Unter dem Rhein lagern Millionen Tonnen des Rohstoffs Lithium, aus dem Energiespeicher gebaut werden. Ein Karlsruher Start-up will das Leichtmetall fördern, stößt aber auf Widerstand.
Karlsruhe - Wenn Katharina Gerber zeigt, wie sie den größten Schatz Deutschlands heben will, dann sie deutet auf ein Gefäß, das aussieht wie ein meterlanges Kölschglas. Es ist gefüllt mit einer beigefarbenen, löchrigen Masse. Millionen Euro Investitionen stecken in dem Kölschglas, seit über einem Jahr schon forscht Gerber daran, und wenn es funktioniert, dann könnte dieses meterlange Ding eine ganze Branche umkrempeln. Katharina Gerber nennt dieses Ding ihren Schwamm.
Seit Jahrtausenden schon nutzen Menschen das heiße und mineralhaltige Thermalwasser, um Gicht und Schuppenflechte zu heilen. Seit einigen Jahrzehnten pumpt man das Thermalwasser an die Oberfläche, um Häuser mit Erdwärme zu versorgen und mit dem heißen Wasser aus der Tiefe Strom zu erzeugen. Fachleute nennen das: Geothermie. Der Schwamm in Gerbers Kölschglas könnte dieser Technologie zu einem neuen Boom verhelfen – denn der Schwamm soll Lithium-Ionen aus dem Thermalwasser heraussaugen.
Katharina Gerber ist Chefchemikerin von Vulcan Energie. Noch ist das Unternehmen ein kleines Start-up, aber wenn Gerbers Schwamm funktioniert, dann könnte Vulcan Energie zu einem internationalen Rohstoffkonzern aufsteigen und Deutschland zu einem der größten Lithium-Produzenten der Welt werden. Gerber ist in Sibirien aufgewachsen. 2001 zog die Familie nach Deutschland, 2003 begann sie in Bonn Chemie zu studieren. Sie promovierte zu Lithium-Ionen-Batterien, denn sie wollte nicht einfach nur Ingenieurin werden. Sie verfolgte ein größeres Ziel: ihren Beitrag zu leisten, um den Klimawandel zu stoppen. Und so entschied sie sich, ihre Forschung in den Dienst besserer, leistungsfähigerer Batterien zu stellen.
Lithium ist ein geladener Zwerg
2014 zog sie weiter in die USA und arbeitete als technische Expertin bei der Kalifornischen Energiekommission, bis sie auf einem Kongress von zwei Männern hörte, die in der Oberrheinischen Tiefebene Lithium fördern wollen. Gerber war sofort begeistert. Denn ist nicht Lithium der Stoff, aus dem die Energiewende besteht? Sie heuerte an bei Vulcan Energie und machte sich an die Arbeit.
Seitdem entwickelt Gerber den Schwamm in ihrem Labor nördlich von Karlsruhe, das etwa so groß ist wie ein Klassenzimmer. Außer ihr arbeiten hier nur zwei Laboranten. Vor ihrem Fenster erstreckt sich der Hardtwald, auf dem Boden steht kanisterweise Thermalwasser aus der Pfalz. In dem Thermalwasser unter dem Rhein sind nicht nur Lithium-Ionen gelöst, sondern noch Dutzende weitere Ionen – also elektrisch geladene Atome. „Kalzium-Ionen, Magnesium-Ionen, Natrium-Ionen“, zählt Gerber auf, „eigentlich ist da das halbe Periodensystem drin.“
Lesen Sie hier: Wie die Sindelfinger Firma Körner Druck untergegangen ist
Aber Katharina Gerber will ja keine Kalzium-Ionen, keine Natrium-Ionen und auch keine Magnesium-Ionen – sondern ausschließlich Lithium-Ionen. Kein anderes metallisches Ion ist so klein und dabei gleichzeitig so geladen wie Lithium. Diese Eigenschaft nutzt Gerber aus, um es einzufangen. Weil die Ionen im Thermalwasser geladen sind, ziehen sie die umliegenden Wassermoleküle an. Die Ionen bilden eine Hülle aus Wassermolekülen um sich herum, die sie stabilisieren. Ionen wie Magnesium oder Natrium begnügen sich mit sieben oder acht Wassermolekülen. Nur Lithium, dieser geladene Zwerg, will mehr, am liebsten hätte Lithium 20 Wassermoleküle um sich herum. Aber es kann nicht einfach jedes Ion so viele Wassermoleküle an sich reißen, wie es will – dafür gibt es zu viele Ionen in dem salzigen Thermalwasser. Die Ionen konkurrieren untereinander um die Wassermoleküle, und weil Lithium so viele von ihnen braucht, um sich zu stabilisieren, ist es permanent im Nachteil. „Im Thermalwasser ist Lithium frustriert“, sagt Gerber.
