RES26-Lithium I

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Shownotes

Einführung

Wo hört ihr diesen Podcast an?

Laptop oder Handy?-> Lithium enthalten!

Fun Fact 1996 bereits erstes Serien-Elektroauto von General Motors gebaut

-> 130km Reichweite, praktisch Verschleißfrei

-> Erdöllobby hat angeblich gegen EVs lobbyiert, Mehr Kohle, da hoher Stromverbrauch

Auch die USGS schätzt das Thema wohl als wichtig ein 2019 auf dem Cover der Mineral commodity summary Evaporationsbecken für Lithiumgewinnung

https://prd-wret.s3-us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/atoms/files/mcs2019_all.pdf

Tesla spürt die kombinierten Auswirkungen einer anhaltenden globalen Halbleiterknappheit und einer begrenzten Versorgung mit Lithium-Batteriezellen der Stufe 1. In seiner Präsentation der Ergebnisse für das zweite Quartal 2021 schrieb das Unternehmen, dass „wir aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Batteriezellen und der globalen Herausforderungen in der Lieferkette den Start des Semi-Lkw-Programms auf 2022 verschoben haben.“

Die 4680-Zellen von Tesla, die noch nicht in der kommerziellen Produktion sind, sind wahrscheinlich der Grund für den Batterieengpass, der die Markteinführung des Semi verzögert.

Tesla hatte ursprünglich 2170-Zellen im Semi-Prototyp verwendet, plant jedoch, 4680-Zellen in der Produktion zu verwenden, um sicherzustellen, dass in der Gigafactory 1 ein ausreichender Vorrat an 2170-Zellen für das Model 3 vorhanden ist.

Benchmarks Lithium-Ionen-Batterie-Megafabrik-Bewertung zeigt eine Kapazität von 4.100 GWh in der Pipeline für 2030, doch nur 39 % dieser Kapazität wird von Tier-1-Batteriezellenherstellern gehalten, die in der Lage sind, die von Tesla und anderen globalen Elektrofahrzeugherstellern festgelegten Qualifikationsstandards zu erfüllen.
https://www.benchmarkminerals.com/membership/tesla-highlights-tier-one-battery-bottleneck-and-semiconductor-shortage-as-4680-cell-nears-green-light/

Grundlagen

Ordnungszahl 3

Alkalimetall

2. Periode des Periodensystems

Leichtmetall mit kleinster Dichte

Geringste Dichte unter den festen Elementen

Hohe Reaktivität insb mit Wasser -> kommt in der Natur nicht in elementarer Form vor

karminrote Flammenfärbung -> Gerne im Chemieunterricht im Einsatz (Lithiumverbindung)

-> Lithium wird in so gut wie allen Einsatzzwecken in Verbindungen verwendet

https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium

Geschichte

Schwede Johan August Arfwedson, 1817 Anwesenheit eines fremden Elements in Petalit und in Spodumen und Lepidolith entdeckt, Mineralfund auf der Insel Uto in Schweden

Name basierend auf Lithos – Stein, entsprechend der anderen bekannten Alkalimetalle Natrium und Kalium dann Lithium

1818 rote Flammenfärbung von Lithiumsalzen von Christian Gottlob Gmelin entdeckt

1818 William Thomas Brande und Sir Humphry Davy Isolierung des Elements mittels elektrolytischen Verfahrens aus Lithiumoxid (Li2O).

1855 Robert Bunsen und Augustus Matthiessen Herstellung größerer Mengen reinen Lithiums durch Elektrolyse von Lithiumchlorid (LiCl).

1917 synthetisierte Wilhelm Schlenk aus organischen Quecksilberverbindungen die ersten lithiumorganischen Verbindungen.

1923 erste kommerzielle Produktion der deutsche Metallgesellschaft in der Hans-Heinrich-Hütte in Langelsheim im Harz, indem eine Schmelze aus Lithium- und Kaliumchlorid (KCl) elektrolysiert wurde.

