Neodymium, praseodymium en wat er allemaal nodig is voor windmolens, zonnepanelen en smartphones
De energietransitie is op zichzelf al een lastig vraagstuk, want hoe gaan we van minder dan 9% duurzame energie nu, naar een volledig groene energievoorziening in 2050? Daar komen vele aspecten bij kijken en in dit artikel behandel ik een onderwerp dat niet zo bekend is. We gaan het hebben over de voortrekkers van de energietransitie, voortrekkers die zich niet vaak in de media laten zien. We gaan het hebben over neodymium, praseodymium, terbium en dysprosium.
Door: Rafaël Vos
“Dys watte?”, denk je misschien. Geen zorgen, je bent waarschijnlijk niet de enige die nog nooit van deze namen heeft gehoord. Toch zijn ze ze erg belangrijk en heb je al deze elementen elke dag in je hand. Neodymium, praseodymium en nog een tiental andere bekendere metalen als koper, lithium, zilver en kobalt zijn namelijk cruciaal voor de energietransitie, maar zitten bijvoorbeeld ook in elektronica zoals het apparaat waarop je dit leest. Ze bezitten specifieke eigenschappen waardoor bijvoorbeeld neodymium en praseodymium in magneten in windmolens zitten om stroom op te wekken en lithium en kobalt cruciaal zijn voor het maken van batterijen, bijvoorbeeld voor elektrische auto’s. Door de energietransitie hebben we al deze metalen in de toekomst steeds meer nodig. Niet een beetje meer, maar heel veel meer en dat brengt zo zijn uitdagingen met zich mee.
Hoeveel hebben we nodig?
Copper8 heeft in 2018 berekend dat alleen al in Nederland van sommige metalen 1 tot 2 procent van de huidige mondiale productie nodig is voor de bouw van alle windmolens en zonnepanelen die nodig zijn om de energiedoelen van 2030 te halen. 1 tot 2 procent lijkt niet zoveel, maar als je bedenkt dat we maar 0.5 procent van de wereldwijde elektriciteit produceren en maar 0.23 procent van de wereldbevolking zijn, dan is dat enorm. En bij deze berekeningen zijn elektrische auto’s nog niet eens meegenomen.
In dat geval komt van praseodymium en neodymium 1.5 procent, van kobalt en dysprosium zo’n 3 procent en van lithium 4.5 procent van de mondiale productie bovenop de hiervoor genoemde percentages. Ook de Wereldbank heeft een rapport geschreven waaruit blijkt dat de vraag naar sommige metalen wereldwijd met wel 100 tot 1000 procent kan toenemen. Deze metalen komen natuurlijk niet uit de lucht vallen en er liggen grote uitdagingen om aan deze vraag te voldoen. Net als alle grondstoffen moeten deze gewonnen worden en dit brengt weer andere issues met zich mee op het gebied van bijvoorbeeld geopolitiek en mijnbouw.
Wat zijn de gevolgen?
Voor fossiele brandstoffen zijn vele oorlogen gevoerd en het is een belangrijk onderwerp en middel in geopolitieke beslissingen. Met de opkomst van zonne- en windenergie zal dit aspect niet wegvallen, maar verschuiven naar sommige zeldzame metalen. Lithium wordt bijvoorbeeld voornamelijk gewonnen uit Chili, Argentinië en Bolivia, terwijl kobalt merendeels uit de onstabiele Democratische Republiek Congo komt.
Dit zijn al lastig zaken om rekening mee te houden, maar nog belangrijker voor de geopolitiek zijn de zogenoemde rare earth elements (REE) als dysprosium en neodymium. Deze komen op dit moment voor 80% uit China, wat dit land een enorme geopolitieke en economische machtspositie geeft. Er zijn wel voorraden in andere landen, maar die worden op dit moment nog nauwelijks gebruikt. Het is belangrijk voor Europa en Nederland dat deze elementen uit meerdere landen kunnen komen om niet afhankelijk te worden van China.
Er zullen dus vele nieuwe mijnen bij moeten komen, waarvan sommigen in onstabiele of arme regio’s zoals Congo. Mijnbouw heeft natuurlijk een slecht imago en is een van de argumenten die wordt gebruikt tegen fossiele brandstoffen en kernenergie. Helaas is het irreëel om te zeggen dat je geen mijnbouw wil hebben. Ook voor duurzame energie als zon en wind en voor zaken als batterijen en brandstofcellen zijn grondstoffen nodig die we door middel van mijnbouw moeten verkrijgen.
