Untersuchungen zur Lithiumproduktion aus heißen Tiefenwässern in Deutschland; Teilvorhaben: Projektmanagement und techno-ökonomische Analyse: Schlussbericht zum Verbundprojekt UnLimited
Gespeichert in:
| Titel: | Untersuchungen zur Lithiumproduktion aus heißen Tiefenwässern in Deutschland; Teilvorhaben: Projektmanagement und techno-ökonomische Analyse: Schlussbericht zum Verbundprojekt UnLimited |
|---|---|
| Autoren: | Kölbel, Thomas, Herrmann, Laura, Fürniß, Joscha Silas, Pfau, Alisa |
| Verlagsinformationen: | Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025. |
| Publikationsjahr: | 2025 |
| Schlagwörter: | CO2-Emissionen, Lithiummarkt, Kostenanalyse, 500 | Naturwissenschaften, Umweltfaktoren, Geothermie, DLE-Verfahren |
| Beschreibung: | In den letzten Jahren ist der Bedarf an Lithium, vor allem auf Grund des steigenden Anteiles an Elektrofahrzeugen im Mobilitätssektor, stark angestiegen. In der Vergangenheit kam es bereits zu Engpässen bei der Lithiumversorgung, sodass in Zukunft von einer Unterdeckung des Markts ausgegangen werden kann (Schmidt et al., 2023). Daher sind geeignete Recyclingverfahren, aber auch die Lithiumgewinnung aus unkonventionellen Quellen interessant. Momentan kommen zwei Drittel des Lithiums auf Salaren in Südamerika, ein Drittel wird durch den Erzabbau in Australien und China gedeckt (Flexer et al., 2018). In Deutschland können lithiumreiche heiße Tiefenwässer wie sie im Oberrheingraben mit einer Lithiumkonzentration von 100-200 mg/L (Sanjuan et al., 2016) oder im Norddeutsche Becken mit einer Lithiumkonzentration von bis zu 240 mg/L (Regenspurg et al., 2015) vorkommen als Alternativen zu konventionellen Lithiumquellen genutzt werden. Um das Lithium aus den heißen Tiefenwässern zu gewinnen, werden verschiedene direkte Lithiumextraktionsmethoden (DLE) beschrieben, unter anderem Flüssig-Flüssig Extraktion, Membran-Verfahren und Fest-Flüssig-Extraktion. Besonders vielversprechend ist dabei die Fest Flüssig-Extraktion mit Sorbentien. Bei der Erprobung neuer Technologien spielt neben der Wirtschaftlichkeit auch die Nachhaltigkeit eine große Rolle. Für die Lithiumextraktion aus geothermalen Solen konnte eine hohe Abhängigkeit zum Energieverbrauch, vor allem im Post- Processing festgestellt werden. Durch den Einsatz erneuerbarer Energie kann die CO2-Emission des Gesamtprozess gesenkt werden. Neben den Energieverbrauch spielt auch der verwendete Sorbent und dessen Produktionsweg eine entscheidende Rolle bei der CO2-Emission. Innerhalb der Kostenanalyse konnten der Transport und die Energiekosten als Hotspots ausgemacht werden. Durch die Aufkonzentrierung der Lösung können die Transportkosten signifikant verringert werden, gleichzeitig steigen die Stromkosten an. In recent years, the demand for lithium has increased significantly, primarily due to the growing share of electric vehicles in the mobility sector. In the past, there have already been shortages in lithium supply, suggesting that the market may be undersupplied in the future (Schmidt et al., 2023).Therefore, suitable recycling processes, as well as lithium extraction from unconventional sources, are of interest. Currently, two-thirds of lithium comes from salars in South America, while one-third is covered by ore mining in Australia and China (Flexer et al., 2018). In Germany, lithium-rich hot deep waters, such as those found in the Upper Rhine Graben with a lithium concentration of 100-200 mg/L (Sanjuan et al., 2016) or in the North German Basin with a lithium concentration of up to 240 mg/L (Regenspurg et al., 2015), can be used as alternatives to conventional lithium sources. To extract lithium from hot deep waters, various direct lithium extraction methods (DLE) are described, including liquid-liquid extraction, membrane processes, and solid-liquid extraction. Particularly promising is the solid liquid extraction with sorbents. In testing new technologies, sustainability plays a major role alongside economic viability. For lithium extraction from geothermal brines, a high dependency on energy consumption, especially in post-processing, has been identified. By using renewable energy, the CO₂ emissions of the overall process can be reduced. In addition to energy consumption, the sorbent used and its production method play a crucial role in CO₂ emissions. Within the cost analysis, ransport and energy costs have been identified as hotspots. By concentrating the solution, transport costs can be significantly reduced, while electricity costs increase. |