Nur Einsatz als Schmiermittel und in der Glasindustrie

Nach dem 2WW Einsatz zur Gewinnung von Tritium für die Wasserstoffbombe -> Gewinnung vor allem in Kings Mountain (North Carolina)

Aber Tritum hat kurze Halbwertszeit -> Großer Vorrat an Lithium angelegt 1953 – 63 (Kalter Krieg)

2009 USA American recovery and Reinvestment Act -> 2,4 Mrd USD für Manufacturing Kapazität für Batterien und EVs in den USA

Holy Cow & Schweinezyklus

In den letzten beiden Jahren ist das Thema Lithium ja regelmäßig in den Nachrichten.

Vielleicht erinnert sich der ein oder andere aber auch, dass das vor circa 10-20 Jahren schon mal der Fall war. Damals wurde auch sehr stark auf einen Engpass durch die zunehmenden EVs hingewiesen (damals war Tesla ganz am Anfang), der dann aber nicht kam. Warum?

Holy cow moment war noch nicht da

-> Erwartung der Menschen im Allgemeinen ist, dass Entwicklungen linear sind. Also heute ein Auto verkaufen morgen zwei übermorgen drei, danach vier

-> Die Realität ist allerdings oft ander. (z.B. heute keins morgen keins, übermorgen keins, dann eins und dann vier usw.) -> Entwicklung in einer S-Kurve.

https://de.wikipedia.org/wiki/Early_Adopter

Solange die Gerade (lineare Entwicklung) über der Kurve verläuft wird das Potential und die Durchdringung einer Technology überschätzt (z.B. EV). Es gibt aber einen Schnittpunkt, den wir jetzt gerade erreichen wenn es um EV und Renewable Energy geht, ab dem wir die weitere Entwicklung unterschätzten.

-> Der Engpass bei Lithium kommt schneller als gedacht und ist auch schon da, wenn man sich die Preisentwicklung der letzten Monate anschaut

https://de.wikipedia.org/wiki/Schweinezyklus

Vorkommen

0,006% in der Erdkruste

seltener als Zink, häufiger als Kobalt, Zinn oder Blei

Primäre Lagerstätten: Vorkommen in Lithium-Pegamiten

Minerale (z.B. Amblygonit, Lepidolith, Spodumen etc.) mit geringem Lithiumgehalt (bis zu 9%)

-> Gewinnung mit hohem Aufwand, heute untergeordnete Rolle (eig nur noch Spodumen)

Abbau z.B. in Australien, Kanada , Russland, USA etc.

In den Mineralen magmatische Prozesse die die Li Anreicherung begünstigt haben

Durch Verwitterung auswaschen und weiteres anreichern von Li

-> Salzseen und Li-Salzhaltige Grundwässer / Ölquellen / Tone

Sekundäre Lagerstätten: z.B. Vorkommen in Salzlaugen

Gewinnung aus Salzseen Salzlake aus dem Boden wird in Teiche zum Verdunsten gepumpt

Abbau z.B. in Chile, Argentinien, China, USA etc.

-> Martins Übersicht in Tableau

https://public.tableau.com/views/Lithium/Dashboard-Lithium

Lithium Dreieck / Goldenes Dreieck

Argentinien, Chile, Bolivien

Bolivien

Salar de Uyuni

10.500 km2 großer Salzsee auf 3650mHöhe

Geschätzte Vorkommen: 9 Mio. Tonnen

Plan der Regierung: Abbau von Lithium um wirtschaftlichen Aufschwung zu erlangen

Hohe Investments in Lithiumförderanlagen

Pro: Schaffung von Arbeitsplätzen, Verbesserung der Infrastruktur, Gewinnbeteiligung

Kritik: Umweltzerstörung (durch Aufbau von Infrastruktur / Abfällen usw.), hoher Wasserverbrauch, Zerstörung alter Arbeitsplätze (Tourismus)

