Bæredygtig udvinding af råmaterialer fra termiske kilder i Chile

Lithium, cæsium, eller endda guld - foruden energi kan geotermiske farvande indeholde mineralskatte. I forskningsprojektet BrineMine, forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ønsker at udnytte dette potentiale og støtte bæredygtig minedrift i Chile. Sammen med deres partnere, de udvikler strategier og metoder til at udvinde mineralressourcer direkte i geotermiske kraftværker. Her, ikke kun energi og mineraler skal udvindes, men også drikkevand. Vigtige procestrin er allerede blevet testet med succes i et demonstrationsanlæg.

Mineralressourcer fra Chile er af stor betydning for Tyskland. Ifølge statistikker fra Verdensbanken, tusindvis af tons værdifulde mineraler importeres fra det sydamerikanske land hvert år, herunder råvarer til lithium-ion-batterier. Men deres udvinding forårsager økologiske og sociale problemer:"Brugen af ​​de begrænsede ferskvandsressourcer i det nordlige Chile til minedrift giver regelmæssigt næring til konflikter med den lokale befolkning, " siger professor Thomas Kohl fra KIT's Institute of Applied Geosciences (AGW). "Det nordlige Chile er en af ​​de tørreste regioner på jorden, men har omfattende geotermiske ressourcer. Med en ny type plante, det er ikke kun muligt at producere elektricitet på en klimavenlig måde, men også for at udvinde drikkevand og endda mineralressourcer på samme tid." AGW-teamet fra BrineMine, et tysk-chilensk forskningsprojekt, udvikler de nødvendige strategier og teknologier.

AGW har en lang historie med samarbejde inden for geotermisk forskning i Chile. Dens vigtigste partner er Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA). "BrineMine viser, hvor godt samarbejdet mellem chilenske og tyske institutioner fungerer, " siger professor Diego Morata, direktør for CEGA. "Bæredygtig udvikling, opnået ved kombinationen af ​​geotermisk og grøn minedrift, kan gavne både Europa og Andesregionen."

Første demonstrationsanlæg på Oberrhinen Graben

En del af det tværfaglige forskningsinitiativ er dedikeret til det geokemiske og geotermiske potentiale i termiske brønde i Chile for at identificere egnede steder. En dataundersøgelse er ved at blive gennemført for at bestemme råstofpotentialet med fokus på de termiske felter i Atacama-ørkenen. Ud over, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) deltager i BrineMine-projektet ved at udvikle planteteknologien til senere industriel brug. Det er baseret på en ny proceskæde:For det første, varme fra den geotermiske brine bruges til energigenvinding. Den afkølede væske, som har en relativt lav koncentration, er derefter forkoncentreret ved omvendt osmose; på samme tid, drikkevand opnås. Saltlagekoncentratet koncentreres derefter yderligere ved membrandestillation, indtil det er mættet. "Den termiske energi, der kræves til hele processen, kan dækkes direkte fra overskudsvarmen fra kraftværksprocessen, " forklarer projektleder Dr. Joachim Koschikowski fra ISE. "Vi har allerede etableret et demonstrationsanlæg i et geotermisk kraftværk i Upper Rhinen Graben og med succes integreret nøglekomponenter i den igangværende kraftværksdrift."

Optimering af processer til råstofminedrift

De fleste af procestrinene er baseret på gennemprøvede metoder, men de er aldrig blevet kombineret på denne måde. Der kræves detaljeret forskning, fordi, for eksempel, både koncentration og afkøling øger risikoen for silikataflejringer. "Konventionelle strategier for silikatfjernelse ville i høj grad forringe udvindingen af ​​ressourcerne. Uden vandbehandling, de tekniske anlægskomponenter ville blive beskadiget, " forklarer Valentin Goldberg fra KIT's AGW. Forskerne fandt en levedygtig løsning ved at ændre pH-værdien af ​​saltvandet og tilføje divalente kationer (f.eks. calcium eller magnesium). "Vores metode til fjernelse af silikat er hurtig og effektiv. Mest vigtigt, det har ingen negativ indvirkning på råvareudvindingen, " siger Goldberg. Forskerne beskriver denne nye tilgang i Geotermi tidsskrift.

Inden de første anlæg kan installeres i Chile, yderligere detaljer om processen skal afklares. Ud over, Der udvikles også specifikke modeller for økonomisk drift.