Mineraler og kritiske råmaterialer spiller en nøkkelrolle i utviklingen av fornybar energi og i den teknologiske utviklingen som ligger foran oss. Men hvordan, og hvor, skal vi få tak i de verdifulle råvarene? I dag fraktes råmaterialene til Europa helt fra den andre siden av kloden.
– Dette er verken miljø-, samfunns- eller økonomisk forsvarlig. Vi må mobilisere kreftene for å se hvordan vi kan skaffe ressursene vi er avhengige av på europeisk jord – på en miljø- og klimavennlig måte, sier Nils Anders Røkke, direktør for bærekraft vi Sintef.
Sikre tilgang og redusere avhengighet
Kritiske råmaterialer er materialer som er økonomisk viktige for verden, samtidig som risiko ved forsyningen eller tilgangen er høy. I EUs liste over kritiske råmaterialer finner vi blant annet kobolt, litium og sjeldne jordarter, REE (Rare Earth Elements). Alle disse er avgjørende i den forventede veksten av grønne energiteknologier de neste 20 årene. Ifølge Det internasjonale energibyrået (IEA) vil vi trenge 42 ganger mer litium enn dagens forbruk, og for de sjeldne jordartene vil etterspørselen øke med 7 ganger. I dag er vi 100 prosent avhengige av import av råmaterialene.
Hvordan kan vi løse disse komplekse utfordringene og samtidig ta både natur og klima med i regnskapet?
Sintef er en av forskningsinstitusjonene som jobber med hvordan vi kan imøtekomme det økte behovet for mineraler og kritiske råmaterialer.
Forsker Ana Maria Martinez i Sintef jobber med å utvikle miljøvennlige og nye teknologier for å utvinne og gjenvinne kritiske råmaterialer fra mineralforekomster (primære kilder) og avfallsrester fra slutt- og biprodukter, slik som å lage nye solceller av silisiumstøv fra solcelleavfall (sekundære kilder).
Grovt sett arbeides det med å sikre tilgang og redusere avhengighet på tre måter, forteller Martinez:
1. Mer bærekraftig utvinning
I dag er Kina verdens største leverandør av sjeldne jordarter. Kongo leverer rundt 60-70 prosent av verdens kobolt. Russland utvinner også en stor del. Parallelt strammes den internasjonale klimapolitikken seg til, blant annet med USAs nye klimalovpakke, som skaper hindringer for tilgangen til mineraler og batterier for EU og Norge.
– Europas ambisiøse energi- og klimamål er sterkt avhengig av råmaterialer som er importert fra ustabile geopolitiske land. Kutt i eksport av disse kritiske råmaterialene vil sette det grønne skiftet i fare. Vi må få opp utvinningen av mineraler her til lands. Vi må gjøre alt vi kan for å være selvforsynt med kritiske materialer og forsterke verdikjedene der viktige kritiske råmaterialene er involvert, sier Martinez.
Situasjonen er imidlertid ikke kullsvart. Norge har flere mineralforekomster, og vi har flere metallgruver i drift, men per i dag ingen gruver for kritiske råmaterialer. Norge har også forekomster av sjeldne jordartsmetaller, hvor det viktigste området er Fensfeltet i Telemark. Her letes og kartlegges det for å få oversikt over mengde og type mineraler. Det hentes ikke ut fra området i dag, men det kan bli viktig for Norge og Europa i fremtiden.
Utvinning i Norge vil bidra til å dekke noe av behovet, men vi trenger betydelig større mengder av disse kritiske råmaterialer for å kunne dekke en økende etterspørsel.
– Krigen i Ukraina har vist hvor avhenge vi er av import fra ustabile land, hvor lett viktige verdikjeder kan bli helt forstyrret, og hvor sårbar den europeiske økonomiske modellen er. Vi må skaffe oss nye muligheter på en bærekraftig og miljøvennlig måte, sier Martinez.
En av løsningene kan være å se til havbunnen. Men dette er kontroversielt. Er det mulig å hente dem ut på trygge måter slik at økosystemet bevares?
Under vann finnes det nemlig store mengder mineraler og råmaterialer. Blant annet finner vi her store forekomster av kobber og mangan, magnesium og kobolt, i tillegg til sjeldne jordarter, som neodym og dysprosium. Disse jordartsmetallene brukes blant annet i magneter i vindturbiner og elbilmotorer.
Én ting er sikkert: I dag vet vi for lite om mulige konsekvenser på klima og miljø ved utvinning fra havbunnen.
– Det trengs mer kunnskap og ny teknologi for å avgjøre om hvor vidt havbunnsutvinning er skadelig eller ikke. Foreløpige prøver viser at konsentrasjonen av forekomstene på norsk sokkel er vesentlig høyere på havbunnen enn på land. Hadde det vært mulig å hente ut disse på en effektiv og bærekraftig måte, er potensialet for å forsyne det grønne skiftet med mineraler stort, sier forskningssjef Lars Sørum.
