锂、铯，甚至黄金——除了能源地热水之外，还可以包含矿物宝藏。在 BrineMine 研究项目中，卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 的研究人员希望利用这一潜力并支持智利的可持续采矿。他们正在与合作伙伴一起制定直接在地热发电厂中开采矿产资源的战略和方法。在这里，不仅要提取能量和矿物质，还要提取饮用水。重要的工艺步骤已经在示范工厂成功测试。

智利的矿产资源对德国非常重要。据世界银行统计，每年从南家进口数千吨名贵矿产，其中包括锂离子电池的原材料。但它们的开采会导致生态和社会问题：“使用智利北部有限的淡水资源进行采矿经常会加剧与当地人口的冲突，”来自 KIT 应用地球科学研究所 (AGW) 的 Thomas Kohl 教授说。“智利北部是地球上最干旱的地区之一，但拥有丰富的地热资源。通过新型植物，不仅可以以气候友好的方式发电，还可以提取饮用水甚至矿产资源 同时。”德国-智利研究项目 BrineMine 的 AGW 团队正在开发必要的策略和技术。

AGW在智利地热研究领域有着悠久的合作历史。它的主要合作伙伴是 Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA)。“BrineMine 展示了智利和德国机构之间的合作效果如何，”CEGA 主任迭戈莫拉塔教授说。“通过地热和绿色采矿相结合实现的可持续发展可以使欧洲和安第斯地区都受益。”

莱茵河上游地堑首个示范工厂

跨学科研究计划的一部分致力于智利热井的地球化学和地热潜力，以确定合适的地点。正在进行数据调查以确定原材料潜力，重点是阿塔卡马沙漠的热场。此外，弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 参与了 BrineMine 项目，开发了工厂技术供以后的工业使用。它基于一个新的工艺链：首先，地热卤水的热量用于能量回收。冷却后的液体浓度相对较低，然后通过反渗透进行预浓缩;同时，获得饮用水。然后通过膜蒸馏进一步浓缩盐水浓缩物直至其饱和。”

原料开采工艺优化

大多数工艺步骤都基于经过验证的方法，但它们从未以这种方式组合在一起。需要进行详细研究，因为例如，浓缩和冷却都会增加硅酸盐沉积物的风险。“去除硅酸盐的传统策略会极大地损害资源的开采。如果不进行水处理，工厂的技术组件将被损坏，”来自 KIT 的 AGW 的 Valentin Goldberg 解释说。研究人员通过改变盐水的 pH 值并添加二价阳离子(例如钙或镁)找到了一种可行的解决方案。“我们的硅酸盐去除方法快速有效。最重要的是，它对原材料提取没有负面影响，”戈德伯格说。研究人员在《地热学》杂志上描述了这种新方法。

在智利安装第一批工厂之前，需要澄清有关该过程的更多细节。此外，经济运行的具体模型也在开发中。