Lithium: ein gefragtes "Modemetall" näher betrachtet

Mit der Entwicklung der Elektronik ist der Rohstoff Lithium mehr und mehr bekannt geworden, obwohl seine größten Verwendungsbereiche nach wie vor die Glas- und Keramikbranchen sind. Jedoch spätestens seit im Zuge der Entwicklung der Elektrofahrzeuge der US-Autohersteller Tesla sein Megaprojekt für den Batteriesektor startete sind alle Augen und Hoffnungen auf die Entwicklung von Lithiumproduzenten und die Marktpreise gerichtet und Lithium ist endgültig "in Mode gekommen".

Was Lithium ist, wo sich die hoffnungsvollsten Vorkommen und Reserven befinden, wie sich der Lithiummarkt darstellt und wie wir Europäer an diesem Markt beteiligt sind wird kaum in den Medien erwähnt. Daher wollen wir uns diesen Themen heute näher mit ein paar grundlegenden Informationen, speziell für den europäischen Raum, widmen.

Allgemeines

Der mit dem Symbol "Li" bezeichnete Rohstoff ist ein Leichtmetall, der zu den Alkalimetallen zählt und in der Natur auf Grund seiner hohen Reaktivität nicht als reines Element vorkommt. Achtung bei Berührungen mit Lithium: Es reagiert wie alle Alkalimetalle mit Feuchtigkeit (Luft- oder Hautfeuchtigkeit) und bildet ätzendes Lithiumhydroxid, das zu schweren Verätzungen oder Verbrennungen führen kann.

Lithium ist ein silberweißes Leichtmetall, das als das leichteste aller festen Elemente gilt. Nur fester Wasserstoff (bei -260 Grad) ist noch leichter. Es ist so weich, dass es sich mit einem Messer schneiden lässt (Mohs-Härte 0,6). Lithium wird unter Petroleum oder Palmöl aufbewahrt, da es sonst mit dem in der Luft vorhandenen Sauerstoff und Stickstoff reagiert.

Vorkommen

Wie alle anderen Rohstoffe, so ist Lithium auch in der Erdkruste gebunden. Der Anteil beträgt jedoch nur 0,006%, womit Lithium zwar etwas häufiger vorkommt als Kobalt, Blei und Zinn, aber seltener als Zink, Kupfer und Wolfram.

Lagerstätten aus geologischer Sicht

Wie andere Rohstoffe auch kommt Lithium in verschiedenen geologischen Formationen vor. Man unterscheidet hier im Wesentlichen zwischen primären und sekundären Lagerstätten, in denen Lithium anzutreffen ist.

Primäre Lagerstätten

Lithium kommt in einigen Mineralien bei Lithium-Pegmatiten vor. Die wichtigsten Minerale sind hier Amblygonit, Lepidolit, Petalit und Spodumen. Vorkommen in diesen Gesteinsklassen enthalten oft bis zu 9% Lithiumanteil. Den höchsten Anteil an Lithium finden man in Kryolithionit, Triphylin und Zinnwaldit, die aber seltener anzutreffen sind. Alle vorgenannten sind Fundstellen, die eine wirtschaftliche Abbaumöglichkeit bieten. Lithium kommt aber auch sehr häufig in Silikatgesteinen vor, jedoch in überwiegend sehr geringer Konzentration, wodurch ein wirtschaftlicher Abbau derzeit noch nicht als machbar erscheint. Neueste Technologie verhilft dem Lithiumvorkommen in Glimmerschiefer (englisch: mica) zu einem wirtschaftlichen Abbau, womit diese Art der Lagerstätten in die Reihe der primären mit aufzunehmen ist.

Sekundäre Lagerstätten

In Salzseen bzw. Salzlaugen kommen verbreitet Lithiumsalze, insbesondere Lithiumchlorid, vor. Die Konzentration dieser Lagerstätten kann bis zu 1% betragen. Allerdings liegt die Abbaustelle mit der derzeit höchsten Konzentration in Chile (Salar de Atacama), und diese weist lediglich 0,16% aus. Weitere genutzte Salzseen liegen in Argentinien, der USA und der Volksrepublik China.

Gewinnungsarten

Bei primären Lagerstätten:

Zur Gewinnung von metallischem Lithium wird das Lithiumcarbonat zunächst mit Salzsäure umgesetzt. Dabei entstehen Kohlenstoffdioxid, das als Gas entweicht, und gelöstes Lithiumchlorid. Diese Lösung wird im Vakuumverdampfer eingeengt, bis das Chlorid auskristallisiert.

Bei sekundären Lagerstätten

Aus lithiumhaltigen Salzlösungen wird durch Verdunsten des Wassers und Zugabe von Natriumcarbonat (Soda) Lithiumcarbonat ausgefällt. Dazu wird die Salzlake zunächst so lange an der Luft eingeengt, bis der Lithiumgehalt 0,5 % überschreitet. Durch Zugabe von Natriumcarbonat fällt daraus das schwerlösliche Lithiumcarbonat aus.

Bevor wir zu Verwendungsmöglichkeiten kommen betrachten wir für ein besseres Verständnis über die Größe des Weltmarktes die Staaten und Mengen die den Markt versorgen. Dazu gibt uns die Statistik des USGS (United States Geological Survey) eine gute Übersicht.

Der Weltmarkt nach Produktionen in Tonnen im Jahr 2014

• Argentinien 2.900
• Australien 13.000
• Brasilien 400 Chile 12.900
• China 5.000
• Portugal 570
• Zimbabwe 1.000
• Gesamt 36.000

Gegenüber anderen Rohstoffen ist die Produktionsmenge der Minen eine sehr geringe, hat aber bislang den Weltmarkt ausreichend bedeckt.

Woher kommt Lithium mengenmäßig?

• 58% wird aus Salzseen gewonnen
• 26% aus Pegmatitvorkommen
• 7% aus mit Lithium angereicherten Lehmböden
• je 3% aus Salzsolen der Ölfelder, geothermalen Salzlaugen und mit Lithium angereicherten Zeoliten.

Reserven für den Weltmarkt

Mit Ende 2014 stehen insgesamt rd. 13,5 Mio. Tonnen an weltweit gemessenen Reserven (nicht Ressourcen) zur Verfügung. Den Löwenanteil verbucht Chile mit 7,5 Mio. Tonnen, gefolgt von China mit 3,5 Mio. Tonnen und Australien mit 1,5 Mio. Tonnen.

Wofür wird Lithium überwiegend benötigt?

Das nachfolgende Diagramm zeigt klar die Gewichtungen der einzelnen Verwendungszwecke.

Quelle: lithium-au.com

Wie eingangs bereits erwähnt ist die Glas- und Keramikindustrie nach wie vor der Hauptabnehmer dieses Rohstoffes. Jüngsten Entwicklungen zufolge sind jedoch Batterien und transportable Stromquellen auf einem ansteigenden Weg und sollten den Leader Glas und Keramik bald eingeholt haben, auch wenn dieser ebenfalls steigende Abnahmen erkennen lässt. Ebenfalls steigenden Bedarf sieht man bei der Verwendung in Chemie und Pharmazeutik.

Die Vorschau der Experten sieht die Entwicklung bis zum Jahr 2020 folgendermaßen:

Quelle: australian-lithium.com

Natürlich sind die hochgesteckten Annahmen bei den Steigerungen für Batterien abhängig von der Marktdurchdringung bei den Elektrofahrzeugen. Aber es werden laufend neue Verwendungsmöglichkeiten erforscht, die in noch keiner Statistik enthalten sind, womit in Summe die statistische Vorschau nicht gänzlich unrealistisch sein mag. Damit kommt man zwangsläufig zu einer weiteren wichtigen Frage, dem Recycling.

Recycling

Kommen tatsächlich so viele Batterien und mobile Energieversorgungsprodukte wie erwartet auf den Markt, so stellt sich die Frage nach dem Recycling von Lithium als wichtigen Rohstoff. Diese Frage ist nicht unberechtigt, wenn angenommen wird, dass in einem zukünftigen Elektrofahrzeug zwischen 11 und 20 kg. Lithium verbaut sein werden und man jetzt bereits schon weiß, dass Lithium zu 100% recycelbar ist.

Fakt ist allerdings, dass derzeit das Recycling in etwa 5 x so teuer kommt wie die Produktion von Lithiummetall. Projekte für Recycling sind zwar derzeit in Europa, der USA und in Asien am Laufen, jedoch alle noch im reinen Forschungsstadium. Erst mit der Zeit wird sich zeigen ob es gelingen wird, Lithium zu wirtschaftlichen Kosten wieder aufbereiten zu können.

Die Entwicklung des Recyclingmarktes ist ein wichtiger Indikator für die künftige Bedeckung des Marktbedarfes. Wird mehr Lithium zu günstigen Konditionen erneut aufbereitet, so würden darüber große Mengen auf den Markt kommen und die ursprünglichen Produzenten unter Druck setzen. Diesen Aspekt sollte man nicht aus den Augen verlieren. Ausschlaggebend wird sein, ob sich Marktpreise für Lithium auch weiterhin positiv entwickeln und so der Recyclingbranche Chancen einräumen.

Preisentwicklung

Die Preisbildung von Lithium wird außerbörslich verhandelt und basiert auf Angebot und Nachfrage. Selten werden Preise veröffentlicht. Lithium Produkte höherer Reinheit, die bestimmte Batterie Produkte einschließen, beinhalten einen Aufschlag gegenüber Lithium in rein technischer Qualität.

Laut einer Studie von Roskill, stiegen die Preise für Lithium technischer Qualität von 2.187US$/t in 2004, auf 5.288US$/t in 2012. In der näheren Zukunft wird eine weitere kontinuierliche Preissteigerung erwartet, da neue Märkte und Anwendungen für Lithiumprodukte gefunden werden. Das Basismodell sieht einen Preis von 6.900US$/t in 2017 voraus. Das Maximalszenario, mit einer schnelleren Markteinführung elektrischer Fahrzeuge, prognostiziert einen Lithiumkarbonat Preis von 7.800US$/t für technische Qualität in 2017 und einem Aufschlag von 500US$/t für höhere Reinheit (Batteriequalität). Aktuell befindet sich die Preisspanne bei rd. USD 5.500 bis USD 6.000,- je Tonne.

Lithium in Europa

Wenig bekannt ist die Tatsache dass Europa mit 24% (rd. 8.700 Tonnen) des Weltmarktes der zweitgrößte Abnehmer hinter China mit rd. 35% ist. Doch mit innereuropäischer Produktion sieht es hingegen (noch) düster aus. Lediglich in Portugal produziert Sociedade Mineira de Pegmatites Lda mit rd. 570 Tonnen pro Jahr als Einzige den gesuchten Rohstoff. Der restliche Bedarf muss über Importe gedeckt werden.

Doch 2 hoffnungsvolle Projekte, die die Chance auf stärkere Eigenversorgung innerhalb des EU-Raumes haben, sind im Aufbau begriffen.

Lithium Australia (ASX:LIT) bearbeitet neben seiner Liegenschaft in Westaustralien mit "Cinovec" ein riesiges Projekt in Tschechien, sind aber vorerst noch durch ein MoU (memorandum of understanding) im Verhandlungsstadium mit der European Metals Holdings Ltd (ASX:EMH) für eine Partizipation am Projekt. Mit einer Ressource von 5,5 Mio. Tonnen Lithium könnte Lithium Australia dann zu einem wesentlichen Lieferanten innerhalb der EU werden. Für Furore sorgt dieses Unternehmen derzeit am Markt, da es Testläufe für eine völlig neue Produktionstechnik entwickelt hat, die es gestattet die Produktionskosten auf unter USD 2.000 je Tonne zu senken. Noch befindet sich dieses Projekt im Entwicklungsstadium und ein Produktionsstart ist noch nicht definiert.

Im österreichischen Bundesland Kärnten entwickelt "European Lithium", eine Tochter der europäischen Bergbaugesellschaft GSM, ein Projekt, mit dem man 2018 in Produktion gehen möchte. Das bereits teilweise entwickelte Projekt hat man 2012 vom australischen Vorbesitzer Global strategic metals im Zuge derer Existenzbeendigung übernommen. Die Lagerstätte in Wolfsberg ist aktuell bereits sehr gut entwickelt und hält rund 17 Millionen Tonnen Lithium-Erz bereit. Sie ist gut für eine Mindestlaufzeit der Mine von 12 Jahren und einen hohen jährlichen Produktionsausstoß. Produktionsmengen gibt das Unternehmen derzeit allerdings noch nicht bekannt. Derzeit wird der Börsengang an der Londoner Nebenbörse AIM angestrebt.

Beide Projekte, wenn in Produktion, werden durch ihre Kapazitäten einen Großteil des europäischen Lithiumbedarfes decken können, auch wenn durch die Entwicklung der europäischen Autobauer verstärkter Bedarf zu erwarten sein wird.

Zusammenfassung

Die angeführte Übersicht über diesen Rohstoff dient lediglich dazu dem Leser Grundinformationen über das Metall und die Marktsituationen zu verschaffen. Aber auch wo Europa derzeit in diesem Markt steht und welches Potential für künftige Versorgung besteht. Als Europäer muss es uns wichtig sein Importe zu senken und die innereuropäische Versorgung langfristig sicher zu stellen. Solange das Produkt der Lithium-Ionen-Batterie das Non plus Ultra darstellt, der Markt sich den Erwartungen entsprechend entwickelt, wird Lithium seinen Stellenwert am Markt ausbauen können. Für Investoren am Rohstoffsektor kann Lithium somit bei selektiver Auswahl der Unternehmen und bei mittel- bis langfristiger Betrachtung eine erfolgversprechende Ergänzung im Portfolio darstellen.