Ligt de groene toekomst van Europa in een Zweedse mijn? Dat staat nog te bezien

Het Zweedse staatsmijnbedrijf LKAB maakte een maand geleden bekend dat het „Europa’s grootste afzetting van zeldzame aardmetalen” had gelokaliseerd. De bron bevond zich in de buurt van Kiruna, in het hoge noorden van Zweden, waar het bedrijf al een gigantische ijzerertsmijn exploiteert.

De media sprongen erop. Zeldzame aardmetalen (rare earth elements, REE’s) staan in groeiende belangstelling. Met name omdat ze cruciaal zijn voor groene technologieën – zoals batterijen – die fossiele brandstoffen moeten vervangen. De EU is voor deze aardmetalen nu bijna volledig afhankelijk van China. Maar ze wil een eigen industrie voor het mijnen en verwerken ervan op poten zetten. Want een te grote afhankelijkheid maakt kwetsbaar, zoals de oorlog tussen Rusland en Oekraïne heeft geleerd voor olie en gas.

In een persbericht schreef LKAB dat de afzetting in één klap zou kunnen voorzien in de toekomstige vraag van de EU naar zeldzame aardmetalen die nodig zijn voor de productie van magneten in onder meer elektrische auto’s en windturbines. Het klonk alsof Europa was gered. Maar is dat ook zo?

Onderlinge verhouding

De vijf geologen die voor dit artikel zijn gesproken houden flinke slagen om de arm. Alle vijf namen ze deel aan het project dat tussen 2013 en 2017 de afzettingen in Europa heeft geïnventariseerd die zeldzame aardmetalen bevatten – ze schreven er een overzichtsartikel over in Ore Geology Reviews. Op de website van het project (Eurare) staan op de uiteindelijke kaart 76 afzettingen, onderverdeeld in drie categorieën. In het Engels: resources, deposits en occurrences. De laatste categorie is veruit het grootst. „Occurrences zijn locaties waarbij de aanwezigheid van zeldzame aardmetalen is beschreven, maar er is niks bekend over hun concentratie”, legt Kathryn Goodenough van de Britse Geologische Dienst uit. Kennis over de concentratie is cruciaal, want die bepaalt mede of mijnen economisch zin heeft. Daarnaast is ook de verhouding van de zeldzame aardmetalen – een groep van 17 elementen – van belang, zegt Goodenough. Omdat ze chemisch gezien erg op elkaar lijken, komen ze vaak samen voor in gesteente. Maar hun verhouding kan erg uiteenlopen. En de verwachting is dat vooral de vraag naar praseodymium (Pr), neodymium (Nd), en dysprosium (Dy) sterk zal toenemen. Dus wil je dat juist die hoog scoren in de verhouding.

De volgende categorie, deposits, zegt Goodenough, „hebben de potentie om economisch gewonnen te worden”. Maar er is nog wel onderzoek nodig om de concentratie van de zeldzame aardmetalen en hun onderlinge verhouding vast te stellen. „Zo’n exploratie is doorgaans duur, want er zijn vaak diepe boringen nodig”, zegt Goodenough. Bij de categorie resources heeft zo’n exploratie plaatsgevonden. Er is een officiële schatting gemaakt van de concentratie van zeldzame aardmetalen.

In het persbericht zegt het bedrijf niks over de aangetroffen concentratie

Per Kalvig geoloog

De door LKAB nu „gelokaliseerde” afzetting stond al op de EU-kaart uit 2017. Als occurence. LKAB heeft er de afgelopen jaren exploratie uitgevoerd. „Maar in het persbericht zegt het bedrijf niks over de aangetroffen concentratie van de zeldzame aardmetalen of hun verhouding”, zegt Per Kalvig van de Geologische Dienst van Denemarken en Groenland. Dat maakt de waarde van de vondst lastig in te schatten.

Een andere complicatie is het type gesteente waarin LKAB de zeldzame aardmetalen heeft aangetroffen, zegt Anouk Borst, verbonden aan de KU Leuven en aan het Koninklijk Museum voor Midden-Afrika in Tervuren. Het bestaat uit ijzer-oxide en het fosfaathoudende mineraal apatiet. De zeldzame aardmetalen zitten vooral in dat apatiet. LKAB schetst het als een voordeel. Het kan ijzererts winnen en daarnaast uit het apatiet zeldzame aardmetalen én fosfaat halen. Dat laatste is een essentieel bestanddeel van kunstmest en staat net als de zeldzame aardmetalen op de Europese lijst van kritieke grondstoffen. Maar Borst zegt dat het de eerste keer zou zijn dat zeldzame aardmetalen commercieel uit apatiet worden gewonnen.

Op het verkeerde been

In een recent artikel noemt Kathryn Goodenough twee typen gesteenten als „de warenhuizen” van zeldzame aardmetalen: carbonatiet en alkalisch magmatisch gesteente. „Ze komen vaak voor in dezelfde geologische setting”, zegt Borst. Ze legt uit dat de naam zeldzame aardmetalen je op het verkeerde been zet. „Het klinkt alsof ze heel zeldzaam zijn. Dat zijn ze niet”, zegt ze. Zeldzame aardmetalen komen juist heel algemeen voor in de aardkorst, maar meestal in lage concentraties. Op sommige plekken echter zijn hun concentraties verhoogd. „Die verrijking gebeurt door wat wij noemen primaire en secundaire processen die zich de afgelopen miljarden jaren hebben voltrokken.” Primaire processen hebben te maken met de beweging van de aardplaten en het gedrag van magma daarbij. Bij het uit elkaar drijven van continenten komt er een soort magma naar boven dat bij stolling het gesteente carbonatiet kan vormen. Dat bevat vaak verhoogde concentraties zeldzame aardmetalen. De grootste mijn in China waaruit zeldzame aardmetalen worden gewonnen is zo’n carbonatiet-mijn.

