Kontrafunk aktuell vom 8. November 2024

Lithiums prominenteste Eigenschaft ist seine Leichtigkeit. Es ist das leichteste Metall und sogar, von gefrorenem Wasserstoff abgesehen, das leichteste feste Element überhaupt. Bei einer Dichte von 0,53 Gramm pro Kubikzentimeter schwimmt Lithium auf Wasser wie ein leichtes Holz, zum Beispiel Fichte. Allerdings schwimmt es nicht lange, denn Lithium ist außerdem ein sehr reaktives Metall und setzt sich mit Wasser auch bei Raumtemperatur zügig zu Lithiumhydroxid und Wasserstoff um. Für den dynamischen jungen Chemiestudenten allerdings eher enttäuschend, denn im Gegensatz zu seinen beiden größeren Brüdern Natrium und Kalium lässt es Lithium dabei an deren unterhaltsamer Explosionsfreudigkeit und Leuchtkraft fehlen. Diese Eigenschaften sind eine Folge der Stellung des Elements im Periodensystem – als Nummer 3 fast ganz oben und deshalb so leicht und ganz links außen mit nur einem einzelnen ungepaarten Außenelektron und deshalb so reaktiv. Dazu kommen noch geringe Größe und Gewicht des Atoms und des daraus gebildeten Kations. Letzteres macht es zum leichtesten Ladungsträger, oder umgekehrt bietet es die leichteste Möglichkeit, Energie als elektrische Ladung zu speichern.

Über Jahrzehnte waren Gebrauch, Produktion und Preis des Lithiums beziehungsweise der Lithiumverbindungen, die vorwiegend gehandelt werden, in einem relativ stabilen Gleichgewicht. In den 90er-Jahren waren die mengenmäßig wichtigsten Anwendungen lithiumhaltige Gläser und Keramiken und Lithium-Aluminium-Legierungen, die heute im Flugzeugbau weitgehend die früher dominierenden Magnesium-Aluminium-Legierungen verdrängt haben. Lithiumbatterien für Kleingeräte gab es damals erst seit ein paar Jahren, sie waren am Markt sichtbar, aber noch nicht vorherrschend. In den zwanzig Jahren von 1996 bis 2015 zogen die Preise mit den üblichen Fluktuationen nur leicht von 4,30 Dollar auf 6,50 Dollar je Kilogramm Lithiumkarbonat an – das ist die Form, in der Lithium am häufigsten gehandelt wird, mehr oder weniger im Bereich der allgemeinen Inflationsrate. Die Jahresproduktion erhöhte sich in dieser Zeit von 11 Kilotonnen pro Jahr auf 32 Kilotonnen, die bekannten Reserven stiegen fast proportional von 3,4 Millionen Tonnen auf 13,5 Millionen Tonnen. Heute hat sich die Weltproduktion auf fast 180 Kilotonnen pro Jahr gegenüber 1996 fast verzwanzigfacht, die bekannten Reserven haben sich auf 28 Millionen Tonnen beinahe verzehnfacht. 

Getrieben wird das natürlich durch die Produktion von Batteriespeichern für Fahrzeuge, Werkzeuge und Haushalte, die heute über 80 Prozent der Anwendungen ausmachen. Die Entwicklung verläuft allerdings nicht gleichmäßig und synchron, sondern in ekstatischen Schüben. Nachfrageschübe führen zu einer Verknappung des Gutes, diese zu Preisexplosionen und diese wiederum zu einer schnellen Erhöhung der Produktion und der verfügbaren Reserven – bis hin zu Überproduktionskrisen und dramatischen Preiseinbrüchen. So hatte der Preis im Jahr 2022 ein Rekordniveau von fast 80 Dollar pro Kilogramm erreicht, um danach schlagartig wieder auf unter 10 Dollar pro Kilogramm abzufallen. So weit sehen wir die Marktwirtschaft bei der Arbeit. Ganz ohne Krisen und Friktionen geht das nicht ab. Aber wie sieht es langfristig aus? Finden wir auf dieser Welt überhaupt genügend Lithium für den Bedarf der Energiewende? Lithium ist kein seltenes Element, weder auf der Erde noch im Universum. Im uns zugänglichen Teil der Erde, der aus kontinentaler Erdkruste, den Ozeanen und der Atmosphäre bestehenden Erdhülle, ist Lithium in der Hitliste der Häufigkeiten die Nummer 27 von 118 bekannten Elementen, etwa doppelt so häufig wie Zinn, zwanzigmal so häufig wie Uran und zehntausendmal so häufig wie Gold. 

Dennoch ist es seltener, als man für ein Element, das als Nummer 3 fast am Beginn des Periodensystems steht, zunächst erwarten würde. Grundsätzlich sind leichte Elemente im Weltall weitaus häufiger als schwere, denn alle werden auf dem einen oder anderem Wege aus dem leichtesten aller Elemente, dem Wasserstoff aufgebaut. Der macht 90 Prozent der Masse des Weltalls aus, danach folgt das Helium, die Nummer 2, das als direktes Produkt der Kernfusion von Wasserstoff gebildet wird, mit 9 Prozent. Die nächsten 3 Elemente, also Lithium, Beryllium und Bor werden im weiteren Ablauf der Kernfusion aber übersprungen, sie entstehen nur durch seltene Nebenreaktion oder extreme Vorgänge während stellarer Katastrophen wie Supernovae. In der Erdhülle beträgt der Lithiumanteil etwa 60 Parts per Million, das sind 60 Teile je Million. Das klingt wenig, aber angesichts der nicht unbeträchtlichen Masse der Erdhülle kommen doch gewaltige Mengen zusammen, nämlich 2,6 Millionen Gigatonnen. Das ist mehr als das Zehnmilliardenfache unseres derzeitigen jährlichen Bedarfs und das ist natürlich absolut nutzloses Wissen. Niemand weiß konkret, wo diese Mengen zu finden sind, in welcher Form sie vorliegen und ob es eine Möglichkeit gibt, sie sich nutzbar zu machen. Viel wichtiger sind die uns bekannten Ressourcen und nutzbaren Reserven.