Mit 1400 Mitarbeitern ist das in Freiburg angesiedelte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE das größte europäische Solarforschungsinstitut. Die Arbeitsgruppe »Wasseraufbereitung und Stofftrennung – WTS hat in den vergangenen 15 Jahren intensiv an der Entwicklung von thermisch und elektrisch getriebenen Entsalzungsverfahren für die Gewinnung von Trinkwasser aus sowie die Aufbereitung von Industrieabwässern gearbeitet. Dabei wurden umfangreiche Laboreinrichtungen sowie Pilotanlagen aufgebaut und betrieben. Besonderer Schwerpunkt liegt aktuell in der Entwicklung und Kombination von Membranverfahren und Reaktoren zur Aufkonzentration von Sole für ZLD-Anwendungen und der Gewinnung von Wertstoffen aus Sole. Das ISE ist hier vor allem bei der Überführung von Technologien aus dem Labormaßstab
in die Anwendung tätig. In den vergangenen fünf Jahren wurde am ISE unter anderem Prozesstechnik entwickelt, um geothermale Solen für die Lithiumgewinnung aufzubereiten. Dazu wurden am ISE Demonstratoren gebaut, die auf Basis von chemischer Fällung, Fest-Flüssigseparation, Umkehrosmose und thermischer Verdampfung eine für die Lithiumfällung erforderliche Aufkonzentration und Separation von Salzen ermöglicht haben. Die Demonstratoren wurden in einem Geothermiekraftwerk in Insheim (Deutschland)
und an einer Geothermalquelle in Puyehue (Chile) getestet. Gegenwärtig wird ebenfalls Prozesstechnik für die Gewinnung von Wertstoffen aus Meerwasser entwickelt. Eingesetzt werden hier z.B. Elektrodialyse oder Vakuum-verdampfer basierend auf Brüdenkompression. Hierzu wurden im vergangenen Jahr ein
experimentaler Brüdenverdichter aufgebaut.
Ansprechpartner:
Paul-Louis Wöhrlin M.Sc.
paul-louis.woehrlin@ise.fraunhofer.de
Die Deutsche ErdWärme ist Deutschlands größter privater Entwickler von Erdwärmeanlagen. Mit unserer langjährigen Erfahrung und Expertise entwickeln wir maßgeschneiderte Lösungen für die Wärmeversorgung der Zukunft. Unser Ansatz ist ebenso individuell wie zielgerichtet: Wir orientieren uns an den spezifischen Bedürfnissen unserer Projektpartner und gewährleisten eine enge Zusammenarbeit sowie volle Transparenz in jeder Phase. Wir übernehmen nicht nur die Verantwortung für Planung, Bau und Betrieb der Anlagen, sondern auch für deren Finanzierung – und bieten so stabile Partnerschaften auf Grundlage von Vertrauen und gemeinsam getragenem Risiko. Geothermie ist eine komplexe Technologie, die enormes Potenzial für die Wärmewende birgt. Mit unserer Expertise schließen wir die Lücke zwischen den Zielen der Wärmewende und innovativen Technologien. So schaffen wir effiziente und nachhaltige Lösungen für Ihre Wärmeversorgung – alles aus einer Hand und mit geteiltem Risiko. Gemeinsam machen wir Ihre Wärmewende zu einer erfolgreichen Realität.
Ansprechpartner:
Dr. Sebastian Homuth
sebastian.homuth@deutsche-erdwaerme.de
Mit der zunehmenden Erschöpfung fossiler Brennstoffe gewinnt die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen immer mehr an Bedeutung. Die Arbeitsgruppe Energiespeicher- und Energiewandlersysteme wurde 2015 an der Universität Bremen in Kooperation mit dem Fraunhofer IFAM unter der Leitung von Prof.
Fabio La Mantia gegründet. Der Schwerpunkt der Gruppe liegt auf der elektrochemischen Umwandlung chemischer in elektrische Energie und der
Entwicklung effizienter Energiespeichertechnologien.
