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LITHIUM-MYTHEN AUF DER SPUR


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Auto Bild - epaper ⋅ Ausgabe 26/2022 vom 30.06.2022
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Bildquelle: Auto Bild, Ausgabe 26/2022

Das Leben ist zurück in Camar. 83 Einwohner zählte das kleine Dorf auf 2700 Metern Höhe noch vor drei Jahren, mittlerweile sind es wieder mehr als 130. Der Bau eines Kindergartens und einer Grundschule, vor allem aber die Errichtung eines Solarparks samt Stromspeicher-Anlage hat die Landflucht gestoppt und viele der Atacameños, wie sich die Ureinwohner der Atacama nennen, aus San Pedro oder auch Santiago de Chile zurück in ihre Heimat gelockt. Camar verfügt nun über eine Straßenbeleuchtung, in den zahlreichen Neubauten entlang der Dorfstraße brummen Kühlschränke und Klimaanlagen. Und das Schönste ist: Der Strom kostet nichts.

Dorfbewohnerin Theresa strahlt über das ganze Gesicht. Wir treffen sie vor dem kleinen Kraftwerk am Ortsausgang, wo sich eine steinige, ungeteerte Straße weiter hinaufwindet, dem schneebedeckten Gipfel des Vulcan Lascar entgegen. Wir stehen an einem von allerlei Büschen ...

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... umfassten Betonbecken, in das kaltes Bergwasser plätschert. Auch an Wasser scheint es den Bewohnern von Camar also nicht zu mangeln.

Trotzdem ist Camar nach europäischen Maßstäben alles andere als ein Paradies. Der Boden ist staubtrocken und steinhart, im Jahr fallen im Schnitt nur 30 Millimeter Regen. Und die Höhenluft ist so dünn wie die Schicht des Wohlstands, die sich über das Dorf gelegt hat – dank des Lithiumabbaus unten im Tal.

In der 60 Kilometer entfernten Hochebene des Salar de Atacama pumpt die Sociedad Química y Minera (SQM) seit inzwischen über 25 Jahren aus, je nach Bohrstelle, zwei bis 150 Metern Tiefe Sole nach oben. Die Lösung, die achtmal so viel Salz enthält wie Meerwasser, wird in fußballfeldgroße Extraktionsbecken geleitet und anschließend immer wieder umgepumpt, von einem Becken ins nächste. Über ein Jahr lang, bis unter der sengenden Sonne durch Verdunstung und Ausfällung von Kalisalzen (die unter anderem in der Düngemittelindustrie Verwendung finden) von der ursprünglich blauen Lösung nur noch eine dunkelgelbe schmierige Brühe übrig geblieben ist – Lithiumchlorid mit einer Konzentration von etwa sechs Pro- zent. Mit Kesselwagen wird die Lösung zur weiteren Verarbeitung in eine Fabrik nahe der Küstenstadt Antofagasta transportiert, wo sie zu hochreinem Lithiumcarbonat und Lithiumhydroxid verarbeitet wird – dem neuzeitlichen „weißen Gold“, ohne dass kein Lithium-Ionen-Akku funktionieren und kein Elektroauto fahren würde.

Es ist ein Riesengeschäft, da die weltweite Nachfrage in den vergangenen Jahren durch die Elektromobilität geradezu explodiert ist.

Woher kommt das Lithium?

Das Metall kommt auf der Erde häufiger vor als Blei, Zinn oder Silber. Nur nicht immer da, wo man es leicht gewinnen kann.

Lithium ist das leichteste bekannte Metall und entstand zusammen mit Wasserstoff und Helium beim Urknall vor mehr als 13 Milliarden Jahren. Die Ozeane enthalten schätzungsweise 230 Milliarden Tonnen Lithium – allerdings nur in einer so geringen Konzentration, dass es derzeit unwirtschaftlich ist, das Metall aus dem Meer zu gewinnen.

In geologischen Systemen ist Lithium seit der Entstehung der Erde in einen natürlichen Kreislauf des geochemischen Recyclings und der Neukonzentration in der Tiefe eingebunden. Vulkane und heiße Quellen bringen es an die Oberfläche.

Der Salar de Atacama in Chile weist von allen Solesystemen den höchsten Lithiumgehalt auf. Aktive Vulkane in den Anden haben sich mit Lithium aufgeladen, das aus dem Schmelzen von alten Meeres-Sedimenten stammt (die mit Lithium angereichert sein können). Durch tektonische Kräfte wurden diese unter den Kontinent gepresst.

