Klimafreundlichen Strom, Trinkwasser und seltene Rohstoffe zugleich wollen Forschende mit einer neuen Technologie im Norden Chiles gewinnen. Ihr innovatives „BrineMine“-Verfahren wird vom Bundesforschungsministerium ermöglicht.
Für eine der trockensten Regionen der Welt entwickelt das „CLIENT-II-“Forschungsteam von „BrineMine” ein neuartiges Kombi-Kraftwerk. Dieses kann Trinkwasser und saubere Energie erzeugen – und gleichzeitig wertvolle Mineralien gewinnen. Die Technologie soll für Geothermalquellen im Norden Chiles genutzt werden. In einer Demonstrationsanlage in Deutschland wurden erste wichtige Untersuchungen bereits erfolgreich durchgeführt.
Trotz seiner Trockenheit besitzt Chile einen großen Vorrat an unterirdischen Thermalgewässern – Geothermalquellen – aus denen regenerative Energie gewonnen wird. Die geförderten Solen enthalten jene wertvollen Mineralien, die bislang wenig umweltverträglich durch Bergbauunternehmen abgebaut werden, wie etwa Lithium, Magnesium, Kalzium oder Gold. Die Forschenden von „BrineMine” entwickeln mit ihrem Kombi-Kraftwerk ein mehrstufiges Verfahren, mit dem sich die Mineralien abtrennen lassen und die Solen gleichzeitig als Trinkwasser nutzbar gemacht werden. Zudem untersucht das Projektteam das Rohstoffpotenzial der Thermalquellen auf weitere Minerale.
Die Stufen des Verfahrens: In der Vorbehandlungsstufe wird den thermalen Solen zunächst Wärme zur Energiererzeugung entnommen. Im nächsten Schritt wird das abgekühlte Wasser einer sogenannten Umkehrosmose unterzogen. Das Solewasser wird mit Druck durch eine halbdurchlässige Membran gepresst, die wie ein Filter funktioniert. Auf diese Weise entsteht bereits eine große Menge Frischwasser, während die Mineralien an der Membran hängen bleiben. Im folgenden Schritt, der Membrandestillation, wird das herausgefilterte Konzentrat weiter aufkonzentriert. Anschließende Verfahren bis zur finalen trockenen Trennung werden noch untersucht.
Auch das Projekt ist in mehrere Phasen eingeteilt. In der ersten Phase entnahmen die Forschenden vor Ort Proben der Thermalquellen und untersuchten diese im Labor. Dieser Schritt diente dazu, geeignete Standorte für die finalen Kombi-Kraftwerke zu definieren. In der zweiten Phase entstand die Demonstrationsanlage, wurden Testdurchläufe mit echten und künstlichen Solen durchgeführt. In der dritten Phase geht es schließlich an die Installation und Inbetriebnahme der Pilotanlage vor Ort in Chile.
Die Forschungsarbeiten von „BrineMine” begannen im März 2019 und laufen noch bis 2022. Koordinator des deutsch-chilenischen Forschungskonsortiums ist das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). Weitere Beteiligte sind das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Unternehmen Geothermie Neubrandenburg (GTN), SolarSpring membrane solutions, Fraunhofer Chile sowie das Exzellenzcenter für die Geothermie der Anden (CEGA).
„BrineMine” wird vom Bundesforschungsministerium mit über 1,5 Millionen Euro gefördert und ist ein Projekt der Fördermaßnahme „CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen”.
Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Unterabteilung Nachhaltigkeit; Zukunftsvorsorge, 26.10.2021