Die USA entdecken Lithium-Bonanza für Elektroauto-Batterien im eigenen Hinterhof

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Noch vor wenigen Jahren war die Idee, Batterien für Elektrofahrzeuge in den USA herzustellen, mit Hürden behaftet, wobei ein zentrales Problem das Fehlen einer inländischen Lithium-Pipeline war. Die Lieferkette ist immer noch insofern problematisch, als sie das Graben neuer Tagebaue erfordert, aber eine alternative Lösung ist in Form von geothermischer Sole entstanden, und das US-Energieministerium setzt alle Hebel in Bewegung, um sie zu fördern.

Wo ist das gesamte heimische Lithium für die EV-Batterien?

Lange vor dem Aufkommen von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge erlangten die USA den Ruf, der größte Lithiumproduzent der Welt zu sein größter Lithiumverbraucher in der Welt. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts war Lithium ein üblicher Rohstoff unter anderem für die Metallurgie-, Pharma- und Keramikindustrie. Am bekanntesten ist, dass Lithium auch zu den ursprünglichen Inhaltsstoffen von 7-Up gehörte.

Der 7-Up-Winkel versiegte 1948, nachdem Bedenken hinsichtlich gesundheitlicher Auswirkungen aufkamen, aber die Anwendungsfälle für Lithium weiteten sich im Laufe des 20. Jahrhunderts immer weiter auf neue Industrien aus, was im 21. Jahrhundert zu einem Wachstumsschub bei Elektrofahrzeugbatterien führte.

In einem epischen Fall von schlechtem Timing ist die Lithiumabbauaktivität in den USA zu dem Zeitpunkt, als der Markt für Elektrofahrzeuge in Fahrt kam, auf nur noch einen Betrieb zusammengeschrumpft, nämlich die Silver Peak-Mine aus den 1960er-Jahren in Nevada.

Wie der Rest der Welt sind auch die USA bei ihren Elektrofahrzeugbatterien auf Lithium aus nur wenigen Ländern angewiesen. Australien und Chile dominieren den Markt, außerdem sind China und Argentinien im Rennen.

Es ist nicht so, dass die USA kein eigenes umfangreiches Angebot hätten Lithiumreserven. Es tut. Im Jahr 2020 identifizierte der US Geological Survey fünf Staaten mit großen Vorkommen: Arkansas, Kalifornien, Nevada, North Carolina und Utah. Auch 2021, nach der Veröffentlichung des Berichts, kam es in Maine zu einer massiven Entdeckung.

USGS stellte außerdem fest, dass kleinere Vorkommen in Arizona, Colorado, Neuengland, New Mexico, South Dakota und Wyoming vorkommen.

Nachhaltigeres Lithium für EV-Batterien

Das Problem besteht darin, Anwohner und Umweltorganisationen davon zu überzeugen, dass große Landstriche zugunsten von Elektrofahrzeugbatterien abgeholzt werden sollten.

In Nevada zum Beispiel haben der Summit Lake Paiute Tribe, die Reno-Sparks Indian Colony und der Burns Paiute Tribe das übernommen Bau einer neuen Lithiummine für Elektrofahrzeugbatterien, um ihren Standort an einer heiligen Stätte zu streiten. Auch dagegen formiert sich Widerstand eine geplante Lithiummine in North Carolina und das kürzlich entdeckte Lithiumlagerstätte in Maine steht auch vor Hürden.

Zu diesen Minen kann es kommen oder auch nicht, aber für den Fall, dass dies nicht der Fall ist, bereitet sich das US-Energieministerium auf Plan B vor. Das Energieministerium unterstützt die Entwicklung einer geothermischen Sole-Lieferkette für Lithium-Ionen-Elektrofahrzeuge Batterien, die eine Technologie namens Direct Lithium Extraction einsetzen.

Die Grundidee von DLE besteht darin, geothermische Sole an die Oberfläche zu pumpen, das Lithium mit Adsorptionsmaterialpartikeln zu extrahieren und die verbrauchte Sole dann wieder unter die Erde zu schicken. Der Betrieb verursacht weit weniger Störungen an der Oberfläche als der konventionelle Bergbau. Dadurch entfällt auch der Einsatz riesiger Freiluftlagunen, die bei der konventionellen Lithiumsolegewinnung verwendet werden.

Da es kein kostenloses Mittagessen gibt, ist die DLE-Technologie nicht so einfach, wie es scheint. Die grundlegende Technologie wurde in den 1980er Jahren erfunden und in den 1990er Jahren vermarktet, aber die Skalierung in einen kommerziell nutzbaren Betrieb war mit jahrelangen Anstrengungen verbunden.

