De discussie over koolstofarme energievoorziening heeft een groep grondstoffen naar voren gebracht die voorheen vrijwel onopgemerkt bleef. Zonder een stabiele stroom van deze grondstoffen zou het tegenwoordig onmogelijk zijn om hernieuwbare energie in te zetten, de economie te digitaliseren of transport te elektrificeren. Het is dus belangrijk om te begrijpen wat er achter hun waardeketen schuilgaat. Kortom, we hebben het over mineralen waarvan de vraag enorm stijgt, terwijl het aanbod om allerlei redenen steeds complexer wordt, van geologische factoren tot handels- en politieke spanningen. Die ‘mismatch’ tussen wat de markt vraagt en wat de industrie daadwerkelijk bereikt Dat is de kern van de zaak.
Het belang is niet puur technisch: er is sprake van externe afhankelijkheid, geopolitieke risico's en een niet te negeren milieu-impact. Overheden en bedrijven wereldwijd hebben al maatregelen genomen om de toegang tot deze materialen te garanderen en dit op verantwoorde wijze te doen. De vraag is hoe we een veilige, duurzame en concurrerende watervoorziening kunnen garanderen. in de tijd die nodig is vanwege de klimaatnoodtoestand, zonder dat lokale gemeenschappen en ecosystemen onredelijke kosten hoeven te betalen.
Wat bedoelen we met kritieke mineralen?
Simpel gezegd zijn kritieke elementen die elementen in de natuur waar veel vraag naar is en waarvan de toeleveringsketens kwetsbaar zijn. Dit kan komen door geologische schaarste, geografische concentratie of knelpunten in de verwerking. Kritiek is niet statisch: het verandert met de maatschappelijke behoeften en beschikbare middelenEen materiaal kan dus van strategisch naar kritisch veranderen en vice versa, naarmate de technologie en de markt zich ontwikkelen.
Er is geen universeel aanvaarde definitie en de termen overlappen elkaar: we horen praten over strategische mineralen, mineralen voor de energietransitie of kritieke grondstoffen. Elk land of economisch blok ontwikkelt zijn eigen prioriteitenlijst. De Europese Unie publiceerde bijvoorbeeld in 2020 een inventaris van essentiële materialen. waartoe onder andere kobalt, indium, magnesium, wolfraam, lithium en strontium behoren.
De meest voorkomende namen zijn aluminium, chroom, kobalt, koper, grafiet, indium, ijzer, lood, lithium, nikkel, zink en de groep zeldzame aarden. Het zijn essentiële componenten voor technologieën met een groot groeipotentieel, waarvoor geen duidelijke substituten bestaan. in veel toepassingen, waardoor het risico toeneemt als de levering uitvalt.
Waar worden ze tegenwoordig nog voor gebruikt?
De chemische, magnetische en optische eigenschappen ervan maken het geschikt voor de productie van allerlei zaken, van mobiele telefoons en computers tot luidsprekers en tablets. Het biedt verbeteringen op het gebied van efficiëntie, prestaties, snelheid, duurzaamheid en thermische stabiliteit. Consumentenelektronica en digitale infrastructuur zijn in een groot aantal componenten afhankelijk van deze materialenvan microchips tot permanente magneten.
Hun rol is nog belangrijker in de energietransitie. Ze zijn essentieel voor zonnepanelen, windturbines en vooral voor accu's en opslagsystemen voor elektrische voertuigen. Elke technologie vereist andere combinaties en hoeveelheden.Zonne-energie verbruikt meer aluminium en koper; windenergie meer ijzer en zink; geothermische energie meer nikkel en chroom; elektrische batterijen meer grafiet, nikkel en kobalt.