Die deutsche Industrie lechzt nach Lithium
Es gibt noch andere Stoffe, die Lithium-Ionen stabilisieren. Aluminiumoxid zum Beispiel – das ist das Material, aus dem der beige Schwamm im meterhohen Kölschglas besteht. Immer wieder lassen Gerber und ihre beiden Laboranten das Thermalwasser durch den Schwamm aus Aluminiumoxid laufen, der so kleine Poren hat, dass nur das winzige Lithium sich in ihnen einnisten kann. Magnesium, Kalzium und der Rest des Periodensystems sind alle zu groß für die Poren. Das Lithium-Ion hat die Poren ganz für sich und kann sich ohne Wassermoleküle stabilisieren: So ist das Lithium nicht mehr frustriert, und Katharina Gerber hat einen Schwamm, der mit Lithium vollgesogen ist.
„Unter Laborbedingungen funktioniert das schon gut“, sagt Gerber, kompliziert werde es, wenn sie den Schwamm im industriellen Maßstab verwenden wollen. Noch in diesem Jahr will Vulcan Energie eine Pilotanlage im rheinland-pfälzischen Insheim bauen. „Das ist ein sportlicher Zeitplan“, sagt Gerber.
Die deutsche Industrie lechzt nach Lithium, dem wichtigsten Rohstoff für moderne Batterien. Im ganzen Land stampfen Autohersteller Batteriefabriken aus dem Boden: in Erfurt, Salzgitter, Tübingen, Grünheide und Kaiserslautern. Und jede einzelne davon wird tonnenweise Lithium brauchen.
Das ganz große Geschäft
Lithium ist ein globales Business, und so begann auch die Geschichte der deutschen Lithium-Förderung auf der anderen Seite der Welt: In Perth, einem Zentrum der Montanindustrie, suchte der australische Rohstoffhändler Francis Wedin weltweit nach neuen Lithium-Quellen. Nicht lange, da bekam er heraus, dass das Thermalwasser unter dem Rhein eine der höchsten Lithium-Konzentrationen der Welt hat.
Wedin witterte ein Geschäft. Zumal Geothermie-Anlagen das heiße Thermalwasser ja ohnehin an die Oberfläche pumpen, um daraus Strom und Wärme zu gewinnen. Wedin recherchierte, wer sich mit Geothermie am Rhein auskennt – und stieß auf Horst Kreuter aus Karlsruhe. Der plant seit den späten 1990er Jahren Geothermie-Anlagen am Oberrhein. Im Mai 2018 schrieb Wedin an Kreuter eine Mail: Ob man dieses Lithium nicht gemeinsam fördern wolle? Kreuter wollte, und schon zwei Monate später gründeten er und Wedin das australisch-deutsche Start-up Vulcan Energie.
Lesen Sie hier: Rechtsstreit wegen der Pflanze Artemisia annua – Ein Tee erhitzt die Gemüter
Seinen deutschen Hauptsitz hat das Unternehmen in einer Stadtvilla in der Karlsruher Weststadt. Im Erdgeschoss sitzt Horst Kreuter in seinem Büro, hinter ihm hängt ein Farbfeldgemälde, das seine Frau gemalt hat. Kreuter hat sich in den vergangenen 20 Jahren ein Geothermie-Imperium aufgebaut. Seine Unternehmen planen Anlagen auf der halben Welt: Tansania, Uganda, Schweiz et cetera. Und nun will der umtriebige Geschäftsmann in den Markt für Lithium einsteigen.
Gibt es unkalkulierbare Risiken?
Bislang kommen rund 80 Prozent des Lithiums aus Chile und Australien. Dort wird Lithium entweder unter gigantischem Energieaufwand in Verdunstungsbecken gewonnen oder im Tagebau aus der Erde geholt, bevor es nach Deutschland verschifft wird. Kreuter dagegen verspricht, das umweltfreundlichste Lithium der Welt zu fördern: Weil die Geothermie-Anlagen ja nicht nur Thermalwasser nach oben befördern, sondern auch Strom erzeugen, werde sein Lithium rechnerisch CO2-frei gewonnen. Investoren stünden bei ihm Schlange. Ab 2024 will Kreuter 15 000 Tonnen im Jahr fördern, später sollen es 40 000 werden – genug für eine Millionen Elektroautos. Er will das Lithium in eigenen Anlagen herausfiltern, und er will seinen magischen Schwamm bei anderen Geothermie-Betreibern in der Region einbauen. „Wir stehen mit allen im Gespräch. Es gibt in der Oberrheinischen Tiefebene keinen Geothermie-Betreiber, der nicht auch Lithium auf dem Zettel hat.“
Bislang stehen im deutschen Teil des Oberrheins drei Tiefengeothermie-Kraftwerke: eins in Baden-Württemberg und zwei in Rheinland-Pfalz. Kreuter hat sich in der Branche umgehört und behauptet: In Baden-Württemberg seien aktuell bis zu 15 weitere geplant, in Rheinland-Pfalz sogar bis zu 19.