All diese harte Arbeit beginnt sich jedoch auszuzahlen. Controlled Thermal Resources, Lilac Solutions und EnergyX gehören zu den DLE-Startups, die die Grenze überschreiten CleanTechnica Radar in den letzten Jahren. EnergyX führt zusätzlich zu seinem Lithium-Versorgungsbetrieb auch Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge ein.

Die geothermische Sole-Bonanza

Das Saltonmeer in Kalifornien war ein Schwerpunkt der DLE-Aktivitäten in den USA, und nun hat das Energieministerium konkrete Zahlen zu den Lithiumressourcen in der Region vorgelegt.

Am Dienstag veröffentlichte das Energieministerium die Ergebnisse einer Analyse Lithiumressourcen im Saltonmeer durchgeführt vom Lawrence Berkeley National Laboratory. Das Labor stellte fest, dass die neue DLE-Technologie zur Produktion von mehr als 3.400 Kilotonnen Lithium führen könnte, was für die Herstellung von mehr als 375 Millionen Elektrofahrzeugbatterien ausreicht.

In der Saltonsee befinden sich zufällig auch 11 Geothermiekraftwerke, und das Energieministerium sieht unter anderem eine Möglichkeit, den DLE-Betrieb huckepack zu nehmen geothermische Anlagen. Die Zahl von 3.400 Kilotonnen basiert auf dem Potenzial zur Erweiterung der geothermischen Ressourcen in der Saltonseeregion.

Dafür gibt es jede Menge Platz. Die bestehenden Geothermiekraftwerke verfügen über eine Kapazität von etwa 400 Megawatt, und das Energieministerium schätzt, dass die Region über eine potenzielle Kapazität von 2.950 Megawatt verfügt.

„Geothermische Solen, die ein Nebenprodukt der geothermischen Stromerzeugung sind, weisen häufig hohe Konzentrationen an Mineralien wie Lithium und Zink auf“, erklärt das Energieministerium. „Während die genauen Konzentrationen dieser Mineralien vom Standort und der umliegenden Geologie abhängen, bietet der Einsatz der direkten Lithiumextraktion (DLE) aus geothermischen Solen eine vielversprechende Möglichkeit, sauberen, erneuerbaren Strom mit einer heimischen Lithiumquelle zu koppeln.“

Lithium-EV-Batterien finden neue Freunde in der fossilen Energiebranche

Die Berkeley Lab-Analyse legte auch den Grundstein für lokale Beteiligung und Umweltbewertungen, die auf die Probe gestellt werden, wenn neue DLE-Projekte in der Salton Sea-Region und anderswo auf den Markt kommen.

Der DLE-Bereich hat sogar die Aufmerksamkeit von ExxonMobil auf sich gezogen. Das Unternehmen erlangte Berühmtheit dadurch, dass es Anfang der 2000er Jahre keine Möglichkeiten für erneuerbare Energien verfolgte, mit Ausnahme eines langjährigen Forschungsprojekts für Algen-Biokraftstoffe, das es schließlich aufgab. Nun strebt das Unternehmen zunächst danach, ein führender Lieferant von Lithium für Elektrofahrzeugbatterien zu werden ein DLE-Projekt in Arkansas.

Das DLE-Startup Standard Lithium hat in Arkansas bereits den Betrieb aufgenommen, ExxonMobil hat also Nachholbedarf. Dennoch scheint es entschlossen.

„Bis 2030 will ExxonMobil genug Lithium produzieren, um den Produktionsbedarf von weit über einer Million Elektrofahrzeugen pro Jahr zu decken“, erklärte das Unternehmen.

Das ist aber alles schön und gut Internationale Energieagentur hat festgestellt, dass globale Autohersteller allein im letzten Jahr 10 Millionen neue Elektrofahrzeuge auf den Markt gebracht haben, weitere 14 Millionen werden im Jahr 2023 erwartet und viele weitere darüber hinaus. Das sind viele Batterien für Elektrofahrzeuge, und dort, wo sie herkommen, gibt es noch viel mehr. Nach Angaben der IEA werden Elektrofahrzeuge bis Ende 2023 18 % des weltweiten Autoabsatzes ausmachen. Die Agentur prognostiziert außerdem, dass Elektrofahrzeuge bis 2030 einen Marktanteil von 60 % erobern werden.

In diesem Zusammenhang scheint ExxonMobils Einstieg in DLE kaum mehr als eine Geste des guten Willens zu sein, aber das wird nur die Zeit zeigen.

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Bild: „Schlammtöpfe brodeln und dampfen in der Nähe der Lavadome von Salton Buttes, einem vulkanischen Gebiet am südöstlichen Ende des Salton Sea, Kalifornien” (Kredit Deborah Bergfeld, USGS).