Metalen nodig voor energietransitie _ recycling nodig (maar winning voorlopig ook nog). En over lithiumaccu’s en afvalbranden

Inleiding
Een van de meest problematische aspecten van de energietransitie is wat er aan materialen voor nodig is. Meer specifiek, wat er aan metalen voor nodig is. In de introtabel welke metalen in welke toepassing zitten (waarbij men chemisch een tikkie slordig is met de aanduiding ‘metaal’).
Zonder neodymium geen permanente magneten voor windturbines, zonder silicium geen zonnepanelen en zonder lithium geen elektrische auto’s. Dit is een beetje kort door de bocht geformuleerd, maar op dit moment waar.

Die metalen moeten ergens vandaan komen en vaak zijn daaraan grote problemen verbonden. Ze zijn zeldzaam en/of zitten in maar in een paar landen waar we geopolitiek niet afhankelijk van willen zijn en/of er is sprake van op kolonialisme gelijkende verhoudingen en/of de winning gaat gepaard met uitbuiting en mensenrechtenschendingen en/of het landschap wordt aangetast.
Overigens geldt dat voor fossiele brandstoffen vaak, mutatis mutandis, in vergelijkbare mate.
Grondstoffenwinning is vaak niet probleemloos.

De Europese Commissie probeert al een tijd om de afhankelijkheid van Europa in kaart te brengen en om strategieën te ontwikkelen om de levering van kritische materialen veilig te stellen op manieren die voor de sector relatief aanvaardbaar zijn. Een voorbeeld is te vinden op de website https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/areas-specific-interest/critical-raw-materials_en . Bovenstaande kaart is ervan afkomstig (met daarop overigens ook essentiële niet-metalen als fosfor). De op deze website genoemde links zijn overigens zeer de moeite waard.

Ter verdere onderbouwing heeft de Europese brancheorganisatie van non-ferrobedrijven Eurometaux aan de Katholieke Universiteit (KU) Leuven gevraagd om de vraag, het aanbod en de toekomstige leveringsstrategie, zowel winning als recycling, in kaart te brengen.
Het resultaat “Metals for Clean Energy” is te downloaden op https://eurometaux.eu/metals-clean-energy/ . De introtabel en de hierna volgende afbeeldingen zijn uit dit werk afkomstig.

Dat Eurometaux in België zit, en dat de KU Leuven een aparte studierichting heeft over recycling en grondstoffen ( https://kuleuven.sim2.be/ ), is geen toeval. België, liever gezegd Leopold, “had” de Congo en haalde daar op uiterst uitbuitende en mensenrechtenschendende wijze een groot assortiment aan ertsen vandaan, die vervolgens op de arme zandgronden in Belgisch Limburg (met uitlopers over de Nederlandse grens) verwerkt werden. Die verwerking was vroeger ook uiterst uitbuitend en mensenrechtenschendend, maar dat is sterk verbeterd (althans, in Europa). Daarover ging mijn vorige artikel https://www.bjmgerard.nl/de-belgische-non-ferro-raffinage-met-uitlopers-in-zo-brabant/ . Dit nu niet opnieuw.
Dat de KU Leuven dus een Sustainable Metals and Minerals-afdeling heeft (SIM2), is dus net zo logisch als dat je bij de TU Delft waterbouw kunt studeren.

Dit diagram beschrijft hoeveel mondiaal meer van een bepaald element nodig is in 2050 dan in 2020. Dus in STEPS is in 2050 ongeveer 900% meer Lithium nodig dan het gbruik in 2020, en in SDS is in 2050 2109% meer nodig dan in 2020.

Ook de International Energy Agency (IEA) heeft een publicatie over kritische mineralen uitgebracht. Die is te vinden op https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions . De publicatie is hier niet beschreven, maar de samenvatting laat zien dat het om vergelijkbare uitspraken gaat, maar dan mondiaal.

Metals for Clean Energy
In het volgende kom je de termen STEPS en SDS tegen. Beide zijn IEA-scenario’s. STEPS betekent Stated Policies Scenario en SDS betekent Sustainable Development Scenario. STEPS is zoiets als wat regeringen zeggen dat ze gaan doen, en SDS is wat je zouden moeten doen om Parijs te halen.

Het rapport is intrinsiek op Business As Usual – basis: er wordt geen rekening gehouden met wezenlijk andere technische ontwikkelingen.

De studie kijkt zowel mondiaal als Europees, met de nadruk op Europees.

De reden tot de studie is wat de energietransitie vraagt, maar uiteraard bestaat er voor sommige metalen ook een bestaand gebruik voor bijvoorbeeld constructiedoeleinden (Aluminium) of chemische toepassingen. De schalen beginnen soms niet bij nul.