Ihre Forschung umfasst Themen wie die Entwicklung langlebiger Batterien für stationäre und mobile Anwendungen, Zink-Ionen- und Misch-Ionen-Batterien, die elektrochemische Wasserstoffproduktion sowie innovative Technologien wie elektrochemische Ionenpumpen. Letztere haben vielseitige Anwendungen, etwa in der Lithiumgewinnung aus Salzwasser, Meerwasserentsalzung und Energienutzung aus Salzgradienten. Neben klassischen Charakterisierungsmethoden wie der Elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) werden auch fortschrittliche Analyseverfahren wie DEMS, IDIS und DMFA eingesetzt. Die Gruppe von Prof. La Mantia hat wesentliche Fortschritte bei der
Lithiumgewinnung durch elektrochemische Verfahren erzielt, insbesondere durch den Einsatz von Ionenpumpensystemen, Reaktordesigns und materialselektiven Ansätzen.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Fabio La Mantia
lamantia@uni-bremen.de
Die K-UTEC AG Salt Technologies ist die privatisierte Nachfolgegesellschaft des ehemaligen Kali-Forschungsinstituts der mitteldeutschen Kaliindustrie und kann auf mehr als 70 Jahre Kompetenz in Sachen Salz zurückblicken. Entsprechend ihres historischen Ursprungs hat die K-UTEC auch heute noch in Sondershausen ihren Sitz, agiert mittlerweile aber als international anerkannter und globaler
Ansprechpartner für alle verfahrenstechnischen, analytischen, geomechanischen und geophysikalischen Fragestellungen rund um das Thema Salz. In den letzten 10-15 Jahren hat die K-UTEC ihre Expertise hierbei um die Herstellung und
Verarbeitung von Salzen des Energiemetalls Lithium erweitert. Als Quelle der Lithiumsalze können sowohl Natursolen als auch Li-haltige Mineralien dienen.
Insbesondere der Fachbereich Chemisch Physikalische Verfahrenstechnik (CPV)
der K-UTEC verfügt auf Grund seines langjährigen Know-hows und des hauseigenen Technikums (zur Durchführung von Versuchen in verschiedensten
Maßstäben von der Labor- bis zur Pilotskala) über weitreichende Engineering- Kompetenzen, wie etwa auf den Gebieten Machbarkeitsstudien, Prozessdesign, Basic Engineering, Erstellung von Ausschreibungsunterlagen, Inbetriebnahme,
Probebetrieb, Leistungstests für Prozessanlagen sowie praxisnahe Trainingsmaßnahmen. Im Rahmen des Verbundvorhabens ThermIon wird K-UTEC, ausgehend von der Rückextraktionslösung, die Weiterverarbeitung zu den lithiumhaltigen Produkten
verantworten. Hierbei werden sowohl eine direkte Produktgewinnung aus der Rückextraktionslösung untersucht als auch eine vorgeschaltete Aufreinigung/- konzentration und anschließende Produktgewinnung. Als Produkte werden
Lithiumchlorid LiCl, Lithiumcarbonat Li2CO3 sowie Lithiumhydroxid Monohydrat LiOH·H2O betrachtet. Des Weiteren wird K-UTEC eine gesamtwirtschaftliche Betrachtung des Prozesses vornehmen sowie eine Anlagenkonzeptionierung einer Pilotanlage für ein potentielles Folgeprojekt durchführen.
Ansprechpartner:
Tim Weber
Tim.Weber@k-utec.de
Die DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut (DVGW-EBI) ist eine gemeinnützige Forschungseinrichtung des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfachs e. V. am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). In den Bereichen Gas- und Wassertechnologie wird praxisnahe Forschung zu gas- und wasserfachlichen Themen betrieben. Die Forschungsschwerpunkte der „Wasserchemie und Wassertechnologie“ liegen in den Bereichen Wasseranalytik, Wassertechnologie, Membranverfahren und bildgebendes Verfahren zur Prozessoptimierung. Diese beinhaltet detaillierte
Charakterisierung von natürlichen und technischen Wassersystemen. Die Entwicklung von physikalischen, chemischen und biologischen Wasser- und Abwasseraufbereitungsverfahren ist ein wesentliches Standbein am EBI. Im Besonderen werden Membran- und Oxidationsverfahren und die kombinierten Aufbereitungsverfahren (Oxidationsverfahren in Kombination mit Sorptions-und Membranverfahren) beforscht. Verschiedene Verfahren zu Li-Extraktion werden an der DVGW-Forschungsstelle seit 2018 untersucht und weiterentwickelt.