Yacimientos de Litio Bolivianos

YLB – Bolivianische Lithiumvorkommen

Staatlicher Konzern zum Abbau von Lithium

2017 mit Hauptsitz in La Paz gegründet

Seit Jahrzehnten bekannt, dass Förderung in Bolivien sinnvoll wäre, da das Land über die größten Lithium Reserven der Welt verfügt

2008 war ich auf dem Salar, und hab die ersten Test Förderung gesehen, erst 9 Jahre später Gründung der Gesellschaft

Sehr langsam, insbesondere da das Projekt vor allem durch bolivianische Arbeiter und bolivianische Gesellschaften geschehen sollte

800 Mio Dollar durch Evo Morales geplant

2016 Partnerschaft chinesischer CAMC-Konzern -> Förderung vin Kaliumchlorid auf dem Salar de Uyuni

Chinesen wollen Partnerschaft auf Lithium ausweiten

https://www.volksstimme.de/deutschland-und-welt/wirtschaft/bolivien-im-lithium-fieber-842173

20. April 2018 bekannt, das YLB an einer Partnerschaft mit einem deutschen Konsortium aus ACI-Systems, einem Tochterunternehmen der ACI Group, und K-UTEC AG Salt Technologies interessiert ist.[4]

Zur Gründung weiterer Partnerschaften führte YLB intensive Gespräche mit acht Konsortien aus verschiedenen Ländern, die sich als Partner für die Lithiumförderung anboten. Schließlich wurde am 20. April 2018 bekannt, das YLB an einer Partnerschaft mit einem deutschen Konsortium aus ACI-Systems, einem Tochterunternehmen der ACI Group, und K-UTEC AG Salt Technologies interessiert ist.[4]

Am 5. Oktober gründete YLB mit dem deutschen Konsortium ein Joint Venture zur Kommerzialisierung der bolivianischen Lithiumreserven. An diesem Unternehmen hält YLB 51 % der Anteile. Das Joint Venture beinhaltet Investitionen in Höhe von 1,2 Milliarden US-Dollar und den Bau dreier Fabriken in Bolivien, unter anderem einer Lithiumhydroxid-Anlage am Salar de Uyuni, wo aus den dortigen Lithium-Reserven Kathoden und Batterien hergestellt werden sollen. Beide Seiten werteten das Abkommen als großen strategischen Erfolg. Von deutscher Seite wurde die Wichtigkeit der Verfügbarkeit von Lithium für die deutsche Industrie betont. Außerdem betonte Wolfgang Tiefensee, der Wirtschafts- und Wissenschaftsminister von Thüringen, dass die Förderung auch sozial- und umweltverträglich gestaltet werden werde. Auf bolivianischer Seite wurde das Abkommen als wichtiger Schritt hin zu einer nationalen Wertschöpfungskette gewertet.[5]

Im Zuge der Unruhen von November 2019 wurde das Gemeinschaftsunternehmen mit ACISA per Dekret von Präsident Morales als eine seiner letzten Amtshandlungen aufgelöst. Nach der Bildung der Übergangsregierung unter Jeanine Áñez wurde auch der Geschäftsführer von YLB ausgewechselt. Es übernahm am 8. Januar Juan Carlos Zuleta, ein Analyst des globalen Lithiummarkts, regelmäßig publizierender Meinungsmacher sowie Kampagnenführer gegen die Beteiligung Deutschlands, mit guten Beziehungen zum Comité Cívico von Potosí. Bereits Anfang Februar 2020 wurde er wieder aus seinem Amt entlassen und der Ökonom Gunnar Valda Vargas übernahm übergangsweise.[6]

Unklar ist zum Stand Februar 2020, was aus den sino-bolivianischen Gemeinschaftsunternehmen zur Ausbeutung der benachbarten Lithiumvorkommen beim Salar de Coipasa und beim Pastos Grandes wird.

