Landschaftsbild soll unverändert bleiben.

Abbau von Gestein

Bei gegenwärtig verbreiteten Verfahren kann man das nicht behaupten. "Das große Problem sind die Reststoffe", meint Melcher. Von denen würden nicht nur bei der Gewinnung von Lithium mittels Salzlaugen große Mengen anfallen, auch bei der Gewinnung durch den Abbau von Hartgestein ist dies der Fall. Auf der ganzen Welt finde man Lagerstätten von so genannten Lithium-Pegmatiten, erklärt Melcher. "Das ist ein sehr grobkörniges Gestein, wie Granit." Darin seien Kristalle eingeschlossen, die bis zu mehreren Metern groß sein können. Diese wiederum können zu bis zu 10 Prozent aus Lithiumoxid bestehen.

Im Bergbau wird dieses Gestein abgebaut, gemahlen, erhitzt, gefiltert und wiederum mit Chemikalien behandelt, um Lithiumcarbonat zu erhalten. Der Vorteil: Der Abbau und die Verarbeitung nehmen weniger Zeit und Wasser in Anspruch als die Gewinnung mittels Salzlaugen, allerdings sind die Konzentrationen geringer, wodurch größere Materialmengen bearbeitet werden müssen. Auf solche Art soll Lithium in Zukunft auch in Österreich gewonnen werden.

Lithium made in Austria

Auf der so genannten Weinebene der Koralpe in Kärnten wurde eine Ader aus Lithium-haltigen Gestein entdeckt, die das Unternehmen European Lithium abbauen will. Das "Wolfsberg Lithium Projekt" muss allerdings noch einige Genehmigungsverfahren durchlaufen. Laut Plan soll nahe des Bergwerks eine Fabrik enstehen, in der das geförderte Erz zu Lithiumcarbonat umgewandelt wird. 400 Arbeitsplätze sollen so entstehen, während das Lithium u.a. der Automobilindustrie rund um Graz zugute kommen soll.

Kritiker befürchten jedoch Umweltschäden, etwa in Form von verseuchtem Grundwasser. Experte Melcher sieht keinen Anlass zur Sorge: "Das Wassermanagement ist bei so einem kleinen Bergwerk technische kein Problem. Außerdem gibt es dort keine giftigen oder gefährlichen Stoffe im Gestein, die in das Grundwasser gelangen könnten." Zur Problematik der anfallenden Reststoffe meint der Geologe: "Man muss daraus weitere Produkte erschaffen und diese verkaufen. Deponieren wird kaum möglich sein."

eine Newsletter Anmeldung Platzhalter.

Wir würden hier gerne eine Newsletter Anmeldung zeigen. Leider haben Sie uns hierfür keine Zustimmung gegeben. Wenn Sie diesen anzeigen wollen, stimmen sie bitte Piano Software Inc. zu.