Fig.1 Bron: International Energy Agency
Bovenstaande grafiek spreekt boekdelen. Hij is afkomstig uit een recent rapport van het Internationaal Energie Agentschap (IEA) dat de rol van kritieke mineralen in de overgang naar schonere energie beschrijft. Zonnepanelen, windmolens en elektrische auto’s vereisen over het algemeen meer mineralen dan hun op fossiele brandstoffen gebaseerde tegenhangers. Een elektrische auto vereist 6x meer mineralen dan een conventionele auto en een windmolenpark op het vasteland heeft 9x meer mineralen nodig dan een gasgestookte centrale. Sinds 2010 is de gemiddelde hoeveelheid mineralen die nodig is voor een nieuwe elektriciteits-unit met 50% toegenomen als gevolg van de toename van hernieuwbare energiebronnen. (Bron: IEA)
Niet alleen de bij de nieuwe technologieën benodigde hoeveelheden mineralen zijn sterk toegenomen, maar ook de vraag naar het type mineralen is afwijkend. De soorten minerale hulpbronnen die worden gebruikt verschillen per technologie. De vraag naar mineralen als lithium, kobalt en mangaan groeit sterk, en zogenaamde rare earth elements (REE’s) zijn onmisbaar voor windturbines en elektromotoren. Bovendien hebben elektriciteitsnetwerken enorme hoeveelheid koper en aluminium nodig.
Fig.2 Bron: International Energy Agency
Figuur 2 toont de verwachte groei van de winning van een aantal nieuwe technologie-gerelateerde delfstoffen tussen 2020 en 2040. De grafiek is duidelijk: alleen al voor wat betreft de rare earth mineralen zal de vraag (en daarmee de productie) tot 2040 7x groter worden dan de huidige. Lithiumwinning moet dan ruim 40x zo groot zijn als nu, en de winning van kobalt ruim 20x zo groot.
Ik beperk me in dit artikel tot de zogenaamde rare earth elements (REE’s). Chinese bedrijven domineren momenteel de REE-winning op aarde en waren in 2016 goed voor 85 % van het wereldwijde aanbod. Australië is de op een na grootste producent met een marktaandeel van 10%. Echter, slechts 35% van ’s werelds REE-reserves bevindt zich in China, wat de vraag oproept hoe het mogelijk is dat het land de sector zo heeft kunnen monopoliseren. Het zal te maken hebben met de bekende Chinese lange termijn visies denk ik.
Fig.3 Bron: ScienceDirect
REE’s zijn, anders dan hun naam doet vermoeden, overvloedig aanwezig in de aardkorst. Het addertje onder het gras is dat ze in lage concentraties voorkomen te midden van andere mineralen. Ze zijn bij de winning moeilijk te scheiden van die andere mineralen, wat ze “zeldzaam” maakt. We zagen hiervoor al dat de vraag naar deze REE’s de komende jaren naar verwachting sterk zal toenemen omdat overheden, organisaties en burgers steeds meer investeren in ‘schone’ energie. De vraag naar dysprosium en neodymium zal de komende 25 jaar naar schatting 7x tot 26x zo groot worden als gevolg van elektrische voertuigen en windturbines. Dat gaat echter grote problemen opleveren, want de manier waarop bedrijven REE’s winnen brengt grote schade toe aan lokale gemeenschappen en vervuilt omliggende gebieden. (bron: Harvard International Review)
Er zijn twee primaire methoden voor de winning van REE’s , waarbij in beide gevallen giftige chemicaliën vrij kunnen komen in het milieu. Bij de eerste methode (dagbouw) wordt de bovengrond verwijderd en wordt een loogbassins aangelegd waar chemicaliën aan de delfstof wordt toegevoegd om de metalen te scheiden van de rest. Loogbassins, die vol zitten met giftige chemicaliën, kunnen echter naar het grondwater lekken wanneer zij niet goed zijn beveiligd en kunnen soms hele hydrologische systemen aantasten.
Fig.4 Bron: Trouw
Bij de tweede methode worden gaten in de grond geboord om met behulp van pvc-buizen en rubberslangen chemicaliën in de ondergrond te pompen, waardoor vergelijkbare problemen ontstaat als in de open mijnbouw. Bovendien worden pvc-buizen soms achtergelaten nadat het gebied door de mijnbouwcompany verlaten wordt.
Beide methoden produceren veel giftig afval met een hoog risico op milieu- en gezondheidsschade. Voor elke ton geproduceerde REE’s levert het winningsproces 13 kg stof, 9.600 tot 12.000 m3 afvalgas, 75 m3 afvalwater en maar liefst 1 ton radioactief residu op. Dat laatste is het gevolg van het feit dat bij de winning van REE’s radioactief thorium en uranium vrijkomt, wat bijzonder schadelijke gevolgen kan hebben voor de gezondheid van werknemers en omwonenden. In totaal wordt voor elke ton REE’s 2000 ton giftig afval geproduceerd (bron: Harvard International Review). Onderstaande tabel geeft een overzicht van de mogelijke gezondheidseffecten bij het winnen en verwerken van REE.
Bron: EURARE
Conclusie: nieuwe technologieën zoals elektrisch auto’s, windmolens en zonnepanelen gebruiken relatief gezien veel meer rare earth elementen en andere zeldzame mineralen dan conventionele technieken. De winning en verwerking van REE’s veroorzaakt niet alleen milieuproblemen op de winningsplek, maar is ook schadelijk voor de gezondheid van werknemers en omwonenden. Verwacht wordt dat groei van die nieuwe technologieën de komende jaren in versneld tempo zal toenemen, en daarmee impact op mens en milieu.
Ondanks rapporten dat er maatregelen genomen dienen te worden om die negatieve effecten te verminderen lijkt er zich in werkelijkheid een ramp aan het voltrekken. Maar liefst 85% van de winning van REE’s op aarde is in handen van Chinese bedrijven. Gezien de grote economische belangen voor China die gemoeid zijn met de winning van REE’s is het niet te verwachten dat op korte termijn maatregelen genomen zullen worden. Bovendien levert het feit dat de winning van veel mineralen in handen is van Chinese bedrijven nog een ander gevaar op, namelijk economische afhankelijkheid. Het uitrollen van nieuwe technologieën is onlosmakelijk verbonden met de beschikbaarheid van bepaalde mineralen. Door China’s dominantie in de markt zijn de meeste andere landen afhankelijk geworden van China. China heeft dit ‘wapen’ overigens al enkele malen ingezet bij conflicten met andere landen.
Het is bekend dat vanuit energetisch oogpunt de inzet van elektrische auto’s, windmolens en zonnepanelen slechts in beperkte mate kan bijdragen aan het terugdringen van fossiele brandstoffen. Desondanks is er bij veel politici nog veel geloof in de nuttige inzetbaarheid van die technologieën, gestimuleerd door de grote financiële belangen van lobbyende industrieën en diensten die actief zijn in dit speelveld.
Bovenbeschreven negatieve aspecten van de REE’s en andere zeldzame mineralen werpen echter een schaduw over het gebruik en de groei van die nieuwe technologieën. Hier gaat het niet om de vraag of windmolens of zonnepanelen rendabel in te zetten zijn (dat zijn ze niet), maar om de alsmaar toenemende negatieve effecten van winning op de omgeving van de winplaatsen en de gezondheid van steeds meer mensen. Daar moet eens goed over nagedacht worden lijkt me.