Puna, Argentinien

-> Hochebene zwischen der Atacama Wüste und den Bergen

Geologisch sehr aktiv, Vulkanismus

-> Salzseen

Salar del hombre muerto

70% des argentinischen Lithiums kommen hier her

Vorkommen von circa 6.200 Tonnen Lithium

Förderung in Argentinien soll auf 100k Tonnen gesteigert werden

In Argentinien einige Salare vorhanden

Problem: Große Wassermengen für den Abbau nötig

Chile

Chile war lange größter Produzent (steht z.B. noch in der Wikipedia so, aber nicht mehr lange, da ich das ändere höhö)

Heute ist das aber Australien größter Produzent (2021)

https://www.faz.net/aktuell/finanzen/lithium-nachfrage-steigt-weltweit-preise-verdoppelt-14895194-p2.html?printPagedArticle=true#pageIndex_2

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/ma/d1ma00216c

Kritik an Abbau – Terra X

Terra X Video (erstes Video auf YT wenn man nach “Lithium” sucht)

z.B. Aussage dass das Lithium für einen kompletten Umstieg auf E-Mobilität nicht reichen würde

Vergleich mit Datenbasis USGS der letzten Jahre und insb. 2021

https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021.pdf

Laut Terra X braucht ein E-Auto 15 kg Lithium

-> 1 Gramm Lithium in 1 Liter Sole

-> 15.000 Liter Sole für 1 Elektroauto

Laut Livecounter haben circa 1,4 Mrd. Autos auf der Welt (nicht ganz klar, welcher Wert richtig)

https://www.live-counter.com/autos/

-> Um sicherzugehen, und da dieser Wert nicht ganz sicher ist, verdoppeln wir das auf circa 3 Mrd. Autos

Die bräuchten dann circa 64 Mio. Tonnen Lithium

Laut USGS haben wir aber weltweite Lithium Reserven von 21 Mio. Tonnen

-> wir erinnern uns, reserven sind die lagerstätten die technisch und wirtschaftlich abbaubar sind und vergleichsweise sicher nachgewiesen wurden

Als Ressourcen eingestuft sind allerdings 86 Mio tonnen

-> Genug für alle E-Autos selbst wenn wir konservativ rechnen

Auch Harald Lesch hat seine Meinung zu Batteriefahrzeugen geändert, auch wenn das nicht überall angekommen ist.

Harald Lesch now sees that battery electric vehicles are the future. I respect it when somebody is able to publicly say he has changed his mind.
I have criticized Harald Lesch his argumentation pretty harshly before (https://t.co/2R26lW3LhG) but this deserves kudos. https://t.co/wehJMjeaNr

— AukeHoekstra (@AukeHoekstra) November 21, 2021

Ressourcen / Reserven / Reichweiten

Hier gibt es verschiedene Meinungen, vermutlich je nachdem wie man das ganze rechnet.

Die IEA wird z.B. zwei mal von Responsible Investor zitiert einmal mit der Aussage das passt alles, einmal mit, dass wir aktuell nicht genug haben

https://www.responsible-investor.com/articles/carbon-tracker-the-iea-is-overstating-the-mineral-constraints-of-a-climate-transition

https://www.responsible-investor.com/articles/iea-warns-of-looming-mismatch-between-global-climate-ambitions-and-availability-of-minerals

Interessant ist, dass bei der USGS immer wieder Länder mit erheblichen Reserven / Ressourcen / Reserven Basis auftauchen.

  • Kanada, die immer wieder dabei und dann wieder nicht dabei sind. -> Meist nur Peanuts (180k Reserven)
  • Zaire / DRK (320k Reserven Basis)
  • Namibia & Russland (keine Angabe von Reserven, aber Produktion)
  • Bolivien (Reserven aber keine Produktion)

Fraunhofer ISI, Diplomarbeit von Matthias Wendl, 2009

Szenarioanalyse -> kritische Stellungnahme

Szenario 1:

Bis 2050 ca. 51 % der weltweit vorhandenen Lithium Reserven verbraucht

Sekundäre Lithium, Recycling, deckt etwa 25 % des Gesamtbedarfs

Szenario 2:

Bereits im Jahr 2049 Erschöpfung der Lithium Reserven trotz Sekundärrohstoff Nutzung

https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/cct/2009/Angebot-Nachfrage-Lithium-Elektromobilitaet.pdf

-> Damalige Datenlage USGS 6,1 Mio Tonnen Reserven -> Seitdem verdreifacht!

-> Damalige Ressourcen laut USGS 14 Mio Tonnen -> Seitdem versechsfacht

-> Großer Kritikpunkt an der Arbeit mit Reserven / statischen Reichweiten -> Nur als grobe Richtung zu verstehen!!!

-> Datenlage verändert sich über die Jahre!

z.B. Entdeckung großer Lithium Lagerstätten in Afghanistan (vgl. letzte Episode)

-> Reserven / Ressourcen gehen hoch

Lithium aus Meerwasser?

Eines meiner Lieblingsthemen / Argumente -> Lithium theoretisch fast unbegrenzt verfügbar

2019 IBM Research -> Gewinnung von Lithium aus Meerwasser

https://www.ibm.com/blogs/research/2019/12/heavy-metal-free-battery/

2021 King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) neue Methode

“Continuous electrical pumping membrane process for seawater lithium mining”

-> 0,1 – 0,2 ppm Lithum im Meerwasser -> Sehr gering

Trotzdem circa 5.000 fache an Vorkommen auf dem Land

LLTO Verfahren = Labor Verfahren, aber Potential für die Zukunft

Anreicherung auf 9.000 ppm -> Danach klassische bereits etablierte Prozesse

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/EE/D1EE00354B

Angeblich wird für eine kg Lithium Phosphat nur Strom im Gegenwert von 5 Euro benötigt (und die Kosten und der Wasser verbrauch für den klassischen Prozess)

https://www.electrive.net/2021/06/08/forscher-zeigen-methode-zur-lithium-gewinnung-aus-meerwasser/

Lithium in Geothermie oder sogar Ölquellen

Lieferkettenengpässe / Kritikalität

https://www.edx.org/course/critical-raw-materials-managing-resources-for-a-sustainable-future

DERA hat gute 140 Seiten Bericht dazu veröffentlicht -> 2015

Seit 2020 wurde die Economic importance von Lithium angehoben, eine der beiden Hauptmetriken der EU um die Verwundbarkeit gegenüber Supply Risks anzugeben

Lithium zählt daher zusammen mit Bauxit und Titan zu den critical raw materials

https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/areas-specific-interest/critical-raw-materials_en

Hast du https://www.tagesschau.de/wirtschaft/technologie/der-deutsche-lithium-schatz-101.html gesehen?

https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Downloads/Studie_lithium_2017.pdf?__blob=publicationFile&v=2

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1xh0klCuSDezu1CWs1Vrq7xePPfBo-Xuffs5Fax4lIjY/edit#gid=1719752995

Australien aktuell größter Produzent

danach Chile, China, Argentinien, Brasilien, Zimbabwe, Portugal

https://www.statista.com/statistics/268789/countries-with-the-largest-production-output-of-lithium/

Ich hab mir die Zahlen der USGS mal angeschaut

Hierbei ist zu berücksichtigen:

  • USGS verschätzt sich teilweise massivst!
    • 1995-2019 im Durchschnitt Produktionszunahme um 8,5% unterschätzt
    • 2014-2019 13% (!)
    • 2017 alleine 60,5% unterschätzt
    • Reserven & Ressourcen 2003-2009 gleich und 2000-2003 gleich -> Unwahrscheinlich

https://www.statista.com/statistics/268789/countries-with-the-largest-production-output-of-lithium/

https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021.pdf

ZDF Doku zum Spodumen Abbau in Portugal:

Marktkonzentration

Berechnet basierend auf den USGS Daten

  • 1996 bis 2000 HHI weit über 0,5
  • 2001 bis 2008 HHI um die 0,5

Seit 2000 Lithium von der EU als kritisch eingeschätzt

Lithium Vorkommen in Deutschland

Lithium aus Bergbau

-> Abbau in Sachsen geplant, Vorkommen wird auf 125.000 Tonnen Lithium geschätzt

https://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/bergbau-dresden-bergbau-soll-zur-erreichung-der-klimaziele-beitragen-dpa.urn-newsml-dpa-com-20090101-211104-99-861542

https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Downloads/vortrag-lithium-m%C3%BCller.pdf?__blob=publicationFile&v=2

2010 Projekt gestartet (Exploration), Förderung soll 2025 starten -> 15 Jahre!

https://www.heise.de/hintergrund/Batterien-fuer-Elektroautos-Lithiumabbau-im-Osterzgebirge-ab-2025-geplant-6208598.html

Lithium aus Geothermie

-> Aus Grundwasser im Oberrheingraben im Thermalwasser

-> 400 Mio E-Autos denkbar, wenn das möglich ist

-> Vulcan Energy ist das Unternehmen, dass hier Geothermie macht, 1 Anlage bereits in Betrieb, weitere bis 2025

-> Deutschland wäre dann eines der führenden Länder im Li Abbau

https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions

Exkurs Explorationsunternehmen

Wenn ihr hier z.B. über Aktien vom Lithium Boom profitieren wollt, dann rate ich euch zur Vorsicht. In der Episode Explorationsunternehmen hatten wir das Thema schon mal angesprochen

  • Standard Lithium
  • Rocktech Lithium
  • Millennial Lithium

-> Vorsichtig sein! Keine Handelsempfehlung!

https://www.rohstoff-welt.de/aktien/kurslisten.php?klid=76

https://www.deraktionaer.de/artikel/mobilitaet-oel-energie/lithium-rohstoff-mit-grossem-potenzial-so-profitieren-anleger-20232039.html

Soziale- & Umweltauswirkungen

Wasserhaushalt Problem

-> Lagunen trocknen aus -> Anden Flamingo -> Anden Fuchs vom Aussterben bedroht

https://de.wikipedia.org/wiki/Andenflamingo

Aber auch Süßwasser wird verbraucht für die Aufreinigung

Lithium Produktion allerdings nicht überwacht, Zugang für Presse und Wissenschaft nur eingeschränkt erlaubt

-> Automobilkonzerne insb aus D könnten hier ihre Marktmacht nutzen und verbindliche umwelt und sozial standards einfordern

-> Lieferketten gesetz könnte hier ein guter Stellhebel sein, das wurde aber leider komplett versaut

Für eine Tonne Lithium werden wohl circa 2 Mio Liter Wasser verbraucht

-> Umweltschäden

-> 50% der Förderung in Gebieten mit Wasserknappheit

https://www.responsible-investor.com/articles/unmask-tesla-s-exposure-to-employee-and-human-rights-risk-demand-shareholders

Exkurs Lieferkettengesetz

Playlist mit satirischen Formaten zum Lieferkettengesetz

Kapitel

1. Intro (00:00:18)

2. Vorstellung Justin (00:02:17)

3. Einführung Lithium (00:05:31)

4. Grundlagen (00:17:45)

5. Geschichte (00:20:40)

6. Holy Cow & Schweinezyklus (00:29:50)

7. Vorkommen & Abbau (00:39:31)

8. Bolivien (00:51:00)

9. Argentinien (01:00:28)

10. Chile (01:04:37)

11. Kritik an Abbau - Terra X (01:07:19)

12. Ressourcen, Reserven, Reichweite (01:14:31)

13. Lithium aus Meerwasser (01:24:45)

14. Lieferkettenengpässe & Kritikalität (01:28:03)

15. Marktkonzentration (01:35:21)

16. Lithiumabbau in Deutschland - Sachen & Geothermie (01:35:37)

17. Exkurs Explorationsunternehmen (01:41:41)

18. Soziale- & Umweltauswirkungen (01:44:22)

19. Exkurs: Lieferkettengesetz (01:58:20)

20. Abschluss (02:03:32)

21. Outro (02:06:59)

28 Episoden