Tekort aan grondstoffen remt de weg naar een elektrische wereld

Om naar nul CO₂-emissie te komen wordt het overstappen van fossiele brandstoffen naar groen opgewekte elektriciteit momenteel als de oplossing gezien. Daar waar elektriciteit niet voldoet kan waterstof worden ingezet, zoals voor hogetemperatuurprocesssen en vliegtuigbrandstof. Die groene waterstof moet door elektrolyse van water geproduceerd worden en dat vraagt dus om nog meer elektriciteit.

Deze op zich logische manier van denken heeft bezit genomen van het energiebeleid van de overheid. Maar wat nog geen onderdeel van het beleid uitmaakt is het grondstoffentekort dat opdoemt, want om al deze elektrische voertuigen en apparatuur te produceren zijn enorme hoeveelheden schaarse metalen nodig; veelvouden van wat er op het moment aan de aardkorst onttrokken wordt.

Willen we de aardkorst verder uitputten om het klimaat te beschermen of zetten we eindelijk een ontwikkelingsprogramma voor de lange termijn op voor een CO₂-vrije samenleving? Het een op een vervangen van alle benzineauto’s en fossiel gebruikende apparatuur door een elektrisch alternatief is níet de oplossing.

Energie produceren met groene technologieën (zon en wind) vergt heel veel schaarse metalen, zo’n vijf tot tien maal zoveel per geproduceerde megawatt (MW) als bij fossiele opwekking. Dit geldt voor elementen als mangaan, chroom, kobalt en zeldzame aardmetalen. Voor elektriciteitsdistributie en opslag wordt verwacht dat er een verdubbeling van de hoeveelheid koper, aluminium, grafiet, lithium nodig zal zijn.

Platina

Een batterij-elektrische auto (BEV) vergt ongeveer zes keer zoveel schaarse metalen als een benzineauto, zo’n 200 kilogram per auto. Voor elektrische auto’s met een brandstofcel is ook platina nodig en voor de productie van groene waterstof via een elektrolyser ook palladium en iridium. Deze metalen zijn heel schaars en duur.

Diverse studies laten zien dat voor elektrificatie de vraag naar deze grondstoffen tegen 2050 vier tot vijf maal hoger zal zijn dan nu. De EU heeft na uitvoerige studie aangegeven welke essentiële industrieën met grondstoftekorten te maken zullen krijgen. Het probleem is dus al wel bekend, de oplossing nog niet.

De huidige fossiele economie wordt bepaald door een groep olielanden, de zogeheten OPEC+. In een economie gebaseerd op elektriciteit en waterstof wordt dat heel anders. Ertsen komen uit veel zich ontwikkelende landen, verwerking vindt grotendeels plaats in China en het gebruik van elektrische apparatuur vooral in Europa, de VS en een deel van Azië. De eindgebruiker wordt dus sterk afhankelijk van nieuwe geopolitieke aanvoerketens. Een systeem dat snel verstoord kan worden, zoals we nu met aardgas ervaren.

China hoofdleverancier

China is de hoofdleverancier van zeldzame aardmetalen die veel gebruikt worden in elektrische apparatuur. De raffinageprocessen genereren veel afval, circa 1 ton radioactief afval per ton metalen, waarmee niet erg zorgvuldig wordt omgesprongen. Veel ertsen voor schaarse metalen worden gedolven in Afrikaanse en Latijns-Amerikaanse landen die voor meer dan de helft van hun export afhankelijk zijn van minerale exporten. Delving gebeurt vaak primitief, zonder aandacht voor de milieugevolgen en de inzet van kinderarbeid.

Consumenten in westerse landen eisen meer respect voor mensenrechten in deze producerende landen. Er is echter een lage sociale acceptatie voor het verhuizen van de productie van deze materialen naar onze eigen thuismarkt. Tegen voorstellen voor nieuwe lithiummijnen in Portugal en Servië wordt nu al geprotesteerd.

De meest voor de hand liggende alternatieve bron van deze schaarse metalen is het terugwinnen uit afgedankte apparatuur. Dat gebeurt op kleine schaal al met het hergebruik van BEV-accu’s, maar door de enorme groei van BEV’s zullen andere recyclingtechnieken nodig zijn. Zeldzame aardmetalen worden nog maar nauwelijks teruggewonnen.

Afgedankte elektronica

Afgedankte elektronica eindigt nu vooral in enkele Aziatische landen waar onder erbarmelijke arbeidsomstandigheden een deel van de waardevolle metalen wordt teruggewonnen. Een barrière voor grootschalige terugwinning van schaarse materialen is dat veel apparatuur nog niet ontworpen wordt om eenvoudig te recyclen.

Andere alternatieve bronnen zijn controversieel. Op de zeebodem van vooral de Stille Oceaan liggen grote reserves, onder meer mangaan en kobalt. Er wordt al verkennend werk gedaan en winning is technisch haalbaar, maar aantasting van het milieu is een grote zorg. Ook daar wordt al geprotesteerd.

Lees ook: Europa gaat op jacht naar zijn eigen metalen

Als het een op een vervangen van alle benzineauto’s en fossiel gebruikende apparatuur door een elektrisch alternatief geen goed beleid is, rijst de vraag: wat dan wel? Er wordt regelmatig gevraagd om een echte blauwdruk voor de energiestructuur in Nederland voor 2050. Daarbij moeten we uitgaan van een fundamenteel ander economisch model van de samenleving, gericht op het beter benutten van beschikbare energie, grondstoffen en activa. Voorbeelden zijn: meer glasvezel in plaats van asfalt, vervoermiddelen en werkruimte als een service in plaats van eigendom, gebruik van de trein in plaats van korte vliegreizen, geconcentreerde energieopwekking via kernenergie in plaats van zon en wind. Bovendien moeten we meer investeren in fundamenteel onderzoek naar nieuwe energie- en recyclingtechnologieën, met name voor schaarse metalen. De nieuw ontwikkelde technologische kennis kunnen we ook exporteren, net als weg- en waterbouwexpertise.

Een technisch-economische aanpak door een commissie zoals destijds met het Deltaplan is essentieel. Voor een op de lange termijn gerichte visie heeft het huidige kabinet echter geen aandacht, bijvoorbeeld omdat het te ijverig probeert te realiseren dat in 2030 alle nieuw verkochte auto’s elektrisch zijn. Vergeten wordt dat de benodigde grondstoffen daarvoor maar beperkt beschikbaar zijn en het geen structurele oplossing is.