– Får vi påvist at konsentrasjonen av forekomstene er så høy som prøvene viser, og vi ser det er mulig å hente ut havbunnsmineraler på en bærekraftig måte, kan det til og med vise seg at utvinning til havs kan bli mer klima- og miljøvennlig enn på land, sier han.
Med teknologi og kompetanse fra olje- og gassbransjen og landbasert gruvedrift har Norge har et fortrinn i å kunne utvikle de mest klima- og miljøvennlige løsningene for utvinning av havbunnsmineraler.
Letekunnskap og -teknologi, boring, prosessering og ikke minst miljøkunnskap er noen av de kunnskapsområdene Sintef anvender inn mot temaet havbunnsmineraler.
– Vi ser nå på konsepter som kan gi mer skånsom utvinning fra havbunnen. I dette arbeidet må vi se på hele verdikjeden. Helt konkret ønsker vi å undersøke hvordan vi via borehull og tilbakeføring av boremasse kan skåne mer av naturen ved uthenting av masse, forteller Sørum.
Å få opp kunnskapen er imidlertid ikke gjort «over natta».
– Det trengs en målrettet satsning på forskning og utvikling. Dessverre legger ikke virkemiddelapparatet i Norge godt nok til rette for dette per i dag. Sintef støtter derfor Forskningsrådets innstilling til forskningsbehov på mineralutvinning på havbunnen.
2. Gjenvinning og gjenbruk
Siden behovet er så stort, må vi satse på flere hester: Vi må utvinne mer fra primære kilder, men også gjenvinne og gjenbruke fra sekundære. Dette varsles også i regjeringens nye mineralstrategi. Et uttrykk i vinden er «Urban Mining»
– Ressursene må utnyttes mest mulig. Urban Mining handler om å utvinne råvarer fra sluttprodukter, bygninger eller avfall. Ved å reparere, gjenbruke og resirkulere materialer og mineraler kan vi spare mye på både karbonavtrykket og energiforbruket sammenlignet med primær produksjon, sier Martinez.
En viktig kilde for sjeldne jordarter er elektronikk-avfall. I prosjektet Reeproduce ser forskerne på hvordan vi kan ekstrahere magneter fra sluttprodukter og utvinne sjeldne jordarter som er i dem på en miljøvennlige og kosteffektiv måte. En annen løsning kan være å se på gjødselproduksjon. I denne industrien er det mange sjeldne jordarter i omløp. I Secreets-prosjektet utvinnes de fra europeiske apatitt-kilder.
– Den største sluttbrukeren av sjeldne jordarter er industri som produserer magneter til elektriske kjøretøy, som gjør motoren mer effektiv, og fornybar energiteknologi, som for eksempel off-shore vindmøller. Per i dag er Europa 100 prosent avhengig av import av sjeldne jordarter, og det er ingen klare erstatninger i markedet. Derfor er det viktig å etablere en stabil og sikker verdikjede på sjeldne jordarter i Europa, sier Martinez.
Fensfeltet: Vår gigantiske forekomst av sjeldne jordarter
3. Nyskapning
For at nye produkter skal ha lavest mulig karbonfotavtrykk, bør må råvarene komme fra punkter nærmest mulig produksjonen. Råvarer fra sekundære kilder er kortreiste. En annen vei mot målet er å utvikle nye produkter og teknologi med mindre kritiske råmaterialer.
– Hos oss har vi flere prosjekter hvor vi reduserer eller tar bort avhengigheten av kritiske råmaterialer til viktige teknologier for det grønne skiftet, som for eksempel batterier. I denne prosessen er hele livsløpet til produktet, hvor både økonomi og bærekraft teller, sentralt, sier Martinez.
– Eksempler er prosjekter som utvikler mer effektive og lønnsomme batterier hvor kobolt er valgt bort til fordel for mer bærekraftige og lett tilgjengelige materialer, slik som Hydra og Inteligent. Begge EU-prosjektene utvikler litiumionbatterier for elektriske kjøretøy.
– Litium er også et kritisk råmateriale, som i stor grad forsynes fra Australia og Latin-Amerika. Selv om litium er essensielt i et litiumionbatteri, kan mengden som behøves reduseres betydelig ved smarte materialvalg eller bruk av andre type batteriteknologier, sier hun.
Regjeringen er i gang med en ny mineralstrategi, som har som mål at Norge skal utvikle verdens mest bærekraftige mineralnæring.
– Vi er godt i gang med å utvikle teknologier, metoder og kunnskap som gjør dette mulig. Det vi foreløpig vet for lite om, er hvordan vi kan hente ut mineraler fra havbunnen samtidig som økosystemet der bevares. For å komme dit trenger vi mer forskning og utvikling, og vi trenger teknologier som gjør uthenting mulig. Får vi til dette, er mulighetene for utvinning store også her, sier Røkke.
Artikkelen ble først publisert på Gemini.no
Behovet for sjeldne mineraler og metaller gir oss et miljødilemma