Ansprechpartnerin:
Alina Schlosser
schlosser@dvgw-ebi.de
Florencias Saravia
saravia@dvgw-ebi.de
Mit rund 10‘000 Mitarbeitern ist das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine der weltweit größten Institutionen für Forschung und Lehre und nimmt in Europa eine führende Position ein. Als „Forschungsuniversität in der Helmholtz- Gemeinschaft“ nutzt das KIT das einmalige Synergiepotenzial, das sich aus der Zusammenführung von Aufgaben der nationalen Großforschung mit denen einer staatlichen Universität ergibt. So leistet das KIT einen wichtigen Beitrag zu den globalen Herausforderungen der Gesellschaft in den Bereichen Mobilität, Information und Energie. Ziel der Geothermieforschung am KIT ist die Entwicklung neuer Technologien für ein nachhaltiges Energiesystem der Zukunft. Die Verknüpfung von Grundlagenforschung und deren Transfer in innovative industrielle Anwendungen folgen einem multidisziplinären Ansatz. Der Lehrstuhl „Geothermie und Reservoirtechnologie“ führt seine Forschungsarbeiten in enger Anlehnung an die
Industrie durch. Die Kernkompetenzen liegen in der numerischen Modellierung gekoppelter THMC-Prozesse im geklüfteten Gestein, geochemischer Modellierung von Wasser-Gesteins-Wechselwirkung, der Integration von Materialwissenschaften und Nanotechnologie in die Reservoirtechnologie sowie geophysikalischen Methoden zur Reservoircharakterisierung und -überwachung. Die wichtigsten wissenschaftlichen Errungenschaften sind eng mit einer intensiven Zusammenarbeit mit lokalen Geothermieprojekten im Oberrheingraben verbunden. In vielen Projekten hat sich hierdurch eine hohe Kompatibilität in der Zusammenarbeit zwischen der universitären Arbeitsgruppe und der Industrie entwickelt. Darüber hinaus besteht dadurch schon immer ein sehr guter Zugang zu Daten und Geothermieanlagen und die Möglichkeit die Wissenschaft im laufenden Kraftwerksbetrieb, d.h. unter den tatsächlich herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen und unter Einfluss der
tatsächlichen komplexen geothermalen Wässer, durchzuführen. Diese Herangehensweise garantiert eine direkte Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Anwendungsfall.
Ansprechpartner:
Dr. Fabian Nitschke
fabian.nitschke@kit.edu
BWG Geochemische Beratung GmbH (BWG) ist seit ihrer Gründung im Jahr 2000 im Bereich der Beprobung und Analyse der Fluidchemie des tiefen Untergrunds aktiv. Die Arbeitsbereiche umfassen dabei die geochemische Vorerkundung und
Prognose von Formationswässern zur geothermischen Nutzung, die Planung und Durchführung geochemischer Untersuchungen während Leistungstests bei der Niederbringung geothermischer Bohrungen und die Überwachung sowie Optimierung des Thermalwasserkreislaufs bei der geothermischen Energieproduktion. In diesem Bereich kann die BWG aus den vergangenen 24
Jahren Erfahrungen von über 40 Standorten vorweisen. Im Zuge der breiten Expertise im Umgang mit geothermischen Fluiden gewinnt zudem das Arbeitsfeld der Rohstoffgewinnung aus geothermalen Fluiden einen immer größeren Stellenwert im Geschäftsfeld der BWG. Seit 2020 ist die BWG
zudem in die Lithiumextraktionsprojekte UNLIMITED und Li+Fluids involviert. In den Projekten wurde durch die BWG unterschiedliche Extraktionsansätze zur
Lithiumextraktion für verschiedene Standorte im Norddeutschen Becken und Oberrheingraben getestet sowie die Integrierbarkeit in den Thermalwasserkreislauf bewertet. Am Standort Neubrandenburg verfügt die BWG über ein gut ausgestattetes Experimentallabor an welches geochemische Proben aufbereitet sowie Wasser-
Gesteins-Wechselwirkungsexperimente durchgeführt werden können. Zudem verfügt die BWG über die notwendige Software und das notwendige Know-How um geochemische Simulationen durchzuführen um die Extraktion von Lithium aus unterschiedlichen Formationen numerisch abzubilden.