De studie kijkt per element in de categorieën vraag, verwerking in de EU en aanbod, en binnen het aanbod in de categorieën primaire levering (al dan niet verwerkt erts) en secundaire vering (= recycling).

Op deze wijze ontstaat een veelheid aan data, die in het kader van dit artikel niet weer te geven is. Ik geef wat voorbeelden en concentreer me in wat volgt op de recycling.

Dit diagram beschrijft de EU-behoefte aan Zeldzame Aarde Metalen (Engelse afkorting REE). Die worden vooral in magneten gebruikt. CAGR betekent dat de groeipercentages per jaar zijn (dus Neodymium in 2050 is Neodymium in 2020 * 1,102^30 ).
Dit diagram beschrijft de EU-vraag naar Cobalt. Grijs (base) is wat er ook zonder energietransitie nodig zou zijn, blauw is wat de energietransitie toevoegt als er weinig-, middel- of veel energietransitiegoederen geproduceerd worden waar die cobalt in moet.
Dit diagram moet als volgt gelezen worden: elk rondje is de vraag (100%).
Van die vraag wordt een deel binnen de EU ingevuld  met binnen-EU mijnbouw en raffinage en recycling. Wat overblijft moet van buiten de EU geïmporteerd worden en de kleurcode geeft aan hoeveel problemen men daarmee verwacht. Dus voor Cobalt in het SDS-scenario moet tot 2030 ca 80% worden geïmporteerd (en dat is een probleem), van 2030 tot 2040 ca 65% (en dat kan als als als), en van 2040-2050 ca 30% (en dat lijkt geen probleem te worden).
De afname in import komt vooral van de recycling.


Maatschappelijke, klimatologische en ecologische effecten
Mijnbouw is en blijft moeilijk. Men kan de eerste tijd nog niet zonder, maar het moet veel beter. Europa doet het qua mijnbouw binnen Europa op sommige gebieden iets beter dan de wereldstandaard, maar dat zegt niet heel veel.
Voor mijnbouw binnen Europa gelden algemene en specifieke en algemene richtlijnen, zoals de gebruikelijke water- en Natura2000 bescherming, en er gelden ook bepalingen over restauratie van verlaten mijnbouwgebieden. Dat is iets voor ooit een apart verhaal.

Er bestaan keurmerken.

Metals for Clean Energy bespreekt deze aspecten per metaal, want elk metaal heeft zijn eigen verhaal. Voor bijvoorbeeld Cobalt geldt de volgende staat:

Recycling
Veel  leed kan voorkomen worden door recycling. In principe is de levensduur van metaal, indien eenmaal gewonnen en recyclebaar, oneindig.
Het rapport rekent met levensduren en recyclingpercentages uit onderstaande tabel, en komt tot CO2 – besparingen door recycling t.o.v. primaire productie in de tabel eronder.

Het algemene verhaal is dat recycling na 2040 groot wordt om de eenvoudige reden dat de grootschalige opbouw van energietransitie-inrichtingen nu ongeveer begint en dat de recycling pas begint na afloop van de levensduur. Na 2040 kan recycling een fors deel van de primaire productie vervangen.

Voor  het hier gehanteerde voorbeeld van Cobalt ziet het er ongeveer als hierna.
De vraag stijgt alsmaar tot 2050, t/m ergens na 2030 wordt dat volledig gedekt met nieuw metaal of erts, maar vanaf dat moment groeit de recycling en gaat de netto vraag naar ‘vers’ Cobalt omlaag (maar niet tot nul).

Politieke standpunten mijnerzijds
Onderstaande reeks is niet uitputtend bedoeld en  bevat, gezien de focus van deze website, vooral voorbeelden uit Noord-Brabant.

  • Het Leuvense rapport is op basis van Business As Usual. Dat is een aanname. Men zou natuurlijk scenario’s kunnen overwegen die de vraag verminderen met drang, dwang of rantsoenering. Ook kan men actief op zoek gaan naar alternatieven.
    Vooralsnog zie ik dat niet in voldoende mate gebeuren. Mijnbouw heeft allerlei lelijke nadelen, maar je kunt (schat ik in) voorlopig niet zonder. Dat moet dan zo goed mogelijk gebeuren op de diverse, eerder genoemde maatschappelijke gebieden.
  • Bestaande en nieuwe recyclingbedrijven moeten gesteund worden met kennis en organisatie, hetgeen ook betekent dat nadelen voor de omgeving weggenomen moeten worden. Te overwegen valt om dit als een publieke taak te zien.
  • Tot de nadelen voor de omgeving moeten ook de vele metaalbranden gerekend worden. Veruit de meeste metaalbranden starten omdat er een niet-gesignaleerde Lithiumbatterij in de hens gaat. Vervolgens breidt zo’n brand zich enorm uit en over waarom dat gebeurt, lees je niets. Daar hoop ik nog eens een goed verhaal over te vinden. Is de samenstelling van metaalschroot veranderd? Meer lichtmetalen? Dit even terzijde.