Es ist bekannt, dass im Salar de Atacama aktive heiße Quellen den Salar speisen. Diese tragen das Lithium in die Soleschichten tief unter den salzigen Oberflächenlagunen. So sorgen Topografie, Geologie und Geomorphologie sowie das Mikroklima für besonders hohe Konzentrationen von Lithium..

Der Geologe Richard Harrington leitet die Erdkundliche Abteilung im Museum für Naturgeschichte (NHM) in London.

Begehrt und teuer

Denn in einem Akku mit einer Speicherkapazität von 50 kWh stecken immerhin rund neun Kilogramm Lithium. Und die Akkus vieler E-Autos sind meist größer und die Stromer werden immer zahlreicher. Mit der Folge, dass zwischen der Produktion von und der Nachfrage nach Lithiumcarbonat eine immer größere Lücke klafft. Für das laufende Jahr rechnen die Experten von McKinsey & Company mit einer Produktion von etwa 438 000 Tonnen Lithiumcarbonat-Equivalent (LCE) – und einem Bedarf von 689 000 Tonnen. Und in den kommenden Jahren wird sich die Nachfrage nach dem Rohstoff weiter dynamisch entwickeln.

Michael Schmidt von der Deutschen Rohstoffagentur (DERA), der uns auf der Reise durch den Norden Chiles zusammen mit Vertreterinnen der deutschen Botschaft und der deutsch-chilenischen Handelskammer ein Stückweit begleitete, erwartet deshalb massive Versorgungsengpässe speziell in Europa, dem aktuellen Hotspot der Elektromobilität (siehe Interview Seite 18).

Umfangreiche Ausführungen dazu wird Schmidt in der neuen Ausgabe seiner „Rohstoffrisikobewertung Lithium“ machen. Sie soll dieser Tage von der DERA veröffentlicht und anschließend auf einem Industrieworkshop mit Vertretern der Autoindustrie diskutiert werden. Auch auf die bedenkliche Entwicklung der Rohstoffpreise geht der Bericht ausführlich ein: Auf dem chinesischen Spotmarkt kostet das Kilogramm Lithiumcarbonat aktuell umgerechnet um die 65 Euro – etwa sechzehnmal so viel wie noch Ende 2020.

Lithium-Lieferant SQM, mit einer Jahresproduktion von 100 000 Tonnen LCE in Chile einer der größten Anbieter weltweit, hat dabei ganz ordentlich mitverdient: Im vergangenen Jahr verdoppelte sich der Gewinn des Konzerns vor Steuern und Abschreibungen auf 1,186 Milliarden Dollar. 40 Prozent davon steuerte das Lithium-Geschäft bei. Und im ersten Quartal dieses Jahres machte SQM allein mit Lithium Gewinne von 800 Millionen Dollar.

„Der Markt muss in acht Jahren um den Faktor vier wachsen.“

Knoblauch und Wein

Ein Teil davon fließt in soziale Projekte wie das in Camar, mit denen die Lebensbedingungen in den Gemeinden rund um den im Salar de Atacama verbessert werden sollen.

Solar- und Wasseraufbereitungsanlagen entstehen, Schulen und Kindergärten. Und Agraringenieure helfen den Bauern in der Region, den Boden nach neuesten Methoden zu bearbeiten, auf dass darauf nicht nur Knoblauch und Alfalfa wächst, sondern auch Wein angebaut werden kann – trotz des Wassermangels und der angeblichen Absenkung des Grundwasserspiegels durch die Lithium-Förderung im ferneren Nukleus des Salar. Bei den Verhandlungen mit dem chilenischen Verband zur Produktionsförderung, der im Salar die Schürfrechte erteilt, hat sich das Unternehmen verpflichtet, bis zum (vorläufigen) Auslaufen der Konzession im Jahr 2030 insgesamt 717 Millionen Dollar an die indigenen Atacameño-Gemeinschaften sowie die Regionalregierung von Antofagasta zu zahlen. 4,2 Milliarden Dollar sind im gleichen Zeitraum für Pachtzahlungen veranschlagt. Ähnliche Summen bringt der US-Konzern Albumerle auf, der zweite große Lithium-Produzent im Salar.