Ansprechpartner:
Dr. Valentin Goldberg
vgoldberg@bwg-geochemie.de
Das Labor für Umwelt- und Radionuklidanalytik des VKTA – Strahlenschutz, Analytik & Entsorgung Rossendorf e. V. verfügt über international ausgewiesene Erfahrungen bei der Untersuchung von chemischen Parametern in radioaktiv belasteten Materialien sowie der Analytik von Radionukliden im Aktivitätsbereich von 1 mBq bis 10E8 Bq. Die Schwerpunkte von Forschungsprojekten des VKTA liegen in den Gebieten Umweltuntersuchungen, Bergbausanierung, u.a. der Analytik von hochsalinen Fluiden, der Radionuklidüberwachung und Aktivitätsbestimmung an Probematerialien natürlichen Ursprungs. Das Labor für Umwelt- und Radionuklidanalytik des VKTA ist durch die DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH unter D-PL-14498-01-00 nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 zertifiziert.
Ansprechpartner:
Norman Dietrich
norman.dietrich@vkta.de
Neptune Energy ist ein in Deutschland ansässiges Explorations- und Produktionsunternehmen mit über 135 Jahren Erfahrung im Energiesektor. Das Unternehmen entwickelt aktuell in der Region Altmark in Sachsen-Anhalt ein Projekt zur direkten Lithiumgewinnung (DLE).
2024 erhielt Neptune Energy die bergrechtliche Bewilligung zur Gewinnung von Lithium in der Altmark. In einem Pilotzeitraum bis Mitte 2026 werden verschiedene Technologien zur Lithiumextraktion aus Thermalwasser getestet, um Erkenntnisse für die weitere Projektentwicklung und eine kommerzielle Produktion zu gewinnen. Auf die Pilotphase soll eine Demonstrationsphase folgen, in der der Einsatz einer Extraktionsanlage als nächster Schritt hin zur kommerziellen Produktion erprobt wird.
Die Altmark zählt zu den bedeutendsten Lithiumvorkommen Europas. Erste Nachweise gehen auf geologische Untersuchungen im Rahmen der Erdgasförderung in den 1970er-Jahren zurück. Nach aktuellen Expertenberechnungen liegt das Potenzial der Ressource in der Altmark bei rund 70 Millionen Tonnen Lithiumkarbonat. Bei einer kommerziellen Skalierung könnten jährlich bis zu 25.000 Tonnen Lithiumkarbonat produziert werden – genug, um etwa 500.000 Elektroautos pro Jahr mit Batteriematerial zu versorgen.
Übersichtsartikel zur Lithiumgewinnung in Deutschland mit Fokus auf ThermIon und weitere aktuelle Projekte
Artikel zum Projekt ThermIon in VDI energie + umwelt von Dr. Sebastian Homuth (Head of Operations bei Deutsche ErdWärme)
Experten sind sich einig: keine Energiewende ohne Lithium. Der Bedarf an diesem Schlüsselrohstoff wird bis 2030 wahrscheinlich um das Sechsfache steigen. Deutschland und Europa sind…
Lithium ist ein für die Energiewende elementar wichtiger Lithium ist ein für die Energiewende elementar wichtiger Rohstoff und kommt insbesondere in Lithium-Ione-Batterien…