Erneuerbare Energien

Wann Erdwärme auch Lithium liefern kann

Tiefenwasser könnte Wärme und Lithium liefern. Welche Bedingungen entscheiden, ob das in Norddeutschland funktioniert?

Von Wolfgang

08. Nov. 20265 Min. Lesezeit

Illustration einer Geothermieanlage mit Lithiumsalz und Artikelüberschrift.

Heißes Wasser aus der Tiefe könnte in Norddeutschland zwei Aufgaben zugleich erfüllen: Gebäude mit Wärme versorgen und Lithium für Batterien liefern. Der Gedanke ist verlockend, weil sich beide Nutzungen eine teure Infrastruktur teilen könnten. Ob daraus ein tragfähiges Geschäft wird, entscheidet sich jedoch an jedem Standort neu: Das Wasser muss in ausreichender Menge fließen, genug Lithium enthalten und nach der Verarbeitung sicher in den Untergrund zurückkehren.

Forschende untersuchen dafür das Norddeutsche Becken, das sich über große Teile Norddeutschlands erstreckt. Ihre Arbeiten zeigen eine Chance für die Rohstoffversorgung und zugleich einen Zielkonflikt: Die lithiumreichsten Schichten sind nicht unbedingt diejenigen, aus denen sich Wasser leicht fördern lässt. Eine große Zahl für den Vorrat im Untergrund sagt daher noch wenig über die Menge aus, die eine Anlage später verkaufen könnte.

Ein Wasserstrom, zwei Nutzungen

Bei einer hydrothermalen Geothermieanlage wird natürlich vorhandenes warmes Tiefenwasser über eine Bohrung nach oben gepumpt. Ein Wärmetauscher überträgt Energie aus diesem Wasser auf einen zweiten Kreislauf, etwa für ein Wärmenetz. Das Tiefenwasser selbst gelangt anschließend über eine weitere Bohrung zurück in die wasserführende Gesteinsschicht.

Dieses Wasser ist oft eine Sole: Darin sind Salze und andere Stoffe gelöst, darunter je nach Gestein auch Lithium. Eine zusätzliche Anlage könnte einen Teil davon abtrennen, bevor die Sole zurückgeführt wird. Die Wärmeversorgung und die Rohstoffgewinnung würden also denselben Wasserstrom nutzen. Die Trennanlage, ihre Hilfsstoffe und die Weiterverarbeitung kommen allerdings zur Geothermieanlage hinzu.

Schema eines Tiefenwasserkreislaufs mit Wärmeabgabe und Lithiumabtrennung — Der mögliche Kreislauf verbindet Wärmeabgabe, Lithiumabtrennung und Rückführung des Tiefenwassers. Schematische Darstellung. (Quelle: KI generiert)

Das Prinzip beantwortet noch nicht, wie viel Lithium am Ende verfügbar ist. Dafür müssen mehrere Größen zusammenpassen: die Konzentration im Wasser, die geförderte Wassermenge, die Betriebszeit und der Anteil, den das gewählte Verfahren tatsächlich abtrennen kann. Ein hoher Messwert allein reicht ebenso wenig wie eine große Wassermenge mit sehr wenig Lithium.

Was eine große Vorratszahl bedeutet

Eine Studie von 2025 schätzte das Lithium in untersuchten Zielhorizonten Norddeutschlands mit einem Wahrscheinlichkeitsmodell. Der zentrale Schätzwert lag bei 4,73 Millionen Tonnen Lithiummetall, die angegebene Spanne reichte von 0,39 bis 26,51 Millionen Tonnen. Die weite Spanne zeigt, wie stark das Ergebnis von Daten und Annahmen abhängt.

Diese Zahlen beschreiben ein geologisches Potenzial im Untergrund. Sie sind keine Bilanz wirtschaftlich abbaubarer Reserven und keine Produktionsprognose. Die Forschenden sehen besonders aussichtsreiche Vorkommen in Schichten, die teilweise wenig durchlässig sind. Dort kann lithiumhaltiges Wasser vorhanden sein, ohne dass es sich mit einer Bohrung leicht und dauerhaft in der benötigten Menge fördern lässt.

Auch das Gestein selbst spielt eine Rolle. Eine Untersuchung am Standort Groß Schönebeck betrachtete 23 geologische Formationen und fand unter anderem eine starke Bindung von Lithium an Silikatminerale. Die Untersuchung hilft, die Verteilung des Rohstoffs zu verstehen. Sie ist kein Nachweis dafür, dass sich die entsprechende Menge im laufenden Betrieb aus dem Wasser gewinnen lässt.