So viel zur These mancher Nichtregierungs-Organisationen aus Europa, wonach die Rohstoffkonzerne mit ihren Aktivitäten die Lebensweise der indigenen Bevölkerung sowie die Umwelt zerstören – und sich dabei die Taschen vollstopfen. Foto: Mauricio Andrés Olivares Pizarro Pamela Condoni gerät in Wallung, als sie bei unserem Besuch in Rio Grande de Atacama, einem anderen, rund 50 Einwohner zählenden Dorf auf 3221 Metern Höhe, von der Kritik in Europa am Lithiumabbau im Salar hört: „Was erzählen die da?“

Die resolute Mittvierzigerin ist nicht nur Mitglied des Dorfrats, sondern auch Vizepräsidentin der Asociación Indígena Consejo de Pueblos Atacameños, in dem sich 18 indigene Gemeinschaften aus der Region zusammengeschlossen haben, um ihre Interessen zu wahren – gegen die Rohstoffkonzerne, aber auch gegen die Regierung in der Hauptstadt Santiago, von der sich die Landbevölkerung sträflich vernachlässigt sieht.

Dort wird in einer verfassungsgebenden Versammlung gerade unter anderem heftig diskutiert, ob die Natur Chiles Rechte haben sollte, die Ausbeutung der Erde gestoppt gehört und Wasser zum öffentlichen Gut erklärt werden sollte. Und was Wasser überhaupt ist. Zählt die Sole unter der Oberfläche des Salzsees in der Atacama auch dazu? Oder ist Wasser per Definition nur auf Trinkund Grundwasser beschränkt? Für Pamela Condoni ist die Sache klar: Auch wenn die Sole aufgrund der extrem hohen Salzkonzentration für Mensch wie Tier ungenießbar sei, sei es Flüssigkeit auf Wasserbasis und damit Gemeingut. Auch schuldeten die Rohstoffkonzerne der Bevölkerung des Salar etwas für die Ausbeutung der Lithium-Vorkommen. Für sie ist das keine Frage. Aber sollte die Diskussion in der Hauptstadt letztlich auf eine Verstaatlichung der Lithiumproduktion hinauslaufen, wäre das für die Menschen in der Region eine Katastrophe: „Dann sterben wir alle.“

Ist Wasser per Definition nur Trink- und Grundwasser?

Klar: SQM und Albumerle müssten dann ihre Aktivitäten einstellen und könnten keine Wasser- und Landwirtschaftsprojekte mehr finanzieren wie das in Pamelas Heimatdorf Rio Grande. Die Diskussion birgt also einiges an sozialem, politischem wie wirtschaftlichem Sprengstoff. Und das nicht erst seit dem Start der Verhandlungen über die neue Verfassung Chiles. Denn nichts ist in einer Wüste kostbarer als Wasser. Und die Lithiumproduktion benötigt ohne Frage Wasser in großen Mengen. Zur Beförderung der Sole zu den Bohrlöchern und anschließend zum Pumpen aus der Tiefe an die Oberfläche.

Das weiß niemand besser als Corrado Tore, den wir in San Pedro de Atacama treffen, einer von Touristen aus aller Welt überlaufenen kleinen Oase im Schatten des Vulkans Licancabur. Der gebürtige Italiener, der seit 2005 als Chef-Hydrologe für SQM arbeitet, fährt mit einem knallroten Toyota-Pickup vor unserem Hotel vor, mit wippender Wurfantenne für die Funkanlage und Rundum-Beleuchtung. Die Ausstattung ist Pflicht in der Atacama – für den Fall, dass das Auto aufgrund techischer Probleme oder nach einem Unfall nicht mehr fahrtüchtig sein sollte. Die Insassen sollen dann schnell geortet werden können, um nicht zu verdursten.

Trockene Marslandschaft

Ja, Wasser sei äußerst knapp im Salar und der Klimawandel mache es nicht besser, erzählt Tore, während wir über die gut ausgebaute Fernstraße 23 gen Süden rollen. In der Tat: Die Vegetation am Straßenrand ist äußerst dürftig, die Macchia auf seiner Heimatinsel Sardienien sei dagegen geradezu paradiesisch. Hier und da sieht man an Wasserlöchern eine Herde Lamas oder ein paar Vikunias. Nach den Straßenschildern zu schließen, sollen in der Steppe auch ein paar wilde Esel leben. Aber je weiter wir nach Süden kommen, desto mehr fühlen wir uns wie auf dem Mars – in einer Wüste aus rotem Stein und Staub. Bizzar wird es, als wir nach einer Stunde Fahrt nach rechts abbiegen und über eine Schlaglochpiste auf den riesigen Salzsee fahren, der sich über die Talsenke erstreckt. Die Oberfläche glitzert in der Sonne vor lauter Salzkristallen, die Luft flimmert vor Hitze: Ohne Schutzkleidung und Sonnencreme mit Lichtschutzfaktor 50 wagt sich hier niemand vor die Tür. Schon gar nicht die Beschäftigten von SQM, die hier täglich Tausende von Litern Sole aus dem Boden pumpen und in unzählige Extraktionsbecken leiten, um daraus später Kalium, Natrium, Magnesium und verschiedene andere Salze zu gewinnen. Und ganz am Ende des Prozesses Lithiumchlorid – aus dem nach der Reinigung und Trocknung in der Raffinerie Lithiumcarbonat oder das noch hochwertigere Lithiumhydroxid wird.

