In een klein laboratorium van de TU Delft lopen twee jonge promovendi met veiligheidsbrillen op en witte labjassen aan. Om hen heen staan rommelige tafels en kasten met uit elkaar gehaalde elektronica, metalen onderdelen, flessen met vloeistoffen en kleine machines. Zacht gezoem klinkt van een afzuiger, die moet voorkomen dat giftige gassen uit een kast sijpelen. In dit lab testen promovendi manieren om kritieke grondstoffen – de gangbare term – uit oude (elektronische) onderdelen te halen, zodat deze cruciale stoffen kunnen worden hergebruikt.
Dat is hard nodig, zegt Benjamin Sprecher (38) industrieel ecoloog aan de TU Delft. Kritieke grondstoffen als lithium, kobalt en neodymium zijn belangrijk voor de energietransitie en voor digitalisering van de samenleving, maar het is niet zeker of er genoeg van is op het moment dat ze nodig zijn. Neodymium zit in de magneten van windturbines, lithium en kobalt in batterijen. Europa is voor kritieke grondstoffen sterk afhankelijk van andere landen. Vooral van China.
De Europese Unie probeert, net als de Verenigde Staten, minder te leunen op China als leverancier van kritieke grondstoffen. Vorig jaar lanceerde de Europese Commissie daarvoor een plan. Dat mikt erop dat in 2030 minstens 10 procent van de kritieke grondstoffen die Europa verwerkt, in Europese mijnen moeten zijn gedolven – nu komt slecht 3 procent uit Europa. Daarnaast moet een kwart van die stoffen datzelfde jaar uit recycling binnen Europa komen. Afgelopen maart keurde de Raad van de Europese Unie dat plan goed. Nu praten Europese leiders verder over de precieze invulling.
Deze week ontving Brussel een Europese conferentie over dit onderwerp, met topmensen uit bedrijfsleven, politiek en wetenschap. Daar zei Eurocommissaris Maros Sefcovic (Green Deal) dat Europa „eerder vroeger dan later” moet beginnen met gezamenlijke inkoop en opslag van kritieke grondstoffen, zo berichtte de Britse zakenkrant Financial Times.
Aardgasprijzen
Aan een tafel tussen studenten in een werkplaats op de TU Delft vertelt Sprecher over het belang van de Europese aandacht voor kritieke grondstoffen. Hij wijst erop dat Europa pas sinds de oorlog in Oekraïne echt beseft hoe gevaarlijk het is zo afhankelijk te zijn van een ander land: toen Rusland in de winter de aardgasaanvoer begon dicht te knijpen, schoten de gasprijzen omhoog. En hij praat over oplossingen. Zo bepleit hij slimmere ontwerpen van producten, zodat Europa minder grondstoffen nodig heeft uit China. In dat kleine lab in Delft ligt hiervoor een belangrijke sleutel.
Sprecher begint bij het probleem van de groeiende vraag naar kritieke grondstoffen. „De wereld is veel vraag aan het creëren, onder meer door de energietransitie, terwijl in het aanbod nauwelijks iets verandert.” In Nederland is bijvoorbeeld afgesproken dat in 2030 alle nieuw verkochte auto’s elektrisch zijn. „Maar dat kan niet zomaar, vooral niet als andere landen dat ook willen. Dan zijn er meer kritieke grondstoffen nodig dan nu in omloop zijn. En het kost zo’n vijftien jaar om een nieuwe mijn te openen, dus daar hadden we in 2015 al mee moeten beginnen.”
En dan is er het geopolitieke probleem: de afhankelijkheid van China.
„Ja. We zitten diep in de problemen. Het is voor Europa al heel lastig die doelstelling van minstens 10 procent kritieke grondstoffen uit de EU te behalen. En áls dat al lukt, is 10 procent alsnog niet veel. Door zo afhankelijk te zijn van andere landen, is Europa feitelijk zijn strategische autonomie kwijtgeraakt. Stel dat China morgen een ander land binnenvalt en tegen ons zegt ‘jullie moeten ons steunen, anders krijgen jullie geen kritieke grondstoffen’, kunnen we daar nee tegen zeggen? Bij Rusland konden we nog tegen hoge kosten overstappen op alternatieve bronnen. Maar voor de kritieke grondstoffen is de afhankelijkheid te sterk.”
China bezit veel mijnen, ook in andere landen, zoals in Congo. Verderop in de productieketen, waar die kritieke grondstoffen worden verwerkt, is China dankzij hoge staatsinvesteringen eveneens een grote speler. Zo maakt het ruim 90 procent van de magneten voor elektrische auto’s en windturbines.
En de positie van China wordt almaar sterker. Waar westerse bedrijven zonder staatssteun aarzelen mijnen te openen omdat prijzen van kritieke grondstoffen sterk kunnen variëren, biedt steun van de staat Chinese bedrijven wel de gewenste zekerheid.
Sprecher stelt dat Europa door zijn afhankelijkheid van China niet alleen autonomie verliest, maar ook economische activiteit. Zo ging de Belgische busfabrikant Van Hool onlangs failliet, onder meer omdat het te laat de bestelde goedkope batterijen uit China kreeg. De Chinese concurrentie had wel goede toegang tot goedkope batterijen uit eigen land.
