Sole ist kein Trinkwasser

Sole ist kein Trinkwasser

Im Salar de Atacama hat sich auf natürliche Art Sole gebildet. Die Gewinnung von Lithium wird durch den hohen geothermischen Gradienten des Areals begünstigt. Es handelt sich um ein Becken, das mit Natriumchlorid und hohen Konzentrationen von Kalium, Magnesium, Bor, Sulfaten und Lithium gesättigt ist. Das ebenfalls vorhandene Wasser ist allerdings nicht als Trinkwasser geeignet.

Warum eigentlich? Stellen Sie sich je ein Glas mit Süßwasser, Meerwasser und Sole vor. Das erste hat maximal 1.500 mg/l an gelösten Feststoffen (TDS) und ist damit trinkbar. Mit bis zu 5.000 mg/l TDS ist es zwar nicht mehr trinkbar, aber zur landwirtschaftlichen Bewässerung geeignet. Meerwasser hat 35.000 mg/l TDS. Es lässt sich, mehrfach behandelt, entsalzen und zu Tinkwasser aufbereiten.

Sole hingegen ist viel komplexer: Sie weist neben anderen Mineralien eine TDS-Konzentration von mehr als 300.000 mg/l auf. Deshalb hat die Gewinnung von Rohstoffen aus der Sole des Salar de Atacama keinen direkten Einfluss auf die Süßwasserressourcen der Region.

Die Soleförderung hat keinen Einfluß auf das Ökosystem, in dem sie gewonnen wird.

Umweltmonitoring und CONAF

Umweltmonitoring und Conaf

SQM ist in der Region Antofagasta tätig. Hier wurde 1990 der Nationalpark Los Flamencos eingerichtet, der in verschiedene Sektoren innerhalb der Gemeinde San Pedro de Atacama aufgeteilt ist.

In diesem Gebiet leben drei Flamingoarten: Anden-Flamingos, die als gefährdet gelten, Chilenische Flamingos und die James-Flamingos.

Von Natur aus sind Flamingos Zugvögel, die zwischen Argentinien, Bolivien, Chile und Peru umherziehen.

Von SQM und der staatlichen Forstgesellschaft (CONAF) aufgezeichnete Daten zeigen, dass die Flamingo-Populationen in den Sektoren, in denen SQM tätig ist, nicht abgenommen haben.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Zählung im Sommer 2020 durchgeführt wurde. Aufgrund der Regenfälle konnte diese Kontrolle jedoch bis Februar nicht abgeschlossen werden. In Anbetracht des großen Ausmaßes beeinflusste dieses Ereignis eindeutig die Anwesenheit der Vögel. Andererseits war im April ein Anstieg zu erkennen, wobei die Anzahl relativ ähnlich hoch lag wie 2017 und 2018.

Minimale Umweltbelastung

Minimale Umweltbelastung

Lithiumextraktion im Salar de Atacama bedeutet, dass die Reststoffe, die in den Salar zurückgeführt werden, immer noch die gleichen Stoffe sind, die in dem Becken natürlich vorkommen.

Im Salar del Carmen in Antofagasta hingegen sind die Prozessrückstände Magnesium- und Karbonatsalze, die im Werk gelagert werden.

Aufgrund der Beschaffenheit des Salar de Atacama, seiner Salzkruste und der großen Entfernung (25-30 km) zur nächsten Ortschaft, verursachen die Bergbauaktivitäten keinen Staub oder andere Umweltauswirkungen, wie z. B. Lärm.

Die abgebauten Produkte werden über eine mehr als 145 km lange, eigens von SQM gebaute Straße zum Werk oder Hafen in Antofagasta transportiert. Sie ist an das chilenische Hauptverkehrsstraßennetz angeschlossen und führt nicht durch die Ortschaften am Rande des Salars.

Sämtliche Abfälle werden zu autorisierten Standorten außerhalb des Salars transportiert.

Zur Gewinnung, Konzentration oder Reinigung von Lithium im Salar de Atacama werden keine chemischen oder anderen Produkte verwendet.

SQM hat einen Prozess entwickelt, der ausschließlich auf Solarenergie setzt, um die Sole zu konzentrieren und die darin enthaltenen Salze auszufällen. So entsteht konzentrierte LiCl-Sole, ohne externe Materialien hinzufügen zu müssen.

Die im Prozess ausgefällten Salze werden hauptsächlich für die Kaliproduktion verwendet. Andere wie NaCl und MgCl2 werden, obwohl sie in geringen Mengen vertrieben werden, im Salar gelagert. Daher entsteht durch den Prozess keine signifikante Belastung des Salar de Atacama.