Dan zijn er nog de secundaire processen, legt Borst uit. Die hebben te maken met tropische verwering van gesteente dat al rijk is aan zeldzame aardmetalen. In de verweringsbodem concentreren ze zich soms verder. „Bijvoorbeeld in bepaalde kleisoorten”, zegt Borst. China won een aanzienlijk deel van z’n zwaardere zeldzame aardmetalen (waaronder dysprosium) uit zulke klei in eigen land. „Maar daar kwamen protesten tegen omdat er bij de winning grote stukken land worden ontbost, en er zuren worden gebruikt die door de klei sijpelen en erg schadelijk zijn voor het milieu.” Deels heeft deze winning zich inmiddels, samen met de vervuiling, verplaatst naar het noorden van Myanmar.

Een heel nieuw verhaal

Commerciële winning van zeldzame aardmetalen uit ijzeroxide-apatiet-erts, zoals nu aangekondigd door LKAB, is een heel nieuw verhaal. Voordeel is wel dat binnen Europa juist hieraan al wordt gewerkt. In 2018 is een consortium van bedrijven en onderzoeksinstituten opgericht dat, gesteund met 12,5 miljoen euro aan Brusselse subsidie, tot doel heeft een methode te ontwikkelen om uit apatiet zowel fosfaat als zeldzame aardmetalen te winnen. Naast de Noorse kunstmestfabrikant Yara en de Duitse magneetproducent Vacuumschmelze neemt ook de Noorse start-up Reetec eraan deel. Reetec richt zich op het opzuiveren en scheiden van zeldzame aardmetalen uit apatiet. Nadat het in 2019 een proefinstallatie had opgezet, kondigde het vorig jaar aan een fabriek te gaan bouwen. Vervolgens maakte LKAB afgelopen november bekend dat het zich had ingekocht in Reetec en grootaandeelhouder was geworden.

LKAB beschrijft de door Reetec ontwikkelde technologie als „efficiënt” en „milieuvriendelijk”. Het bij het proces gebruikte zoutzuur wordt bijvoorbeeld teruggewonnen. De woordvoerder van Reetec laat via e-mail weten geen details en achtergrondmateriaal over de technologie te geven.

Als dit project in Zweden doorzet, gaat China echt niet op z’n handen zitten

Per Kalvig geoloog

Wat betekent dit alles nu? Per Kalvig noemt het een voordeel dat LKAB niet alleen zeldzame aardmetalen wil winnen, maar ook ijzererts en fosfaat. „De zeldzame aardmetalen vormen een bijproduct”, zegt hij. Dat maakt het project minder gevoelig voor prijsschommelingen van zeldzame aardmetalen en Chinese manipulaties van de markt. „Want als dit project in Zweden doorzet, gaat China echt niet op z’n handen zitten. Dat heeft een plan B.”

Stadscentrum verplaatst

Anouk Borst noemt het een voordeel dat er in Kiruna al ruim een eeuw ijzererts wordt gemijnd. De bevolking is ermee bekend – het stadscentrum wordt nu nota bene verplaatst omwille van mijnuitbreiding. „Daarnaast is LKAB een staatsbedrijf en heeft Zweden een goede reputatie. Het heeft veiligheid en milieu hoog in het vaandel staan.” Maar dat LKAB niks bekend heeft gemaakt over de concentratie van de zeldzame aardmetalen en hun onderlinge verhouding, vindt ze weer een nadeel. Ze heeft nog wel een scriptie van de Zweedse masterstudent Marit Lindborn opgespoord, die er na onderzoek op is uitgekomen dat het apatiet vooral veel lanthaan, cerium en neodymium bevat. „Lanthaan en cerium zijn er al in overvloed en leveren weinig op. Het is vooral de hoeveelheid neodymium, en ook fosfaat, die zal bepalen of de winning uit apatiet rendabel wordt.”

Lees over het stadscentrum van Kiruna: In de Zweedse stad Kiruna wijkt zelfs de iconische kerk voor de ijzerertsmijn

Volgens Daniel Oliveira van het Nationaal Laboratorium voor Energie en Geologie in Portugal, is het persbericht van LKAB „gewoon weer een manier om potentiële investeerders geïnteresseerd” te krijgen. In Europa zijn er eerder projecten geweest die veelbelovend leken, maar toch zijn gestrand. Dat zegt ook Kathryn Goodenough.

De twee afzettingen die als meestbelovend uit de eerdere Europese inventarisatie kwamen, waren Kvanefjeld in het zuiden van Groenland en Norra Kärr in het zuiden van Zweden – beide in alkalisch magmatisch gesteente. „Het leken de sleutelafzettingen voor Europese onafhankelijkheid”, zegt ze. Beide projecten zijn inmiddels stilgelegd. In Norra Kärr was er protest vanuit de lokale gemeenschap tegen de winning. En in Groenland werd in 2021 een wet aangenomen die een bovengrens stelt aan de concentratie uranium die in het gemijnde materiaal mag zitten (niet meer dan 100 parts per million). Bij Kvanefjeld ligt die concentratie hoger. Daarop besloot Groenland geen exploitatievergunning te verlenen. Naar verluidt werkt het bedrijf dat Kvanefjeld wil exploiteren aan een nieuwe vergunningaanvraag. Het wil het uranium veilig verwijderen.