Moeten we dan maar geen duurzame energie opwekken? Nee, onderaan de streep is het nog steeds beter en minder vervuilend dan fossiele brandstoffen, maar we moeten de effecten niet onderschatten. Het is dus zaak om de schade door mijnbouw zoveel mogelijk te beperken om onze duurzame energie zo schoon mogelijk te maken en om te zorgen dat de negatieve invloeden op het milieu en de maatschappij zo klein mogelijk blijven.
Hierbij dienen sociale normen door de hele keten te worden gecontroleerd om te voorkomen dat er bijvoorbeeld kinderarbeid plaatsvindt in mijnen in Congo. Daarnaast heeft de Wereldbank een Climate Smart Mining initiatief. Dit initiatief wil ervoor zorgen dat de mijnbouw zelf schoner wordt, bijvoorbeeld door het gebruik van duurzame energie. Mijnbouw is namelijk zeer energie-intensief en gebruikt momenteel 11% van het wereldwijde energieverbruik.
Circulaire economie als reddingsboei?
Dit grondstoffenprobleem laat zien dat de energietransitie niet op zichzelf staat. De circulaire economie wordt cruciaal om de energietransitie te laten slagen. Door middel van hergebruik en recycling kunnen we op lange termijn onze grondstoffen beter gebruiken en minder afhankelijk worden van andere landen en de mijnbouwindustrie. Naast circulair denken, moeten er ook strategische afwegingen worden gemaakt bij besluiten in de energietransitie. Er moet niet alleen worden gekeken hoeveel CO2 wordt bespaard en hoeveel geld het kost, maar ook welke materialen gebruikt dienen te worden. Moeten we bijvoorbeeld alle huizen isoleren of een elektrische warmtepomp geven? Kijk dan ook welke materialen nodig zijn voor beide oplossingen.
Dit lijkt misschien een probleem waar jij persoonlijk weinig aan kan doen, jij gaat immers geen mijn openen. Jij kan echter wel iets bijdragen via zogenaamde urban mining. En dan komen we weer terug bij het feit dat deze metalen ook in jouw elektronica zit. Jij hebt letterlijk een goudmijn in handen! Jouw smartphone bevat zelfs 200 keer meer goud dan een stukje gouderts van hetzelfde gewicht en is dus de ideale bron voor grondstoffen. Helemaal als je bedenkt dat er wereldwijd 1.4 miljard oude telefoons in een lade liggen te verstoffen.
En je hebt niet alleen een goudmijn in je broekzak, maar nog zeker 30 verschillende elementen worden verwerkt in jouw smartphone. Van neodymium tot cobalt en van lithium tot strontium. Zorg dus dat jouw elektronica goed wordt gerecycled, zodat wij voldoende zonnepanelen en windmolens kunnen blijven bouwen. Want al met al zal er een transitie plaatsvinden waarbij duurzame energie de opvolger moet worden van fossiele brandstoffen, maar door deze verschuiving treden we ook vanuit het olietijdperk het tijdperk der metalen binnen.
Bronnen
https://www.copper8.com/wp-content/uploads/2019/09/Metaalvraag-van-Elektrisch-Vervoer.pdf
https://www.ser.nl/nl/Publicaties/SERmagazine/circulaire-economie-energietransitie
Hallo Rafael Vos,
Ik ben Jos de Rijcke, 61 jaar en woonachtig in Hengstdijk te Zeeuws Vlaanderen.
Het idee om in dorps en stadskernen mega zoutwaterbatterijen te plaatsen spreekt mij erg aan. Ik zie hier ook zeer verregaande mogelijkheden voor in grote, reeds leegstaande gebouwen die in zeer veel woonkernen aanwezig zijn in Nederland. Ik denk dat het onderzoeken hiervan zeer zinvol is daar ik spreek over ruimten waarin batterijen kunnen worden geplaatst van honderden kuubs per locatie. Indien ik u voldoende heb weten enthousiasmeren hoor ik graag van u om hierover eens te brainstormen.
Mvg
Jos