In Antofagasta wird die konzentrierte Sole aufbereitet. Hier werden sowohl Endreinigung als auch Prozesse mit anderen Rohstoffen durchgeführt, um Li2CO3 und LiOH zu produzieren. Die anfallenden Abfälle sind Salze und Sole, die vor allem Karbonat, Kalzium, Magnesium und kleine Mengen Lithium enthalten. Sie werden nach Verdunstung des Wasseranteils im Werk gelagert.

Staatliche Überwachung der Extraktion

Staatliche Überwachung der Extraktion

Die Umweltbehörde hat eine Entnahme von 1.600 Litern Sole pro Sekunde genehmigt. Die Einhaltung dieses Grenzwerts wird streng kontrolliert. Nach Einschätzung der Behörde führen die Aktivitäten unter diesen Bedingungen zu keinen wesentlichen Veränderungen der Umwelt.

Schutz der Flamingos

Schutz der Flamingos

SQM ist in der Region Antofagasta tätig. Hier wurde 1990 der Nationalpark Los Flamencos eingerichtet, der in verschiedene Sektoren innerhalb der Gemeinde San Pedro de Atacama aufgeteilt ist.

In diesem Gebiet leben drei Flamingoarten: Anden-Flamingos, die als gefährdet gelten, Chilenische Flamingos und die James-Flamingos.

Von Natur aus sind Flamingos Zugvögel, die zwischen Argentinien, Bolivien, Chile und Peru umherziehen.

Von SQM und der staatlichen Forstgesellschaft (CONAF) aufgezeichnete Daten zeigen, dass die Flamingo-Populationen in den Sektoren, in denen SQM tätig ist, nicht abgenommen haben.

Umweltmonitoring und CONAF.

Seit 1995 nimmt SQM im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der CONAF an einem Umweltmonitoring teil. Jedes Jahr im Januar, April, Juni und Oktober werden Messungen durchgeführt, um Veränderungen an Oberfläche und Tiefe der Seen, bei den Vogelpopulationen und beim Nahrungsangebot
der Flamingos rechtzeitig zu erkennen. Zudem wird geprüft, ob sich die physikalischen
und chemischen Bedingungen sowie die menschlichen Aktivitäten geändert haben.

Die mit dem Überwachungsprogrammvon SQM über 20 Jahre gesammelten Daten über die Flamingo-Populationen im Salar de Atacama haben zu den Aktivitäten von CONAF beigetragen. Dazu gehören jährliche Flamingozählungen in 52 hochgelegenen Anden-Feuchtgebieten im Norden Chiles und in der Region Antofagasta.

SQM beobachtet den Fortpflanzungszyklus der drei Flamingoarten in der Regionseit 2007. Die Grafik zeigt die Ergebnisse der Tierzählungen von 1995 – 2019.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Zählung im Sommer 2020 durchgeführt wurde. Aufgrund der Regenfälle konnte diese Kontrolle jedoch bis Februar nicht abgeschlossen werden. In Anbetracht des großen Ausmaßes beeinflusste dieses Ereignis eindeutig die Anwesenheit der Vögel. Andererseits war im April ein Anstieg zu erkennen, wobei die Anzahl relativ ähnlich hoch lag wie 2017 und 2018.

Überwachung von Treibhausgasen

Überwachung von Treibhausgasen

Der CO2-Fußabdruck von Lithiumhydroxid und Lithiumcarbonat aus Sole ist sehr klein, da SQM dabei zu 96% Solarenergie einsetzt.

Bei der Lithiumhydroxid-Produktion entstehen weniger als 9 kg CO2 eq/kg. 56% der Emissionen stammen aus externen Rohstoffen, die im Produktionsprozess verwendet werden. Zum Vergleich: Der CO2-Fußabdruck von Kobalt ist ähnlich groß und der von Gold ungefähr 2000-mal größer als der von Lithiumhydroxid von SQM.

Seit 2015 hat SQM seine Emissionen bereits um mehr als 20% reduziert.

Auswirkungen der Sole-Extraktion

Auswirkungen der Sole-Extraktion

Sole ist eine natürliche Ressource, deren Gewinnung das Ökosystem im Salar nicht wesentlich beeinträchtigt.

SQM verfügt über ein robustes Überwachungssystem und einen Frühwarnplan, mit deren Hilfe über den Zustand der Sole im Kern des östlichen Salar online informiert wird.

In den vergangenen 25 Jahren, seit SQM im Salar tätig ist, ist der Pegel der Sole, aus der die Extraktion erfolgt, zwischen 0,5 und fünf Metern gesunken. Der Süßwasserpegel in den Ökosystemen zeigte jedoch nur eine Schwankung von +/- 10 cm.