| Publikationsart: | Report |
| Sprache: | German |
| DOI: | 10.34657/19820 |
| Dokumentencode: | edsair.doi...........2d3cdd042e2b83edce93054775b41b4e |
| Datenbank: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstract: | In den letzten Jahren ist der Bedarf an Lithium, vor allem auf Grund des steigenden Anteiles an Elektrofahrzeugen im Mobilitätssektor, stark angestiegen. In der Vergangenheit kam es bereits zu Engpässen bei der Lithiumversorgung, sodass in Zukunft von einer Unterdeckung des Markts ausgegangen werden kann (Schmidt et al., 2023). Daher sind geeignete Recyclingverfahren, aber auch die Lithiumgewinnung aus unkonventionellen Quellen interessant. Momentan kommen zwei Drittel des Lithiums auf Salaren in Südamerika, ein Drittel wird durch den Erzabbau in Australien und China gedeckt (Flexer et al., 2018). In Deutschland können lithiumreiche heiße Tiefenwässer wie sie im Oberrheingraben mit einer Lithiumkonzentration von 100-200 mg/L (Sanjuan et al., 2016) oder im Norddeutsche Becken mit einer Lithiumkonzentration von bis zu 240 mg/L (Regenspurg et al., 2015) vorkommen als Alternativen zu konventionellen Lithiumquellen genutzt werden. Um das Lithium aus den heißen Tiefenwässern zu gewinnen, werden verschiedene direkte Lithiumextraktionsmethoden (DLE) beschrieben, unter anderem Flüssig-Flüssig Extraktion, Membran-Verfahren und Fest-Flüssig-Extraktion. Besonders vielversprechend ist dabei die Fest Flüssig-Extraktion mit Sorbentien. Bei der Erprobung neuer Technologien spielt neben der Wirtschaftlichkeit auch die Nachhaltigkeit eine große Rolle. Für die Lithiumextraktion aus geothermalen Solen konnte eine hohe Abhängigkeit zum Energieverbrauch, vor allem im Post- Processing festgestellt werden. Durch den Einsatz erneuerbarer Energie kann die CO2-Emission des Gesamtprozess gesenkt werden. Neben den Energieverbrauch spielt auch der verwendete Sorbent und dessen Produktionsweg eine entscheidende Rolle bei der CO2-Emission. Innerhalb der Kostenanalyse konnten der Transport und die Energiekosten als Hotspots ausgemacht werden. Durch die Aufkonzentrierung der Lösung können die Transportkosten signifikant verringert werden, gleichzeitig steigen die Stromkosten an.<br />In recent years, the demand for lithium has increased significantly, primarily due to the growing share of electric vehicles in the mobility sector. In the past, there have already been shortages in lithium supply, suggesting that the market may be undersupplied in the future (Schmidt et al., 2023).Therefore, suitable recycling processes, as well as lithium extraction from unconventional sources, are of interest. Currently, two-thirds of lithium comes from salars in South America, while one-third is covered by ore mining in Australia and China (Flexer et al., 2018). In Germany, lithium-rich hot deep waters, such as those found in the Upper Rhine Graben with a lithium concentration of 100-200 mg/L (Sanjuan et al., 2016) or in the North German Basin with a lithium concentration of up to 240 mg/L (Regenspurg et al., 2015), can be used as alternatives to conventional lithium sources. To extract lithium from hot deep waters, various direct lithium extraction methods (DLE) are described, including liquid-liquid extraction, membrane processes, and solid-liquid extraction. Particularly promising is the solid liquid extraction with sorbents. In testing new technologies, sustainability plays a major role alongside economic viability. For lithium extraction from geothermal brines, a high dependency on energy consumption, especially in post-processing, has been identified. By using renewable energy, the CO₂ emissions of the overall process can be reduced. In addition to energy consumption, the sorbent used and its production method play a crucial role in CO₂ emissions. Within the cost analysis, ransport and energy costs have been identified as hotspots. By concentrating the solution, transport costs can be significantly reduced, while electricity costs increase. |
|---|---|
| DOI: | 10.34657/19820 |