Während Horst Kreuter davon träumt, mit seinen Geothermie-Anlagen CO2-freies Lithium zu fördern, wächst bei Karin Rother die Angst vor den Risiken und Nebenwirkungen dieser Technologie. Rother sitzt mit ihrem Mann auf der Terrasse ihrer Doppelhaushälfte. Das Ehepaar zählt sich zu den Geothermie-Gegnern, seit 2006 in Basel Forscher ein Erdbeben auslösten, als sie Wasser in ein Bohrloch pressten. Noch Monate später bebte die Erde in der ganzen Region so stark, dass die Erschütterungen bis nach Freiburg spürbar waren. Damals lebten die Rothers in Freiburg, als der Boden unter ihnen grollte und in den Regalen die Gläser klirrten. „Wir sind panisch rausgerannt“, sagt Rother, „das prägt einen.“ Vergangenes Jahr lösten Geothermie-Bohrungen bei Straßburg erneut ein Beben aus – wahrscheinlich hatten die Wissenschaftler mit zu viel Druck gebohrt.
Widerstand in Waghäusel
Heute leben die Rothers in Waghäusel, rund 30 Kilometer nördlich von Karlsruhe. Als sie 2019 aus einem Urlaub an der Nordsee heimkamen, fiel ihnen auf, dass in der ganzen Gemeinde kleine Sonden im Boden steckten. Die Sonden gehörten der Deutschen Erdwärme, einem Unternehmen, das in Waghäusel eine Tiefengeothermie-Anlage errichten will. „Aber was glauben Sie wohl, worum es denen wirklich geht?“, fragt Karin Rother. „Um das Lithium natürlich!“, ruft ihr Mann.
An diesem Abend berät der Gemeinderat von Waghäusel über die geplante Geothermie-Anlage. Rother steigt mit ihrem Mann in ihren Audi und fährt zur Rheintalhalle. In der holzvertäfelten Halle sitzen die Gemeinderäte unter hochgeklappten Basketballkörben, zwischen den Tischen reichlich Abstand. Im hinteren Teil der Halle sitzen etwa 100 Bürger, manche von ihnen tragen T-Shirts mit der Aufschrift „Geothermie? Nein, danke.“ „Die sind fast alle wegen uns hier“, sagt Rother stolz. In den vergangenen Tagen haben sie 4500 Flyer in der Stadt verteilt.
Roman Link, ein höflich lächelnder Vertreter der Deutschen Erdwärme, kommt auf die Bühne und wirbt für das Projekt: Waghäusel könne eine klimaneutrale Kreisstadt werden, sagt er, mittelfristig sei sogar ein Wärmenetz drin, die Gewerbesteuern nicht zu vergessen! Doch das interessiert die Bürger nicht. „Sie werden doch sicher nicht auf das Lithium verzichten wollen“, wirft ihm eine AfD-Gemeinderätin entgegen und erntet Applaus von den Bürgern. Bevor der Sprecher der Deutschen Erdwärme etwas erwidern kann, beendet der Bürgermeister die Sitzung. Wegen Corona könne man nicht so lange in der Halle bleiben.
Warum diese Geheimniskrämerei?
Am nächsten Tag: Anruf bei Roman Link. Warum hat er in der Rheintalhalle nichts von der Lithium-Förderung erzählt? Link räumt ein: Man stehe zwar mit der Vulcan Energie in Austausch und habe beantragt, im Thermalwasser nach Lithium suchen zu dürfen. Aber noch gäbe es ja sowieso keine Technologie, um das begehrte Leichtmetall aus dem Thermalwasser zu filtern.
Warum diese Geheimniskrämerei? Horst Kreuter weiß es auch nicht. Er könne nur spekulieren. Weil die Deutsche Erdwärme Angst habe, dass Lithium-Förderung ihrem Image schade? Rohstoffförderung klinge für manche schmutzig, und wenn diese Rohstoffe dann noch mithilfe von Geothermie gefördert werden sollen, die im Verdacht steht, Erdbeben auszulösen – dann könnten Anwohner argwöhnisch werden. Der Lithium-Experte nennt es den Not-in-my-backyard-Effekt: Elektroautos seien beliebt, aber das Lithium solle doch lieber weiter aus Übersee kommen.
Diese Bedenkenträgerei nervt die Chemikerin Katharina Gerber. Dass Menschen Angst vor Erdbeben haben, könne sie nicht verstehen – mittlerweile habe man die Technologie doch unter Kontrolle. In Kalifornien, sagt Gerber, seien die Menschen begeistert von Geothermie. Im Sommer wird sie zurück nach Kalifornien ziehen. Den perfekten Aluminiumoxid-Schwamm muss dann jemand anderes entwickeln – aber dass der Schatz unter dem Rhein geborgen wird, daran zweifelt Katharina Gerber nicht.