Umweltüberwachung im Salar de Atacama

Umweltüberwachung im Salar de Atacama

Die strikte chilenische Umweltgesetzgebung sieht vor Inbetriebnahme einer Produktion, insbesondere im Zusammenhang mit Bergbau, eine Umweltverträglichkeitsprüfung vor. Diese muss sämtliche möglichen Auswirkungen des Betriebs auf die Umwelt und auf die Bevölkerung berücksichtigen.

Dieser Prozess wird von allen relevanten Regierungsbehörden überprüft und kann vor Genehmigung oder Ablehnung von den Interessensparteien kommentiert werden. Sind die Vorschriften erfüllt, werden, falls erforderlich, straffe Systeme zur Überwachung, Reduzierung und Kompensation eingerichtet.

Alle genehmigten Projekte werden zudem kontinuierlich überwacht. Bei der Überprüfung festgestellte Mängel können einen Produktionsstopp oder die Stilllegung des gesamten Betriebs zur Folge haben.

Alle Informationen zu Projektbewertungen und -überwachungen sind auf öffentlichen Plattformen der zuständigen Regierungsbehörden online einsehbar.

SQM ist stets bestrebt, sich an chilenisches Recht zu halten, und wendet aufgrund seines Umweltengagements internationale Standards an.

Ökobilanzierung von Lithium

Ökobilanzierung von Lithium.

Die Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA) ist ein Instrument aus dem Umweltmanagement. Damit lasssen sich die durch einen Prozess oder ein Produkt während seines gesamten Lebenszyklus verursachten Umweltauswirkungen objektiv, methodisch, systematisch und wissenschaftlich analysieren.

Die LCA ist ein Werkzeug zum Vergleich und nicht zur absoluten Bewertung. Sie hilft Entscheidern bei der Überprüfung der wichtigsten Umweltauswirkungen. Da es sich bei der LCA um eine datenintensive Methode handelt, ist die Verfügbarkeit adäquater und zuverlässiger Informationen eine grundlegende Voraussetzung. Aus diesem Grund wurden international mehrere Datenbanken entwickelt, wie z. B. GaBi, ecoinvent oder IBO.

Den Grundprinzipien der LCA folgend, basieren die Berechnungen auf den ISO-Normen 14040, 14044 oder 14067 und der Produktnorm PAS 2050. Darüber hinaus gelten das Treibhausgasprotokoll des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) und die Empfehlungen zur Berechnung der Emissionen nach ihrem Treibhauspotenzial.

Abb. 1: Phasen eines LCA. Von der Internationalen Organisation für Normung (2006) Umweltmanagement – LCA – Grundsätze und Rahmen ISO 14040. Genf: ISO.

LCA-Rahmen

Die für die Analyse notwendigen Schritte sind:

● Cradle to Gate: betrachtet die Aktivitäten von der Gewinnung und Aufbereitung der Rohstoffe bis zum Produktionsprozess des Unternehmens

● Gate to Grave: betrachtet den Produktionsprozess des Unternehmens bis zur Entsorgung der Abfälle, die das Produkt erzeugt

● Cradle to Grave: analysiert von der Aufbereitung der Rohstoffe bis zur Entsorgung der Abfälle durch Recycling oder Alternativen

● Cradle to Cradle: untersucht den kompletten Lebenszyklus des Produkts. Er reicht von der Aufbereitung der Rohstoffe bis zur Wiedereinführung des Produkts in denselben oder in einen anderen Produktionsprozess, nachdem es nicht mehr verwendet wird.

LCA für Lithiumkarbonat:

Die Werte für Lithiumkarbonat unterscheiden sich von Datenbank zu Datenbank::
Cradle-to-grave-Datensätze

Datenbank Tonne CO2/Tonne Li2CO3
Ecoinvent 3.1 2
GREET 2016 3,3

LCA für Lithiumhydroxid:

LiOH-H2O wird auf unterschiedliche Art, von verschiedenen Unternehmen aus unterschiedlichen natürlichen Rohstoffen hergestellt. Das bedeutet, dass es keine einheitliche Intensität der Produktion von LiOH-H2O CO2(?) gibt, sondern zahlreiche Unternehmen eine Vielzahl von LiOH-H2O Produkten anbieten. Minviro erstellte eine LCA für Lithiumhydroxid aus diversen Prozessen.

Ergebnisse

Aus Sole produziertes LiOH-H2O hat derzeit den marktweit niedrigsten CO2-Emissionswert.

Demgegenüber kommt chinesisches Spodumenkonzentrat auf den höchsten CO2-Ausstoss.

