Samstag, 28. Jan, 1:43
 
Wettlauf der Technologien: Keine neuen Lithiumsole-Projekte ohne Direkt-Extraktion
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Lithium ist einer der wichtigsten Treiber der Mobilitäts- und Energiewende. In den nächsten zehn Jahren wird sich der Bedarf voraussichtlich vervierfachen. Die Experten sind sich einig, dass alle verfügbaren Lagerstättentypen entwickelt werden müssen: Sole-Lagerstätten, Hartgestein-Lagerstätten und Ton-Lagerstätten (zum Beispiel in Nevada), wobei es für letztere noch keinen wirtschaftlichen Vorläufer gibt. Noch vor kurzem wurden Sole-Lagerstätten reihenweise von chinesischen Großkonzernen für viel Geld weggekauft. Doch gemessen an den rückläufigen Aktienkursen scheinen diese Projekte inzwischen einen schwereren Stand bei Investoren zu haben, während das Pendel der Investorengunst in Richtung Hartgesteinprojekte ausschlägt, die zum Teil eine traumhafte Performance hingelegt haben (siehe Patriot Battery Metals; TSXV: PMET).

Die Hartgestein-Lithium-Lobby hat sich mit einem geschickten Framing gegen Lithium-Sole-Projekte in Stellung gebracht. Die wiederkehrenden Argumente lauten: Soleprojekte liegen überwiegend in Südamerika, was sie politisch unsicher macht. Hartgesteinprojekte gibt es auch in politisch sicheren Ländern wie den USA, Kanada oder Australien. Der zweite, wichtigere Einwand gegen Soleprojekte ist, dass sie in den empfindlichen Wasserhaushalt eingreifen, aber in der Wüste liegen. Das mache die Entwicklung herkömmlicher Verdunstungsteiche aus ökologischer Sicht schwierig.

Tatsächlich erfordert die Lithiumgewinnung aus Salzsole derzeit noch den Bau großer Teiche und die Verwendung großer Mengen an Lithiumsole, was zu einer Destabilisierung des Grundwasserspiegels führt und Jahre für den Bau und die Inbetriebnahme in Anspruch nimmt. Im besten Fall werden mit diesen Methoden nur 55 bis 70 Prozent des in den Solen enthaltenen Lithiums gewonnen, was zu erheblichen Verlusten einer wertvollen Ressource führt.

Universität Melbourne präsentiert neues Verfahren zur Direct Lithium Extraction (DLE)

Genau an dieser Stelle kommt DLE ins Spiel. Das Akronym steht für „Direct Lithium Extraction“. Weltweit wird mit Hochdruck an technischen Lösungen gearbeitet: BMW, Livent und BASF arbeiten zusammen an einem Salar in Südamerika; der führende chilenische Lithiumproduzent SQM will für die größte DLE-Anlage der Welt voraussichtlich 1,5 Milliarden Dollar ausgeben. Währenddessen werden alle möglichen technischen Varianten geprüft: von Lösungsmittelextraktion, Adsorption, Ionenaustausch bis Membranen. Am Ende soll die Extraktion nur noch Stunden und nicht Wochen brauchen und weniger Wasser benötigen. Das Problem aller DLE-Technologien ist, dass es noch keine kommerzielle Erfolgsstory gibt.

Bei den mittlerweile Dutzenden konkurrierenden DLE-Ansätzen ist es nicht leicht den Überblick zu behalten. Aus Australien kommt aber eine Technologie, die besonders vielversprechend zu sein scheint. Das Ekosolve™-Verfahren wurde in mehrjähriger Arbeit von Forschern des Fachbereichs Chemieingenieurwesen der Advanced Separations Technologies Group der Universität Melbourne, Australien, unter der Leitung von Laureat Professor Dr. Geoff Stevens AO und Associate Professor Dr. Kathryn Mumford in Zusammenarbeit mit dem Forschungsunternehmen Ekos Research entwickelt und liefert ein Lithiumprodukt von 99 Prozent Reinheit, das in nur 10 bis 12 Stunden gewonnen wird.  Dabei werden 95 Prozent des Lösungsmittels zurückgewonnen und es wird nur sehr wenig Frischwasser benötigt. Die Universität und Ekos Research besitzen gemeinsam das geistige Eigentum bzw. die Rechte an Ekosolve™.

Die direkte Lösungsmittelextraktion von Ekosolve erzeugt schnell ein hochreines Produkt mit wesentlich geringeren Umweltauswirkungen und einem grüneren Fußabdruck. Außerdem hat sie keine negativen Auswirkungen auf die Menschen, die in den abgelegenen Regionen leben, in denen diese Solen vorkommen. Ekosolve könnte eine Schlüsselrolle bei der Bereitstellung eines effizienteren, umweltfreundlicheren Verfahrens zur Herstellung von Lithiumkarbonat zu spielen. Dem Vernehmen nach haben sich schon mehrere Kunden verpflichtet, das Lösungsmittelextraktionsverfahren Direct Lithium Extraction zu übernehmen.

