Dreigend metaaltekort voor duurzame energie

Juist metalen die nodig zijn voor de overstap naar groene energie worden schaars, volgens verschillende experts. Wat zijn de oorzaken en om welke metalen gaat het? Met een overzicht van oplossingen.

De tijd dringt, dus hoe kun je de aarde nu zo snel mogelijk voorzien van duurzame energie? Daartoe stelde het tijdschrift Scientific American eind 2009 een plan op. Streefjaar: 2030. Benodigdheden: onder meer 3,8 miljoen windturbines en 90 duizend zonneparken.

“Een sympathiek plan”, meent André Diederen, senior onderzoeker bij TNO. “Alleen staat er niet bij hoe we aan de metalen kunnen komen om dit te realiseren. Het gaat hierbij om enorme hoeveelheden. Niemand die daar verder over nadenkt.”

Dramatische toename

Tot voor kort. René Kleijn, industrieel ecoloog aan de Leidse universiteit, heeft – bij zijn weten als eerste – alle onderdelen van een groen energiesysteem op een rijtje gezet en berekende hoeveel metalen nodig zijn. Met 2050 als opleverdatum.

Op zijn boodschappenlijstje staat onder meer silicium, indium, cadmium en telluur voor zonnecellen; staal, koper en neodymium voor windturbines; platina voor brandstofcellen; roestvrij staal (lees nikkel en chroom) voor pijpleidingen die waterstof vervoeren of koper, staal en lood voor de transmissie van elektra.

Volgens Kleijn kost de constructie van deze pijpleidingen bijna de helft van de huidige reserve base aan nikkel, dat zijn de voorraden nikkel die op dit moment nog niet te winnen zijn, terwijl een systeem dat volledig op elektra draait 57 keer de jaarlijkse productie van koper opneemt. Al met al betekent het ‘een dramatische toename van de hoeveelheid te produceren ijzer en koper’.

Lage concentraties

Daarbij zijn ‘indium, cadmium, telluur, neodymium en platina essentieel voor bepaalde technologieën.’ Kleijn onderzocht bijvoorbeeld de beschikbare voorraad indium: die is net groot genoeg om maximaal 1 procent van de benodigde hoeveelheid zonnecellen mee te maken. Terwijl deze technologie nu juist – in de vorm van dunne film – erg gewild is geworden.

Veel van de metalen die nodig zijn voor groene energie komen alleen in zeer lage concentraties voor bij de winning van basismetalen. Een ton zink levert ongeveer 28 gram indium op. Er is maar liefst een ton koper nodig voor het verkrijgen van 18 gram telluur.

Hoewel de prijs van telluur in de laatste tien jaar net zo vaak over de kop ging, leidde dit niet tot een toename in de productie. Mijnbouwbedrijven verdienen namelijk veel meer geld met de winning van het basismetaal.

“De financiële prikkel ontbreekt om de extractie van bijproducten op te voeren”, stelt metaalexpert Jack Lifton.

Groene toekomst

Sterker nog: ertsgraden worden steeds lager – dat van koper is in krap honderd jaar van 25 procent naar 0,6 procent gezakt – waardoor mijnbouwbedrijven overschakelen naar andere manieren om metalen te extraheren.

Voor koper betekent dit een verschuiving van zogenaamde electro-winning naar een techniek die solvent leach extractie heet, hoewel met deze laatste techniek geen telluur meer kan worden gewonnen.

“We baseren onze groene toekomst op bijproducten”, waarschuwt Lifton, “Metalen die misschien wel of misschien niet worden geproduceerd. Dat lijkt me nogal gevaarlijk.” Dit geldt zeker voor indium, gallium en germanium, aldus Lifton. (...)

Would you like to read the entire article? If so, please let me know!