„Zo. Dit waren de problemen. Nu de oplossingen.”
Vertel.
„Wat Amerika doet om minder afhankelijk te zijn van China, is heel de productieketen naar zich toe halen. Daar geloof ik niet in; wij willen niet nog meer Tata Steels in Nederland. En met alleen maar meer gaten in de grond boren kom je er ook niet. Volgens mij komt het erop neer dat we producten daarom zó moeten ontwerpen dat er überhaupt minder kritieke grondstoffen voor nodig zijn uit China.”
Lees ook
De vondst van zeldzame metalen in Noord-Zweden kan verstrekkende geopolitieke gevolgen hebben
Hoe zou u dat doen?
„Producten zouden langer moeten meegaan. De meeste telefoons, bijvoorbeeld, krijgen na twee jaar geen security-updates meer. Dan moeten we al snel een goed werkende telefoon vol kritieke grondstoffen weggooien. Vanuit het perspectief van de producent is dat logisch: die verdient geld aan een nieuwe telefoon, terwijl software-updates geld kosten – bedrijven hebben hun aandeelhouders in hun achterhoofd. Maar vanuit materiaaloogpunt is dit natuurlijk belachelijk.
„Iets anders: hoe ontwerp je een product zodat je de kritieke materialen erin kunt hergebruiken of recyclen? Laatst zag ik een niet-oplaadbare elektrische tandenborstel. De batterij zat zo goed vastgelijmd dat je die er niet uit kon halen. Ook die batterij eindigt als hij leeg is in de prullenbak.”
Op een tafel in het Delftse recyclinglab ligt op een prop wit keukenpapier nog een voorbeeld, een cilinder zo groot als een hand. Het is een magneet uit een elektrische auto, waarin de kritieke grondstof neodymium zit. „Vréselijk ontwerp”, zegt Sprecher. De cilinder is niet glad; er steken metalen plaatjes met neodymium uit. Die zitten zó vast dat ze er niet uit te halen zijn. En dus gaat de hele cilinder naar de smelter, waar het neodymium eindigt in de afvalslak.
Het kan ook anders, toont Sprecher. Naast de cilinder liggen twee kleine metalen blokjes, magneten uit windturbines, ook met neodymium. „Zo kan je een product dus ook ontwerpen: de onderdelen met kritieke stof waren los te halen.”
In het lab halen de promovendi kritieke grondstoffen uit onderdelen door ze bijvoorbeeld op te lossen in zuren. In een grote loods verderop onderzoeken wetenschappers de stap ervoor. Aan een lopende band sorteren ze elektronische onderdelen voor recycling, met behulp van een magneet en een magnetische vloeistof.
Of onderdelen zinken, drijven of in een vloeistof zweven, hangt af van hun dichtheid en die van de vloeistof. Ieder onderdeel heeft een specifieke dichtheid. Is die van het onderdeel lager dan die van de vloeistof, dan drijft het. Door de dichtheid van de magnetische vloeistof met een magneet telkens wat te verhogen, komen steeds andere onderdelen bovendrijven – een sorteertechniek die al wordt toegepast om plastic te scheiden. De onderdelen met kritische grondstoffen kunnen vervolgens op de juiste manier worden gerecycled – als het ontwerp ervan dat tenminste mogelijk maakt.
Sprecher, tussen de studenten: „Waar het gigantisch fout gaat in Nederland, is in de communicatie tussen wetenschappers, ontwerpers, bedrijven en beleidsmakers. Om nieuwe ontwerpen en manieren om te recyclen efficiënt toe te passen in de industrie, moeten ontwerpers, wetenschappers en beleidsmakers met elkaar overleggen. Nu hebben beleidsmakers vaak niet genoeg kennis om de juiste regels toe te passen.”
Heeft u een voorbeeld?
„Om kritieke grondstoffen te kunnen recyclen uit windturbines, is het goed om te weten hoeveel van een materiaal ergens in zit. De overheid verplichtte dat, wat op zich een goed idee is. Maar wat staat er in de instructies van de overheid als verplichte methode om dat te doen? ‘Weegschaal’! Wat betekent dat? Verwacht de overheid dat je een windmolen van ruim 150 ton op een weegschaal zet? Nee toch, hoop ik.”
Wat is er zo leuk aan kritiekegrondstoffenonderzoek?
„Toen ik begin twintig was, na mijn master, wilde ik reizen. Ik dacht: kritieke materialen is een mooi exotisch onderwerp waarmee dat kan.”
Sprecher laat op zijn telefoon een foto van een mijn zien. „Kijk, ik was voor onderzoek in Laos. Daar kwam ik in de trein een man tegen die zelf een mijn had. Kom gewoon even kijken, zei hij. Dan sta je plots in een mijn in een Laos. Prachtig!
„Later kwam ik erachter hoe mooi het menselijke aspect is. Wat zegt het over ons als samenleving dat we deze problemen met kritieke grondstoffen hebben? En waarom gaan Chinezen zo anders om met kritieke grondstoffen dan Amerikanen of Europeanen? Grondstoffen zijn een afspiegeling van de maatschappij.”