Die bewährte Technologie des Lösungsmittelaustauschs liefert die Grundlage

Das Verfahren basiert auf den bewährten Prinzipien des Lösungsmittelaustauschs und beinhaltet eine Lösung, die direkt auf das Lithium abzielt und es extrahiert, bevor es abgetrennt und gereinigt werden kann. Man pumpt Salzwasser aus den Salaren, mischt es mit den entwickelten Lösungsmitteln, um eine Phase zu bilden, anschließend wandert - dank des Lösungsmitteldesigns - das Lithium von der Sole in das Lösungsmittel. Nach kurzer Zeit trennen sich die beiden Flüssigkeiten (wie Öl und Wasser) und das Lösungsmittel, in dem sich nun das Lithium befindet, wird durch Dichteunterschiede von der Sole getrennt. Anschließend wird das Lithium aus dem Lösungsmittel gelöst und kristallisiert. Was übrig bleibt, ist festes Lithiumchlorid oder, unter Zugabe von Natriumcarbonat, Lithiumcarbonat, das für Batterien verwendet werden kann.

Die Entwicklung von Ekosolve™ begann, als Ekos Research an die Advanced Separations Technologies Group herantrat. Man wollte wissen, ob die neue Lösungsmittelextraktionsmethode für die bestimmte Salare geeignet ist. Dabei handelte es sich um Rincon, Pocitos, Rio Grande, Incahuasi und Pozuelos in Argentinien. Nach etwa 18 Monaten sah das Verfahren sehr vielversprechend aus, weshalb eine formelle Partnerschaft geschlossen wurde. In den folgenden vier Jahren führten Dr. Sorentino, Phillip Thomas, CEO von Ekosolve Limited, und die Universität weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durch, um die spezifische Ekosolve™-Technologie zu entwickeln. Im Jahr 2022 wurde die Technologie an die (noch private) australische Gesellschaft Ekosolve Limited lizensiert.

Weitere Punkte, die Ekosolve™ für Lithiumproduzenten interessant machen, sind vergleichsweise geringe Kapital- und Betriebskosten. Insbesondere entfällt bei dem Verfahren das aufwändige Front-End-Scrubbing zur Entfernung von Magnesium und Kalzium, um die Sole für die Aufbereitung vorzubereiten, was bei den meisten anderen Technologien der größte Nachteil ist.

Dr. Carlos Sorentino, Chief Technical Officer bei Ekos Research und bei Ekosolve Limited, dem privaten Unternehmen, das zur Kommerzialisierung der Technologie gegründet wurde, sagte: „Lithium wird seit etwa 1970 aus Salzlaugen extrahiert. Doch die herkömmlichen Methoden sind verschwenderisch. Unser Verfahren verbessert die Ausbeute um etwa 50 Prozent und beeinträchtigt die Wasserversorgung nicht. Eine Sache, die mich begeistert, ist die Fähigkeit, aus Salaren mit sehr niedriger Lithiumkonzentration zu produzieren. Ekosolve™ macht sie rentabel.“

Proben von Lithium-Salaren aus dem Projektportfolio von Spey Resources erfolgreich getestet

Als ersten Kunden hat Ekosolve Limited den Lithiumexplorer Spey Resources (TSXV: SPEY; FRA: 2JS) verpflichtet, bei dem Phil Thomas seit vergangener Woche auch die Rolle des CEO übernommen hat. Derzeit laufen abschließende Tests für eine größere Pilotanlage. Bei deren erfolgreichem Betrieb soll eine Mini-Anlage folgen und dann eine viel größere Anlage, die direkt in den Salaren in Südamerika für den Kunden Spey Resources auf dem Incahuasi oder Pocitos-Salar eingesetzt werden soll.

Fazit: Die Erfolg von Lithium-Salar-Projekten in Südamerika und anderswo hängt maßgeblich an der Entwicklung neuer DLE-Technologien. Ohne diese Alternative werden sich die Projekte gegenüber Hartgesteinprojekten schwertun – und das, obwohl sie in punkto Ressourcenbestimmung klar im Vorteil sind. Während zur Ressourcenbestimmung im Hartgestein oft hunderte Bohrungen erforderlich sind, reichen bei Salaren oft ein halbes Dutzend Bohrlöcher, weil das Lithium ja bereits in Sole gelöst ist. Wenn (künftig) keine Verdunstungsteiche benötigt werden, wird der Eingriff in die Landschaft oder in den Wasserhaushalt ebenso klein bzw. kleiner sein als bei untertägigen Minen. Nicht umsonst investieren gerade große Unternehmen Milliardensummen in die DLE-Entwicklung. Der Ansatz von Ekosolve wurde seit Jahren an der Universität Melbourne vorbereitet. Dahinter stehen weltweit führende Experten in ihrem Feld. Für Ekosolve spricht, dass die sonst notwendige Vorreinigung der Sole entfällt und dass bei minimalem Wasserverbrauch der größte Teil (95%) der Lösungsmittel zurückgewonnen werden kann. Das klingt wie das Ei des Kolumbus, allerdings gilt auch hier: noch läuft keine solche Anlage unter kommerziellen Bedingungen. Dennoch ist die Kombination von Technologie und Ressource spannend. Unter Phil Thomas steht der kanadische Lithiumexplorer Spey Resources ab sofort als beides: für eine Wette auf eine baldige erste Lithium-Ressource aus seinem argentinischen Salar und für eine Technologie, die im Erfolgsfall den Lithiumsektor neu definieren könnte.

Goldinvest verfolgt eine ganze Reihe von Lithiumsole-Unternehmen. Siehe Liste Grafik:

Unternehmensprofile Lithium


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