Dafür braucht es Wasser, jede Menge Wasser. Brauchwasser aus der Kläranlage in der Raffinerie in Antofagasta, Brunnenwasser aus dem Salar. Tore macht kein Geheimnis daraus: „Es wird alles genau dokumentiert“ – und ist im Internet nachzulesen. Mit seinem 250-köpfigen Team habe er dafür den Salzsee und dessen Randbereiche nach und nach mit einem riesigen Netz von über 225 Messstationen überzogen.

Bis zu 1600 Liter Sole dürfte das Unternehmen nach den Genehmigungen fördern und dafür 240 Liter Grundwasser nutzen – pro Sekunde. Tatsächlich nutze man hier wie da aber nur die Hälfte des Pumpvolumens. Und der Wasserbedarf sinke trotz steigender Lithiumproduktion eher als dass er steige, erklärt der Hydrologe in seinem klimatisierten Büro anhand zahlreicher Schaubilder. Denn durch das Monitoring ließen sich die Bewegungen der Sole im Untergrund besser verfolgen und die ertragreicheren Schichten effizienter anzapfen. Seit 2016 sei auf diese Weise die Entnahme von Grundwasser bereits um 40 Prozent gesenkt worden. Aktuell würden für ein Kilogramm Lithiumcarbonat nur noch 22,5 Liter Wasser aufgewendet – „die Landwirtschaft und der Tourismus verbrauchen ein Vielfaches“.

„Landwirtschaft und Tourismus verbrauchen ein Vielfaches.“

„Lithium ist alternativlos“

Der Geologe Michael Schmidt von der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) erwartet schon bald massive Lieferengpässe.

Herr Schmidt, die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien wächst rasant. Drohen Lieferengpässe bei Lithium?

In den zurückliegenden Monaten hat sich der Lithium-Markt extrem dynamisch entwickelt – was die Nachfrage anbetrifft, die Preise sowieso. Diese sind seit Dezember extrem gestiegen, was nicht nur die Fahrzeug-, sondern auch Batterie- und Kathodenhersteller massiv in Bedrängnis bringen dürfte. Und das wird sich so schnell nicht beruhigen, wenn man sich all die Ankündigungen zu neuen Elektroautos ansieht. Wenn man diese alle zusammenzählt, sind wir bei rund 1000 Gigawattstunden an Batteriefertigungskapazitäten, die benötigt werden. Europa entwickelt sich gerade zu einem Hotspot der Elektromobilität.

... ohne die nötigen Rohstoffe zu besitzen.

Richtig. Wir können uns mit den für die Batterieherstellung erforderlichen Rohstoffen wie etwa Lithium nicht vollständig selbst versorgen. Weder primär, noch durch das an Bedeutung zunehmende Recycling.

Immerhin gibt es Projekte, im Erzgebirge und im Oberrheingraben, Lithium zu gewinnen.

Ja das stimmt. Wenn all diese Pro- jekte – auch die in Spanien, Portugal, Österreich, Finnland und Serbien – zu 100 Prozent und zeitgleich umgesetzt werden, kommen wir vielleicht auf eine Abdeckung des Bedarfs von 15 bis 25 Prozent.

Wenn. Noch sind das nur Hoffnungsträger.

Genau. Wir haben im Moment in Europa keinen real existierenden Lithiumabbau. Dass es Lithium im Tiefenwasser des Oberrheingrabens gibt, ist seit Jahrzehnten bekannt. Aber gerade da sind durchaus noch viele Fragen offen, die geklärt werden müssen, ehe diese Vorkommen gewonnen werden können. Aufgrund von Genehmigungsverfahren und unterschiedlichen Projektstadien sind signifikante Mengen vermutlich nicht vor 2025 zu erwarten. Eher später.