Als we onze blik verbreden, komen in de toekomst ook andere technologieën in beeld: waterstofelektrolysers, datatransmissienetwerken, drones, geavanceerde robotica, vermogenselektronica en satellieten. Recente studies voorspellen een jaarlijkse groei met dubbele cijfers tot 2030 Op veel van deze gebieden is er een opvallende afhankelijkheid van materialen als indium en gallium (hoogrendements-LED's), silicium (halfgeleiders) of de platinagroep van metalen —iridium, palladium, platina, rhodium en ruthenium— (katalysatoren en brandstofcellen).
Waar worden ze gewonnen en wie verwerkt ze?
Er zijn aanzienlijke afzettingen over de hele wereld. Zo is er koper in Chili en Peru; lithium in Australië en Chili; nikkel in Indonesië en de Filipijnen; kobalt in de Democratische Republiek Congo; en een aanzienlijke concentratie zeldzame aardmetalen in China. Deze ongelijke verdeling compliceert de leveringszekerheid en vergroot de blootstelling aan geopolitieke risico's..
Winning is slechts een deel van het verhaal. Verwerking en raffinage zijn nog geconcentreerder: China is koploper in de verwerking van talloze kritieke materialen en is goed voor ruim 80% van de wereldwijde productie van zeldzame aardmetalen. Deze controle over de tussenliggende schakel maakt het land tot een waar zenuwcentrum van de wereldhandel en legt uit met welke knelpunten de sector te maken krijgt als de stromen verstoord raken.
Houd er rekening mee dat deze markten doorgaans kleiner, geografisch meer geconcentreerd en minder concurrerend zijn dan koolwaterstofmarkten. Lagere liquiditeit versterkt de volatiliteit en gevoeligheid voor schokken regelgevend of diplomatiek.
Europa en Spanje: startpunt
In Europa is de binnenlandse productie van zeldzame aardmetalen en andere kritieke materialen beperkt, op enkele uitzonderingen na. Duitsland levert ongeveer 8% van al het gallium ter wereld; Finland ongeveer 10% van zijn germanium; Frankrijk ongeveer 59% van zijn hafnium; en Spanje ongeveer 31% van zijn strontium. Ondanks deze eilanden van specialisatie blijft de Europese capaciteit ver achter bij de vraag op de binnenlandse markt..
Om de afhankelijkheid te verminderen, bevordert de EU plannen voor de ontwikkeling van een levensvatbare en duurzame winnings-, verwerkings- en recyclingindustrie. In Spanje biedt de ondergrond kansen: lithiumbronnen zijn geïdentificeerd in Cáceres en zeldzame aardmetalen in Ciudad Real. Vergunningsprocedures en maatschappelijke weerstand tegen nieuwe mijnen vormen echter een belemmering voor projecten.Er zijn echter al publieke en private initiatieven die consensus proberen te bereiken om verder te kunnen gaan.
Toekomstige vraag en scenario's
Als we echt een energiesysteem met lage emissies willen, hebben we meer mineralen nodig, niet minder. De meest genoemde prognoses wijzen op een toename van meer dan 40% in koper en zeldzame aardmetalen, 60-70% in nikkel en kobalt, en bijna 90% in lithium. Alles bij elkaar zou de totale vraag naar kritieke mineralen tegen 2040 vier tot zes keer zo groot kunnen zijn. boven het huidige niveau.
Ondertussen waarschuwt UNCTAD dat de vraag naar koper in verband met hernieuwbare energiebronnen de komende decennia kan verdubbelen. Met het huidige productietempo zal het niet voldoende zijn om in alle behoeften te voorzien.het doel om de opwarming van de aarde te beperken tot 1,5°C komt in gevaar als investeringen, innovatie en materiaalefficiëntie niet worden versneld.
Sleuteltechnologieën en materiaalafhankelijkheid
Batterijen, windturbines, zonnepanelen, elektrolysers en hoogvermogennetwerken worden niet van de grond af aan vervaardigd: van binnen zijn ze een mozaïek van gespecialiseerde materialen. Indium en gallium ondersteunen energiezuinige ledverlichting; silicium vormt de basis van microchips; metalen uit de platinagroep fungeren als katalysatoren en elektroden. Die kruisafhankelijkheid tussen technologieën en materialen Het verklaart waarom gebreken in een metaal een hele industriële keten in gevaar kunnen brengen.
