Kritieke metalen bottleneck energietransitie | Technisch Weekblad
Nieuws

Kritieke metalen bottleneck energietransitie

Gerald Schut | maandag 21 juni 2021
Energie, Delfstoffenwinning

Grondstoffenschaarste en ruimtegebrek dreigen volgens weekblad The Economist belangrijke bottlenecks te worden bij de vormgeving van een wereldwijde energietransitie. Met het rapport ‘The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions’ zette het IEA de grondstoffenkwestie weer bovenaan de agenda. Zo zal de vraag naar nikkel en lithium in 2040 alleen al voor de productie van batterijen voor auto’s respectievelijk 43 en 41 maal de huidige wereldproductie bedragen.

Dit soort voorspellingen zijn aan grote onzekerheid onderhevig, waarschuwt ook het IEA. Afhankelijk van de richting van technologische ontwikkeling en beleidskeuzes kan bijvoorbeeld de wereldvraag naar kobalt tussen de 6 en 30 maal zo hoog zijn als nu. Die onzekerheid en de prijsvolatiliteit rond de coronacrisis zijn extra problematisch in een sector als mijnbouw waar de gemiddelde mijn 16 jaar kost om te ontwikkelen. Hierdoor vreest onderzoeksgroep Benchmark Mineral Intelligence bijvoorbeeld dat de vraag naar lithium in de tweede helft van dit decennium twee maal zo groot zal zijn als het aanbod. Dit bedreigt zelfs de historische prijsdaling van batterijen (-83% sinds 2012) aangezien die prijsdaling te danken was aan ontwerp en schaal van productie. Grondstoffen zijn nu 60% van de prijs van een batterij, tegenover 40% vijf jaar geleden.

Diagram: aandeel van schone technologie in wereldvraag naar mineraal (IEA)

Sara Wieclawska van TNO verbaast zich over het gebrek aan planning op het gebied van grondstoffen. ‘Dat is merkwaardig, want als je een huis zou bouwen, zou je er ook eerst voor zorgen dat je alle benodigde materialen hebt. De schaarste stelt de klimaatdoelen in de waagschaal.’ Voor TNO rekende Wieclawska aan de grondstoffenbehoefte van een ambitieus scenario, waarin de EU in 2050 8000 PJ groene waterstof produceert, voor de helft met PEM-elektrolysers, voor de helft met AEL-elektrolysers. De EU alleen al zou dan 112% van de huidige wereldproductie van iridium nodig hebben. En dat terwijl waterstof gezien wordt als een verbindende schakel in de energietransitie, die juist extra flexibiliteit geeft aan andere sectoren in de transitie.

TNO onderzocht hoe dat grondstoffengebruik naar beneden kan. De grootste impact heeft het gebruik van dunnere lagen materiaal of bijvoorbeeld 3D-constructies. Lennart van der Burg van TNO wijst erop dat TNO in het Faraday Lab er in geslaagd is om het materiaalgebruik van iridium met een factor 40 te realiseren. ‘Maar dat is in het laboratorium. Opschalen is moeilijk.’ En er staan wereldwijd nog maar weinig PEM-elektrolysers. Er zijn bijvoorbeeld slechts 3 membraanproducenten op de wereld. Van der Burg: ‘De sector is heel snel in ontwikkeling. Maar we weten bijvoorbeeld ook nog niet goed hoe lang de levensduur van PEM-elektrolysers is.’ De klassiekere alkaline techniek voor elektrolysers, is veel beproefder en vergt geen iridium. Het is mogelijk een argument om te kiezen voor die techniek ondanks een iets lager rendement.

Een geruststellende gedachte bij dit soort voorspellingen is dat we eigenlijk niet goed weten hoe groot de wereldvoorraad van allerlei delfstoffen nu eigenlijk is, omdat pas als de prijs hoog genoeg wordt, intensievere exploratie gedaan wordt. Ton Bastein, senior onderzoeker circulaire economie en grondstof-efficiëntie van TNO relativeert die hoop: ‘De recente geschiedenis logenstraft zo’n automatisme. We hebben verschillende voorbeelden gezien waarin prijsstijgingen zich eigenlijk niet vertaald hebben in navenante productiestijging. Bovendien is er een specifiek probleem dat bij iridium speelt. Iridium is een bijproduct van platinawinning. Platinum was altijd al duur. Er is niet plotseling een extra maatschappelijke behoefte om platina te gaan winnen. Dat maakt de zorg over platina anders dan de zorg over lithium. Lithium was nooit erg gewenst, waardoor prijsstijging er voor zorgt dat er een veel grotere ramp up mogelijk is. Voor de platinagroep metalen is dat minder waarschijnlijk. De productie van die groep metalen is de afgelopen 20 jaar ondanks hoge prijzen niet toegenomen. Dat roept de vraag op of de productie in de komende decennia dan wel kan toenemen.’

Diagram: Totale vraag naar mineralen van schone technologie (IEA)

The Economist roept overheden op om vergunningstrajecten voor mijnbouwprojecten drastisch te verkorten om de kans op een geslaagde energietransitie te vergroten.

Diagram: Mineraalgebruik van verschillende technologische toepassingen (IEA)

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW