Geothermie

Die erste Lithium-Produktion im Großindustriellen Maßstab ist für Ende 2025 geplant. Ab dem Jahr 2026/27 sollen weitere Anlagen in Betrieb genommen werden. In Phase 1 will die Vulcan Energy 24.000 Tonnen Lithiumhydroxidmonohydrat (LHM) pro Jahr herstellen. Phase 2 folgt und zielt auf eine weitere modulare Produktion von 24.000 Tonnen LHM ab. Mit den angegebenen Mengen beider Phasen ließe sich schätzungsweise Lithium für mehr als eine Million Autobatterien jährlich herstellen. Vulcan hat das Potenzial, die Produktion auch über die angegebenen Phasen hinaus erheblich zu steigern. Langfristig könnte so ein erheblicher Teil des europäischen Lithiumbedarfs mit Blick auf die Batterieherstellung für die Automobilindustrie gedeckt werden.

Nein. Da keine mit fossilen Brennstoffen betriebenen Prozesse wie in China stattfinden, werden keine Abgase freigesetzt. Die Lithiumgewinnung ist ein physikalischer und kein chemischer Prozess, sodass der Einsatz von nur wenigen Reagenzien erforderlich ist. Da der gesamte Prozess zudem im geschlossenen Kreislauf stattfindet, können keine weiteren Stoffe, die im Tiefenwasser gebunden sind, nach außen gelangen.

In Geothermie-Anlagen zur Stromerzeugung werden dieselben Wärmeträger-Mittel eingesetzt, mit denen Kühlschränke und Klimaanlagen arbeiten. Für sie gelten Gebrauchs- und Sicherheitsbestimmungen. Zudem sind im gesamten Anlagenbereich die Sicherheitsvorkehrungen und Brandschutzvorschriften sehr hoch. Die Sicherheitsvorkehrungen gehen weit über die einer Tankstelle hinaus, die mit Benzin und Diesel in den Innenstädten eine vergleichbare Flüssigkeit lagert und dort direkt an die Bevölkerung vertreibt. Alle Stoffe, die mit Thermalwasser in Berührung kommen, müssen behördlich genehmigt werden und unterliegen den strengen Bestimmungen des Wasserrechts. Bei der reinen Wärmeversorgung wird in den Wärmenetzen das gleiche Brauchwasser eingesetzt, wie in nicht geothermisch versorgten Wärmenetzen.

Nein. Trinkwasserführende Schichten werden zwar durchbohrt, die Bohrspülung dichtet alle wasserführenden Schichten jedoch ab. Dann werden mehrere Rohre einzementiert, die so ineinander stehen und mit Zement abgedichtet sind, dass ein mehrfacher Schutz des Trinkwassers gegeben ist. Die zementierten Zwischenräume werden zusätzlich über Messeinrichtungen gegen Undichtigkeit überwacht. Außerhalb des Bohrplatzes sind Messpegel installiert, falls wider Erwarten eine Veränderung der Grundwasserzusammensetzung registriert wird. 

In Diskussionen um Geothermie-Projekte wird auch immer wieder über Radioaktivität gesprochen. Kristalline Gesteine wie Granit enthalten häufig radioaktive Elemente. Granite sind auch an der Oberfläche, wie z. B. im Schwarzwald aufgeschlossen. Das Thermalwasser des Oberrheingrabens enthält wegen des im tiefen Untergrund anstehenden Grundgebirges ebenfalls gelöste radioaktive Elemente. Beispielhafte Messungen in den Geothermie-Anlagen haben jedoch gezeigt, dass die Radioaktivität praktisch zu vernachlässigen ist. Die radioaktiven Werte im Thermalwasser sind so niedrig, dass ein Schutzabstand von wenigen Zentimetern zu den thermalwasserführenden Rohren auf dem Betriebsgelände ausreicht, um nicht belastet zu werden. Die Anlagenteile sind mit Markierungen auf dem Boden versehen. Nur wenn Ausfällungen auftreten, kann sich Radioaktivität z. B. in den Wärmetauschern anreichern. Im Laufe der Zeit ist es gelungen, die Menge diese Ablagerungen immer weiter zu reduzieren. Die Reste werden bei der jährlichen Revision unter Einhaltung aller vorgeschriebenen Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz der Mitarbeitenden abgetragen und entsprechend einem zugelassenen Entsorgungsweg beseitigt. 

Lithium selbst ist nicht umweltschädlich, es befindet sich in natürlicher Form gebunden in mehreren Regionen Deutschlands. Darüber hinaus befindet sich das Lithium bei dem Verfahren von Vulcan in wässriger Lösung gebunden und stets in einem geschlossenen Kreislauf und entweicht nicht in die Umwelt. Risiken bestehen dann, wenn Stäube von Lithium auftreten. 

Wie bei vielen Stoffen kommt es auf die Konzentration an. In geringsten Konzentrationen wird das Lithium pharmazeutisch z. B. gegen Depressionen eingesetzt. Lithium ist brennbar und die Dämpfe, die bei der Verbrennung entstehen, sind auf Dauer reizend. Der allerletzte Schritt, die Herstellung des weißen Pulvers Lithiumhydroxid, wird im Chemiepark Höchst stattfinden. Dort ist der einzige Ort, an dem Stäube auftreten können. Eine längerfristige Lagerung des Lithiums ist nicht vorgesehen. Das Lithiumhydroxid wird zeitnah nach der Herstellung zu den Batterieherstellern transportiert. Davor, in wässriger Lösung, befindet sich das Lithium in einem geschlossenen Kreislauf, sodass die Flüssigkeit nicht freigesetzt wird. 