Naast de media-iconen (lithium en kobalt) is het aanbod breed. Tot de meest genoemde mineralen in de context van overgangsmetalen behoren bauxiet, cadmium, chroom, tin, gallium, germanium, grafiet, indium, mangaan, molybdeen, nikkel, selenium, silicium, telluur, titanium, zink en de zeldzame aardmetalen, evenals koper en lood. De diversiteit aan materialen maakt vervanging lastig en dwingt ons om na te denken over oplossingen voor specifieke toepassingen..
Hoe wordt criticaliteit bepaald?
Om te beoordelen of een grondstof kritisch is, worden drie belangrijke variabelen in overweging genomen. Ten eerste de omvang van de reserves en de snelheid waarmee deze worden aangevuld. Ten tweede de reële mogelijkheid om de grondstof te vervangen door andere materialen met vergelijkbare prestaties. Ten derde de essentiële aard ervan in strategische sectoren en het risico op verstoringen in de toeleveringsketen. Wanneer schaarste, gebrek aan alternatieven en een hoge sectorale afhankelijkheid samengaan, dan schiet het risico omhoog.
Europese beleidsmakers op het gebied van de industrie vatten het helder samen: zonder een veilige en duurzame aanvoer van kritieke grondstoffen is er geen sprake van groene herindustrialisering of concurrerende digitalisering. Dat is de logica achter de nieuwe wetten, allianties en fondsen. die de toegang tot deze bronnen willen beschermen.
Waar betrouwbare gegevens te vinden zijn
Goede informatie is essentieel voor het nemen van weloverwogen beslissingen. Het Europese open dataportaal levert tienduizenden resultaten op bij het zoeken naar kritieke grondstoffen, en door filters te verfijnen kunnen relevante sets worden geïdentificeerd. De beoordeling van kritieke grondstoffen door het Joint Research Centre (JRC) uit 2020 is bijzonder vermeldenswaard. Via het RMIS-systeem (Raw Materials Information System) hebt u toegang tot vooraf verzamelde analyses van strategische, kritieke en niet-kritieke materialen., en het gebruik ervan in ondersteunende technologieën.
Een andere essentiële bron is de Europese Geologische Data-infrastructuur (vaak aangeduid als EDGI), met geologische catalogi en diensten die onder meer het volgende omvatten: kaarten van voorkomens van lithium, kobalt of grafietVeel van deze datasets zijn afkomstig van het FRAME-project, waaraan verschillende Europese organisaties, zoals de Spaanse IGME, deelnemen. Het project biedt de mogelijkheid om gegevens te downloaden in formaten zoals GeoJSON. Dit zijn waardevolle bronnen om te begrijpen waar de hulpbronnen zich bevinden en in welke geologische context ze voorkomen..
Op internationaal niveau biedt het Internationaal Energieagentschap de Critical Minerals Demand Dataset, een downloadbare database die scenario's en vraag- en aanbodbalansen met betrekking tot de energietransitie faciliteert. Deze gecombineerde bronnen ondersteunen robuustere en vergelijkbare diagnoses voor bedrijven en overheden.
Milieu-impact en mijnbouw met klimaatcriteria
Winning en verwerking hebben een impact: dagbouw genereert afvalgesteente, kan grondwaterlagen verontreinigen met zware metalen en kwetsbare ecosystemen verstoren. Bovendien is raffinage energie- en waterintensief. Wanneer de productie geconcentreerd is in landen met minder strenge milieuregels, worden de gevolgen vaak erger.
In deze context ontstaat het idee van ‘klimaatvriendelijke’ mijnbouw: technieken en praktijken die de ecologische voetafdruk minimaliseren en de vraag naar mineralen verenigbaar maken met de bescherming van het milieu. Het is geen marketinglabel; het gaat om het opnieuw inrichten van processen, het meten van de impact en het eisen van traceerbaarheid. door de gehele keten heen.
