Durch die Nachahmung der Natur könnte es möglich sein, Meeresbodenmineralien durch die Gewinnung von heißem Wasser aus der Erdkruste zurückzugewinnen. Wir können grüne Energie gewinnen und gleichzeitig umweltfreundlich sein.
Meeresbodenmineralien: Das wissen Sie wahrscheinlich nicht. Das in den norwegischen Minen bei Røros und Løkken gefundene Kupfer, das dem Land einst großen Reichtum bescherte, entstand aus rauchenden „Schornsteinen“ auf dem Meeresboden.
In der fernen Vergangenheit der Erde wurde dieses Kupfer durch Meerwasser, das ursprünglich in die sengenden Tiefen gesaugt worden war, durch die Kruste nach oben getragen. Wenn wir Menschen lernen, einen Teil dieses Prozesses nachzuahmen, könnte es möglich sein, ihn auf die sensible Gewinnung verschiedener Mineralien aus den Ozeanen vor der Küste Norwegens anzuwenden.
Wir bei SINTEF glauben, dass Meeresbodenmineralien nur dann gewonnen werden sollten, wenn wir Methoden entwickeln können, die negative Auswirkungen auf die Umwelt minimieren. Wir sind gerade dabei, eine solche Methode zu identifizieren.
Oder mit anderen Worten: die „Bausteine“ zu erhalten, die der grüne Übergang erfordert. Gleichzeitig können wir wertvolle Erdwärme gewinnen, die wir emissionsfrei in Energie umwandeln können.
Von den sengenden Tiefen bis zum Deck einer Plattform
In der derzeit hitzigen Debatte über Meeresbodenmineralien, die durch die jüngste Klage des WWF gegen den norwegischen Staat noch einmal angeheizt wird, haben viele Menschen ihre Angst vor negativen ökologischen Folgen geäußert, die sich aus der Ausbeutung dieser Ressourcen ergeben könnten.
Wir bei SINTEF glauben, dass Meeresbodenmineralien nur dann gewonnen werden sollten, wenn wir Methoden entwickeln können, die negative Auswirkungen auf die Umwelt minimieren. Wir sind gerade dabei, eine solche Methode zu identifizieren.
Unsere Idee besteht darin, das mineralreiche Wasser zu transportieren und den Niederschlagsprozess auf dem Meeresboden zu umgehen und die Mineralien direkt aus den glühend heißen Tiefen der Erdkruste, aus denen sie stammen, zurückzugewinnen. Die Gewinnung wird auf dem Deck einer Offshore-Plattform stattfinden.
Durch geschmolzenes Gestein erhitztes Wasser
Unter der Meeresoberfläche, in einiger Entfernung vom Land, gibt es mehrere Stellen, an denen sogenannte Black-Smoker-Geysire mineralreiches Wasser aus den Tiefen der Erdkruste ausstoßen.
Dieses Phänomen ist darauf zurückzuführen, dass Wasser zunächst in Risse im Vulkangestein des Meeresbodens und dann bis in den Erdmantel, die Schicht aus geschmolzenem Gestein, die unter der Erdkruste liegt, gesaugt wurde. Dabei ist das Wasser starker Hitze ausgesetzt und kann Metall- und Mineralpartikel aufnehmen. Das sind genau die Materialien, die wir zur Herstellung unserer Batterien, Windkraftanlagen und Elektrofahrzeugmotoren benötigen.
Dann steigt das mineralreiche Wasser vom Erdmantel durch die Erdkruste bis zum Meeresboden, wo es von den Black-Smoke-Geysiren ausgestoßen wird.
Strom aus Dampf
Bei SINTEF arbeiten wir an der Idee, einen Teil dieses Prozesses durch den Bau künstlicher Geysire nachzuahmen. Erstens durch das Bohren von Brunnen, um Meerwasser in den Erdmantel zu befördern – und dann durch andere, um das mineralreiche Wasser zurück an die Oberfläche zu transportieren.
Dieses Wasser wird in Rohren zu Plattformen transportiert, wo die Partikel abgeschieden werden.
Der Druck an der Erdoberfläche führt dazu, dass das Wasser kocht. Unsere Idee ist, den Dampf zur Stromerzeugung zu nutzen, die dann an Land geschickt wird. Die Einnahmen aus dem Verkauf des Stroms werden zur Finanzierung von Teilen des Mineralgewinnungsprozesses verwendet.
Entdeckt in den 1970er Jahren
SINTEF hat dies bereits einmal getan und gezeigt, dass die Nachahmung der Natur ein sehr fruchtbares Unterfangen sein kann. Insbesondere, dass die Eigenschaften von Unterwasserschiefer ideal für den Umgang mit verlassenen Ölquellen sind.
Das Phänomen, das wir heute nachahmen wollen – diese „schwarzen Raucher“ auf dem Meeresboden – wurde in den 1970er Jahren in einem Gebiet des Pazifischen Ozeans an der Grenze zweier tektonischer Platten entdeckt.
Viele Unterwasser-Geysire dieser Art wurden auf dem Mittelatlantischen Rücken in norwegischen Gewässern entdeckt. An diesen Orten tritt geschmolzenes Magma noch immer in Meeresnähe auf. Einige von ihnen sind wahrscheinlich noch heute aktiv.
Sulfidmineralien
Die Räucherkamine bestehen aus Partikeln, die ausfallen, wenn das heiße, mineralreiche Wasser aus den Geysiren in das kalte Meerwasser geschleudert wird. Andere Teile der ausgeworfenen Partikelmasse sind auf den Meeresboden gesunken und haben am Fuß der Schornsteine große Kieshaufen gebildet.
Mit der Zeit hören viele Schornsteine auf, auszustoßen. Sie versiegeln und sterben, indem sie auf die „Kieshaufen“ kippen.
Diese Kieshaufen stellen die größten und konzentriertesten Vorkommen von Sulfidmineralien auf dem Meeresboden dar. Die Sulfidfamilie ist eine der beiden Hauptgruppen von Meeresbodenmineralien, die aus den norwegischen Ozeanen bekannt sind.
Schlüsselmetalle
Nach Angaben der norwegischen Offshore-Direktion haben die natürlichen Geysire Mineralien abgelagert, die wichtige Metalle wie Zink, Kobalt, Nickel, Vanadium, Wolfram und Silber enthalten. Ganz zu schweigen von Kupfer, das in viel höheren Konzentrationen vorkommt als jene, die wir in Minen an Land vorfinden.
Unsere Idee geht davon aus, dass es Menschen gelingt, Brunnen zu bohren, die den Temperaturen standhalten, denen sie in der Nähe von Körpern aus geschmolzenem Gestein ausgesetzt sind. Experten arbeiten bereits an diesem Problem.
„Unser Konzept wird morgen nicht in die Tat umgesetzt, aber es ist vielleicht auch nicht mehr allzu weit in der Zukunft. Der Zeitpunkt wird von den Anstrengungen abhängen, die wir bereit sind, in die Entwicklung der Idee zu investieren. Wir brauchen noch mehr Daten über den Untergrund, kombiniert mit einigen intelligenten technologischen Innovationen.
Versorgungssicherheit für den grünen Wandel
Wenn unsere Idee Erfolg hat, wird das dem Europäischen Parlament, der norwegischen Regierung und allen anderen helfen, die die Versorgungssicherheit für den grünen Wandel gewährleisten wollen.
Wir sind davon überzeugt, dass unser Konzept einen sensiblen und realistischen Ansatz zur Mineralienrückgewinnung darstellt, und freuen uns auf die weitere Entwicklung.