Lithium-Lebenszyklus

SQM setzt sich für die Umwelt ein und arbeitet an Produktionsprozessen nach strengen nationalen und internationalen Standards. Aus diesem Grund besteht eine der wichtigsten Maßnahmen des Betriebs darin, die Auswirkungen der Lithiumproduktion des Unternehmens auf die Umwelt und Gemeinden zu messen. Es handelt sich dabei um die Lebenszyklusanalyse, ein Instrument des Umweltmanagements, das objektiv, methodisch, systematisch und wissenschaftlich die Umweltauswirkungen analysiert, die durch einen Prozess oder ein Produkt während des gesamten Lebenszyklus entstehen.

Ein wichtiger Faktor, der gemessen wird, ist der CO2-Fußabdruck eines Unternehmens und seiner Produkte. Im Fall von Lithium wird der LCA-Prozess nach den strikten, anspruchsvollen und anerkannten internationalen Normen ISO 14040 und 14044 gemessen. Gegenwärtig erfasst SQM die drei Messgrößen Energie- und Wasserverbrauch sowie CO2-Ausstoß. Es handelt sich hierbei um eine Bilanz von AFRY, deren Ergebnisse dazu führen, verschiedene Prozesse in den Betriebsabläufen bei SQM weiterzuentwickeln und diese dann ggf. verschiedenen Interessensgruppen mitzuteilen.Für die Berechnungen dieser Bilanz wurden ebenfalls die LCA-Normen ISO 14040 und 14044 angewendet.

Die Bilanz liefert eine Dokumentation, mit der sich die CO2-Emissionen sowie Energie- und Wasserverbrauch definieren lassen. Damit können die Emissionen des Betriebs und der Lebenszyklus des Produkts immer auf dem aktuellen Stand gehalten und kontrolliert werden. Mit dieser Methode lässt sich der Emissionsanteil der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien und Kathodenmaterialien berechnen. Ein weiterer Vorteil ist das Ansehen, da es sich um ein US-amerikanisches Institut handelt.(IST DAS WIRKLICH EIN VORTEIL??) Es ist dem Energieministerium unterstellt, was den Informationen aus den Studien Nachdruck und Glaubwürdigkeit(IST DAS SO??) verleiht.

ENERGIEVERBRAUCH

Das Lithiumproduktion von SQM weist im Vergleich zur der auf Basis von Spodumen den niedrigsten Energieverbrauch auf. Im Jahr 2018 stammten die weltweiten Lithiumprodukte in etwa je zu Hälfte aus Spodumen und aus Sole, wie bei SQM. SQM hat daher einen geringen Energieverbrauch.

Nach der von AFRY für SQM erstellten Lithium-Lebenszyklusanalyse ist der Wasserfußabdruck bei der Produktion aus Sole erheblich geringer als bei der Produktion aus australischem Hartgestein (Spodumen) in China. So benötigt SQM für den gesamten Prozess etwa 22,5 Liter Wasser pro Kilogramm Lithiumkarbonat, wenn der Wasserverbrauch der Zulieferprodukte (gate-to-gate) nicht berücksichtigt wird. In der Ökobilanz wurde der Wasserverbrauch von SQM (cradle-to-customer) nach ISO 14040 und 14044 berechnet.

Im Jahr 2018 wurden Lithiumkarbonat und Lithiumhydroxid zu etwa gleichen Teilen aus Sole bzw. Spodumen hergestellt. Nach unserer Schätzung stammen jedoch nur ein Drittel der gesamten CO2-Emissionen aus der Lithiumproduktion aus Sole, wie bei SQM. Das bedeutet, dass das Lithium von SQM einen der niedrigsten CO2-Fußabdrücke der Welt hat.

* AFRY SQM-Bilanz (Weltdaten 2018). Der Vergleich wurde mit australischem Spodumen durchgeführt, das in China verarbeitet wurde.

* LCA: Basierend auf SQM-Informationen.

Quellen:

https://www.sqmlithium.com

https://www.gabi-software.com/fileadmin/Documents/GaBi_Modelling_Principles_2018.pdf

Takano A, Winter S, Hughes M, Linkosalmi L, Comparison of life cycle assessment databases: A case study on building assessment, Building and Environment (2014), doi: 10.1016/j.buildenv.2014.04.025.

The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries – A Study with Focus on Current Technology and Batteries for Light-duty Vehicles

IVL Swedish Environmental Research Institute 2017

Grant A, Deak D, Pell R. The CO2 Impact of the 2020s Battery Quality Lithium Hydroxide Supply Chain. Minviro, Januar 2020