Recycling, spiraaleconomie en substitutie
Technologie helpt. Hydrometallurgische, pyrometallurgische en bioleaching-processen worden uitgebreid om de winningspercentages en zuiverheid te verhogen, en ecodesign streeft ernaar demontage en traceerbaarheid te vergemakkelijken. Ook de selectieve vervanging van materialen wint aan belang, zoals de overstap naar LFP (lithium-ijzerfosfaat)-batterijchemie die nikkel en kobalt vermijdt, of de ontwikkeling van natriumionbatterijen voor specifieke toepassingen.
De omvang van de uitdaging is enorm: IDB schat dat er ongeveer 3.000 miljard ton mineralen nodig is om de transitie naar een koolstofarme economie te voltooien. Zonder drastische verbeteringen in recycling, materiaalefficiëntie en vervangingzal de druk op de primaire extractie zeer hoog zijn.
Toepassingen en markt in de energietransitie
Zonne-energie, windenergie, elektriciteitsnetten en energieopslag zijn de grootste verbruikers, maar niet de enige. De gezondheidszorg gebruikt platina in katalysatoren en apparatuur, grafiet wordt gebruikt in elektroden en vuurvaste materialen, en zeldzame aardmetalen maken hoogwaardige magneten in motoren en generatoren mogelijk. De verscheidenheid aan toepassingen verklaart waarom de vraag in meerdere sectoren tegelijkertijd groeit.
Ondertussen reageert de markt op prikkels. De stijging van de lithiumprijzen in de afgelopen jaren heeft de gevoeligheid van het systeem benadrukt en investeringen en geopolitieke spanningen aangewakkerd. De regelgevende reactie omvat internationale overeenkomsten om de toeleveringsketens te stabiliseren en milieu- en sociale criteria op elkaar afstemmen.
Verantwoord beheer en regelgeving
Risicovermindering vereist veerkrachtige toeleveringsketens, duidelijke regels en transparantie. Regelgevingskaders moeten investeringen aantrekken, voordelen eerlijk verdelen en controleerbare milieu- en mensenrechtennormen vaststellen. Certificeringssystemen en due diligence zijn sleutelcomponenten om sociale legitimiteit en toegang tot markten te verkrijgen.
Op technologisch vlak streeft de industrie ernaar om het kobaltgehalte in bepaalde toepassingen terug te brengen van ongeveer 30% naar waarden van bijna 10%, LFP-batterijen te promoten en natriumgebaseerde opties te ontwikkelen. Hoe betrouwbaarder de technische alternatieven zijn, hoe minder blootstelling aan één enkel materiaal er zal zijn..
Overheden sluiten op hun beurt allianties, zoals de overeenkomst over kritieke mineralen tussen de EU en de Verenigde Staten. Deze overeenkomst is gericht op het vergemakkelijken van handel en het veiligstellen van materialen voor schone technologieën. Economische diplomatie is net zo'n belangrijke factor geworden als geologie..
Latijns-Amerika op de kaart van transitie
De geografie van veel van deze hulpbronnen overlapt gebieden met een extreem hoge biologische en culturele rijkdom, zoals het Amazonegebied of de zoutvlakten van de Andes. Een substantieel deel van de winning is geconcentreerd in het Mondiale ZuidenBestuur en lokale participatie maken daarom het verschil tussen kansen en conflicten.
Opvallende producties in de regio zijn onder meer: Argentinië (lithium), Bolivia (lithium), Chili (koper en molybdeen, naast lithium), Brazilië (aluminium, bauxiet, lithium, mangaan, zeldzame aarden, titanium), Colombia (nikkel), Mexico (koper, tin, molybdeen, zink) en Peru (tin, molybdeen, zink).De internationale agenda heeft het debat geïntensiveerd, met aanbevelingen van een VN-panel voor eerlijk en duurzaam beheer en recente hoorzittingen voor de IACHR over de gevolgen voor het milieu en de maatschappij.