In Diskussionen um Geothermie-Projekte kommt oft auch die Frage auf, ob gesundheitliche Risiken durch ausgestoßenen Dampf bestehen. Auf Bildern von Geothermieanlagen ist dann Dampf zu sehen, wenn die Anlage beim Hochfahren z. B. nach einer Wartung wieder aufgeheizt wird. Bei älteren Anlagen, wie in den Anlagen in Landau und Insheim, wird tatsächlich Dampf beim Anfahren der Anlage über mehrere Stunden frei. Dies ist bei neuen Anlagen, wie den von Vulcan geplanten, nicht der Fall. Nur bei Testphasen wird dann Dampf frei – es handelt sich dabei um fast reinen Wasserdampf, der im Hinblick auf seine Zusammensetzung in der Vergangenheit schon beprobt und analysiert wurde, mit dem Ergebnis, dass von ihm keine Gefahr ausgeht. Die Dampffreisetzung betrifft nur den Zeitraum der Testarbeiten nach Beendigung der Bohrungen.

Kühlung ist bei allen thermischen Kraftwerken zur Stromerzeugung notwendig. Große Kühltürme sind aus der Stromerzeugung mit Kohle-, Atom- oder Gaskraftwerken bekannt. Große Geothermiekraftwerke wie in Larderello (Italien) benutzen ebenfalls Kühltürme, die denen konventioneller Kraftwerke ähneln. Steht Kühlwasser zur Verfügung, werden bei den Anlagen in der von Vulcan geplanten Größe kleinere Hybridkühltürme genutzt. In den meisten Fällen werden jedoch Kühlsysteme mit Luftkondensatoren eingesetzt, die geräuscharm betrieben werden und - wenn notwendig - auch mit Geräuschschutzmaßnahmen ausgestattet werden. Die Hybridkühltürme sind effizient und bedürfen im Vergleich mit der Luftkühlung einer geringeren Fläche. Wird nur die Wärme zur Versorgung der Bevölkerung und der Industrie direkt genutzt, ist keine Kühlung notwendig. 

Bislang ist die Energieversorgung Deutschlands und damit der entsprechenden Kommunen maßgeblich von Energieimporten, in der Vergangenheit besonders aus Russland, abhängig. Vor dem Hintergrund ambitionierter Klimaziele und steigender Energiepreise wird eine autarke, heimische Energieversorgung immer wichtiger. Da mittels Geothermie klimaneutrale Wärme und Kälte produziert werden können, lässt sich mit Hilfe lokaler geothermischer Energie nicht nur die Importabhängigkeit von Kommunen drastisch reduzieren, sondern auch der steigende Kältebedarf decken. Die Nutzung geothermischer Energie versetzt Gemeinden außerdem in die Lage, Fernwärmenetze auszubauen und auch die lokale Industrie zu versorgen. Durch den Betrieb der Anlagen werden zusätzliche Arbeitsplätze geschaffen, Gewerbesteuer eingenommen und die regionale sowie lokale Wirtschaftskraft gestärkt. 

Die Tiefengeothermie in Deutschland hat das Potenzial, über ein Viertel des deutschen Wärmebedarfs zu decken (Quelle Fraunhofer 2022: Link). Da Deutschland, besonders im Wärmesektor, hauptsächlich auf Energieimporte angewiesen ist, ließen sich mit einem verbreiteten Einsatz von Tiefengeothermie 60 % der früheren russischen Gasimporte mittelfristig ersetzen. Darüber hinaus können im Wärmesektor CO2-Einsparungen von jährlich knapp 41 Mio. Tonnen realisiert und Preisstabilität sowie Investitionssicherheit garantiert werden. Mit diesen Einsparungen lässt sich die bisherige Emissionslücke im Wärmesektor fast vollständig schließen. Da Tiefengeothermie unabhängig von Jahres- und Tageszeiten verfügbar ist, lassen sich insbesondere in den Bereichen der kommunalen Wärmeversorgung, der Fernwärme, der Wohnungswirtschaft und für die Bereitstellung industrieller Prozesstemperaturen Potenziale heben.

Im Oberrheingraben befindet sich das größte europäische Lithiumvorkommen. Gründe dafür sind die hohe Durchlässigkeit der Thermalwasserreservoire im Oberrheingraben und eine Lithiumkonzentration im Thermalwasser von durchschnittlich 175 mg/l. Es wird auch davon ausgegangen, dass die Thermalwasserreservoire in einem großen Teil des Oberrheingrabens erschlossen werden können. Außerdem vereint der Oberrheingraben zahlreiche positive Parameter: 

• Hohe Lithiumkonzentration der Thermalwässer aus großer Tiefe 
• Hohe Untergrundtemperaturen ermöglichen die Nutzung der Energie, um den Gewinnungsprozess CO2-neutral durchzuführen
• Hohe mögliche Förderraten wegen der guten Gebirgsdurchlässigkeit 
• Vergleichsweise geringer Anteil bestimmter Stoffe, die die Extraktion des Lithiums behindern könnten 
• Hoher Salzgehalt, der den Sorptionsprozess vorantreibt 
• Der Oberrheingraben als große nutzbare Ressource 
• Nähe des Oberrheingrabens zu den geplanten Batteriefabriken in Europa 

Die Vulcan strebt, gemäß der am 13. Februar veröffentlichten Definitiven Machbarkeitsstudie in Projektphase 1 die Umsetzung von zwei Projektregionen mit mehreren Standorten an. In den darauffolgenden Projektphasen werden weitere Standorte entwickelt.