Die Anlage muss zum Wasser passen

Eine Forschungssynthese von 2026 bündelt die Schwierigkeiten. Dazu gehören die Zusammensetzung und Bewegung des Lithiums in der Sole, die Förderbarkeit des Reservoirs, das Zusammenspiel von Wärmegewinnung und Rohstoffabtrennung sowie Korrosion und Umweltwirkungen. Die Forschenden halten weitere Demonstrationsanlagen für nötig, um technische und wirtschaftliche Machbarkeit nachzuweisen.

Warum ist das Zusammenspiel so wichtig? Eine Wärmeanlage ist darauf ausgelegt, Energie aus einem Wasserstrom zu übertragen. Kommt eine Trennstufe hinzu, muss sie in diesen Ablauf passen. Temperatur, Druck und chemische Zusammensetzung beeinflussen den Betrieb; Materialien müssen mit der salzhaltigen Flüssigkeit zurechtkommen. Gleichzeitig soll die Rückführung funktionieren, damit der Kreislauf weiter betrieben werden kann. Ein Verfahren, das in einer Probe funktioniert, hat diese Bedingungen noch nicht über längere Zeit in einer Anlage bewältigt.

Die Abtrennung selbst ist keine universelle Maschine für jedes Tiefenwasser. Das Fraunhofer ISE beschreibt im Projekt ThermIon die Aufgabe, Lithium möglichst gezielt aus einer komplexen Sole mit vielen gelösten Bestandteilen zu gewinnen. Wie gut eine Methode passt, hängt von der jeweiligen Zusammensetzung ab. Nach der Abtrennung muss außerdem ein verwendbares Produkt entstehen; gelöstes Lithium ist noch kein fertiger Batterierohstoff.

Ein Projekt in Cornwall zeigt den nächsten Schritt

Anderswo wird bereits versucht, die gemeinsame Nutzung in einen größeren Maßstab zu bringen. In Cornwall plant Geothermal Engineering Limited eine Lithiumanlage an bestehenden Geothermiebohrungen. Die britische Regierung nannte im September 2026 geplante Investitionen von rund 43 Millionen Pfund und ein Förderangebot von knapp zehn Millionen Pfund. Der geplante Beginn der kommerziellen Produktion liegt im Jahr 2029.

Das ist ein konkreter Entwicklungsplan, aber noch kein Ergebnis eines norddeutschen Betriebs. Cornwall und das Norddeutsche Becken unterscheiden sich geologisch; eine dort geplante Produktionsmenge lässt sich nicht einfach übertragen. Der Vergleich zeigt vielmehr, welche Strecke zwischen einer Idee, einem Test und einer Anlage liegt, die regelmäßig ein verkäufliches Produkt liefert. Mehr zum Projekt erklärt unser Bericht über Cornwalls geplante Lithiumproduktion.

Wann sich die Kombination rechnen könnte

Eine gemeinsame Anlage kann Bohrungen und einen Teil des Wasserwegs für zwei Zwecke nutzen. Das macht die Idee wirtschaftlich interessant: Zusätzliche Erlöse könnten helfen, die Investition in Geothermie zu tragen. Zugleich verursacht die Lithiumgewinnung eigene Kosten. Ausrüstung, Betrieb, Aufbereitung und die Anforderungen an eine zuverlässige Wärmeversorgung müssen in dieselbe Rechnung.

Auch die Umweltbilanz lässt sich nicht allein aus dem Wort Geothermie ableiten. Die Forschungssynthese nennt eine Betrachtung des gesamten Lebenszyklus als einen der entscheidenden Punkte. Dazu gehört, was eine konkrete Anlage für Förderung, Trennung und Weiterverarbeitung benötigt. Ob die Kombination gegenüber Alternativen Vorteile bringt, hängt von diesen tatsächlichen Bedingungen ab.

Für Norddeutschland lautet die entscheidende Frage deshalb nicht nur, wie viel Lithium rechnerisch im Untergrund liegt. Ein geeigneter Standort braucht zugleich einen nutzbaren Wärmemarkt, ausreichend durchlässiges Gestein, eine passende Sole und eine erprobte Trenntechnik. Erst wenn diese Teile zusammen im Dauerbetrieb funktionieren, wird aus dem doppelten Versprechen eine belastbare Versorgung.