Zeldzame aardmetalen: wat ze werkelijk zijn
De term "zeldzame aardmetalen" omvat 16 elementen: de lanthaniden (van lanthaan tot lutetium) plus yttrium, vanwege hun analoge chemische structuur. Deze omvatten scandium, yttrium, lanthaan, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium en lutetium. De term ‘zeldzaam’ betekent niet dat ze nauwelijks voorkomen in de aardkorstHet probleem is dat ze doorgaans niet geconcentreerd zijn in gemakkelijk te exploiteren afzettingen en dat de scheiding ervan complex is.
Het belang ervan ligt in de rol die het speelt in permanente magneten, fosfor voor schermen, katalysatoren en diverse toepassingen in elektronica en energie. De waardeketen vereist zeer gespecialiseerde verwerking en raffinageHierdoor wordt de toetredingsdrempel groter en ontstaat er een afhankelijkheid van enkele actoren.
Overgangsterminologie en stuklijsten
Naast de reeds genoemde bronnen worden bij hernieuwbare energietechnologieën vaak bauxiet, cadmium, chroom, tin, gallium, germanium, grafiet, indium, mangaan, molybdeen, nikkel, seleen, silicium, telluur, titanium en zink gebruikt, naast koper, lithium, kobalt en zeldzame aardmetalen. Voor benaderende toepassingen:
- Zonnetechnologieën: bauxiet, cadmium, tin, germanium, gallium, indium, selenium, silicium, tellurium, zink.
- Elektrische installaties: koper.
- Windkracht: bauxiet, koper, chroom, mangaan, molybdeen, zeldzame aarden, zink.
- Energie opslag: bauxiet, kobalt, koper, grafiet, lithium, mangaan, molybdeen, nikkel, zeldzame aarden, titanium.
- Baterías: kobalt, grafiet, lithium, mangaan, nikkel, zeldzame aarden.
In de gezondheidszorg en geavanceerde technologie onderscheidt platina zich door zijn corrosie- en hogetemperatuurbestendigheid. Het wordt onder meer gebruikt in katalysatoren en medische apparatuur. Grafiet wordt, naast de rol in batterij-anodes, ook gebruikt in elektroden, smeermiddelen en vuurvaste materialen.Deze sectorale diversiteit vereist dat meerdere waardeketens parallel worden gemonitord.
Markten, industriebeleid en data om te beslissen
De combinatie van relatieve geologische schaarste, geconcentreerde productie, complexe verwerking en toenemende vraag creëert kwetsbaarheid. Daarom zijn investeringen en innovatie economische beleidsprioriteiten geworden in de EU, de Verenigde Staten, Australië en andere landen. Zonder planning en kwalitatief goede open data worden beslissingen te laat genomen of zijn ze gebaseerd op intuïtie..
Het Europese data-ecosysteem – met het RMIS van het JRC en de geologische infrastructuur van EDGI – draagt samen met IEA-middelen bij aan het standaardiseren van diagnoses, het vergelijken van scenario's en het prioriteren van knelpunten. Het hebben van homogene en traceerbare series vermindert de onzekerheid voor toezichthouders en investeerders.
Spanje streeft ernaar om, gezien zijn mijnbouwpotentieel en koploperspositie op het gebied van hernieuwbare energie, een sleutelrol te spelen in een autonomere en duurzamere Europese toeleveringsketen. De sleutel is om industriële kansen te verenigen met sociale en milieugaranties.door het toepassen van veeleisende normen en participatiemechanismen in de gebieden.
De energietransitie gaat niet alleen over groene kilowatts: het vereist ook een transitie in grondstoffen. Met gediversifieerde toeleveringsketens, verbeterde recycling, slimme vervangingen en internationale samenwerking, Het is mogelijk om risico's te beperken en de decarbonisatie te versnellen zonder dat er mensen achterblijven..