Lithium für die Akkus werden wir uns also außerhalb Europas beschaffen müssen.

Vollkommen richtig. Und das wird vermutlich schwer: Der Markt für Lithium hatte 2015 eine Größe von etwa 33 000 Tonnen weltweit. 2020/21 waren es schon etwa 85 000 Tonnen. Und 2030 erwarten wir einen weltweiten Bedarf von bis zu 400 000 Tonnen. Das heißt, der Markt muss in acht Jahren um den Faktor vier bis sechs wachsen – um sich dann bis 2040 vermutlich noch einmal zu verdoppeln. Die Bergbauindustrie müsste also extrem wachsen und Förderkapazitäten erweitern. Und das muss sie nachhaltig tun. Das stellt eine enorme Herausforderung dar.

Wir steuern also auf ein massives Versorgungsproblem zu?

Vermutlich ja. Angebot und Nachfrage werden global weiter auseinanderdriften. Wir rechnen mit einem sehr großen Defizit, das sich schon 2024 deutlich herauskristallisieren könnte.

Was müsste man jetzt tun?

Man müsste jetzt sehr viel Geld in die Hand nehmen, oder es schon getan haben. In Australien und Chile, den wichtigsten Lieferländern, sind die Unternehmen dabei, ihre Kapazitäten entsprechend zu erweitern.

Aber das geht eben nicht von einem Tag auf den anderen.

Was bremst die Erweiterung der Kapazitäten noch?

Vorkommen müssen erst einmal gefunden und erschlossen werden. Das braucht Zeit. Auch kann man die Produktionskapazitäten eines Werks nicht einfach verdoppeln. Der Markt ist aktuell in einem hohen zweistelligen Milliarden US-Dollar-Bereich unterfinanziert.

Trotz der hohen Preise?

Ja. Und kaum jemand ist bereit, Risikokapital in diesen Höhen in die Hand zu nehmen, um in solche Projekte einzusteigen.

Elon Musk vielleicht. Er deutete das in einem Tweet an.

Ja, ich habe den Tweet gelesen. Ich traue ihm diesen Schritt durchaus zu. Er könnte, je nach Art und Weise des Engagements, wegweisend sein für die Automobilindustrie. Wieder einmal.

Lithium ist nicht zu ersetzen?

Bei den Lithium-Ionen-Batterien, auf die sich Autoindustrie und Zellfertiger für die nächsten 10 bis 15 Jahre festgelegt haben, ist Lithium chemisch alternativlos. Lithium hat spezielle Eigenschaften, die kein anderes Element aufweist. Wir brauchen es – egal, ob es eine NMC- oder eine LFP-Batterie ist.

Fotos: DERA, Franz W. Rother

Anschließend legt der Hydrologe noch eine Folie auf, die belegen soll, dass der unter der Sole liegende Grundwasserspiegel seit dem Beginn der Lithiumproduktion nicht gesunken ist. Weder im Nukleus des Salar, noch in den Randbereichen der Salzwüste, wo sich das Wasser in Lagunen sammelt – und der Andenflamingo seine Heimat hat.

Oder jedenfalls nicht stärker als nach den Dürreperioden und Niederschlagsmengen hier oben zu erwarten wäre. Tore hat keinen Zweifel: „Der Klimawandel ist auch hier längst angekommen. Es fällt weniger Regen als früher. Und wenn er mal fällt, dann umso heftiger.“ In Sturzbächen fließt er dann auch tief hinein in den Nukleus. Tore macht sich deshalb Sorgen, dass die Was- sermassen ins Erdreich sickern und die Sole so sehr verdünnen, dass eine Lithiumgewinnung unwirtschaftlich würde. Das wäre übel: SQM will seine Produktion bis 2023 verdoppeln.

Auf dem Rückweg haben wir dann noch eine unheimliche Erscheinung: Der Turm des gigantischen Solar-Kraftwerks Cerro Dominador sieht mit seiner im Sonnenlicht glühenden Spitze aus wie Isengart aus Tolkiens „Herr der Ringe“. 10 600 bewegliche Spiegel bündeln die Sonnenkraft, um flüssiges Kaliumnitrat auf 560 Grad zu erhitzen. Eine Dampfturbine produziert damit Strom rund um die Uhr. Drei weitere Anlagen des Typs sind geplant – die Salze aus dem Salar bleiben begehrt. Und zumindest an Energie herrscht dann kein Mangel mehr.

Zum Monitoring-System von SQM geht es hier www.sqmsenlinea.com