    Het bedrijf Sims Lifecycle Services in Eindhoven, in de volksmond nog bekend onder de oude naam MIREC, vloog in twee jaar tijd vier keer in brand. Het bedrijf recyclet elektronica – een onmisbare functie.
    Ik heb met iemand gesproken die bij MIREC gewerkt heeft. Laag geschoold personeel krijgt de elektronicakarkassen voor zich en moet daar de Lithiumbatterijen in herkennen. Dat gaat niet altijd goed en dat valt niet altijd kwalijk te nemen, want soms zitten die ingebouwd en goed verstopt. Nederland recyclede in 2021 nog geen kwart van zijn Lithiumaccu’s en een deel van de oplossing is om die dingen gestandaardiseerd en herkenbaar in te bouwen. In tussentijd zou bij MIREC bijscholing helpen en aanscherping van de procedures, en ook zoiets als een grote branddeken die over de beginnende brand heen kan vallen.
Onderwatershredder TU/e (Team CORE)

De TU/e voelt zich niet te beroerd om dit probleem aan te pakken. Een stel studenten (Team CORE) heeft een onderwatershredder ontwikkeld (het water bevat een zout om de resterende lading af te vangen). Die is nu in het ontwikkelstadium. Het persbericht van de TU/e is uiterst informatief over dit onderwerp ( https://www.tue.nl/en/storage/electrical-engineering/faculteit/news-and-events/news-overview/12-10-2021-tu-eindhoven-students-present-shredder-that-prevents-battery-fires/ ).

  • Mogelijk (dat is een implicatie van wat de TU/e zegt) komen de vele branden bij schrootverwerker AVI uit Den Bosch uit hetzelfde probleem voort.
  • De SP in Provinciale Staten heeft, op mijn voorstel, een motie ingediend en aangenomen gekregen waarin ingegaan wordt tegen de (soms begrijpelijke)  reflexen vanuit de omgeving dat dit soort bedrijven weg moeten (wat zonder gegarandeerde hervestiging elders beëindiging van de functie betekent), en waarin gepleit wordt voor een structurele aanpak. Het geval wil dat de provincie Brabant toevallig in het begin ook trekker was van de Taskforce Afvalbranden.
    Zie ontwikkel-geen-reflex-tegen-recyclingsbedrijven-maar-verbeter-ze/ .
    Onlangs heeft gedeputeerde Lemkes-Straver, in reactie hierop, twee notities uitgebracht, een algemene over de omgang met batterijen en een specifieke over hoe het met de Taskforce Afvalbranden gelopen is. Ze had het makkelijk, want er ligt al landelijk beleid waarnaar ze alleen maar hoefde te verwijzen.
  • De provinciale notitie over de Taskforce Afvalbranden is een lezenswaardig document (zie hierboven). In de Taskforce zitten de Vereniging Afvalbedrijven, TLN, BRBS Recycling, de Federatie Herwinning Grondstoffen en (in den beginne) de provincie Noord-Brabant.
    Voor lopende Nederlandse zaken is de Taskforce bij het ministerie langs geweest (31 mei 2021). Daar heeft de Task Force aangedrongen op strengere eisen aan de brandveiligheid van Lithiumbatterijen, beperking van niet-essentiële toepassingen, eisen op het gebied van herkenbaarheid, specifieke inzameldoelstellingen, duidelijke en specifiekere communicatie over brandrisico’s bij onjuist wegwerpgedrag, en op statiegeld. Over dat statiegeld heeft overigens het gebruikelijke ja-nee gesteggel plaatsgevonden tussen afval- en recyclingbedrijven enerzijds (die niet op hun eentje voor het probleem willen opdraaien, dus ja) en producenten (nee).
    De besprekingen om tot een plan van aanpak te komen liepen nog ten tijde van het verschijnen van de Notitie (jan 2022).
  • De algemene teneur is dat het batterijenprobleem (in den breedte, dus niet alleen het specifieke probleem brandgevaar) Europese regelgeving vereist. De EC is daar ook mee bezig. Er ligt een voorstel dd 10 december 2020 voor een nieuw Europees batterijenbeleid ( Nieuw Europees batterijenbeleid ). Het kan nog wel even duren voor het voorstel in Europa aangenomen is, want er is nogal wat onenigheid.
    De EC-recyclingsambities zijn vergelijkbaar met die in het Leuvense rapport, maar noemen minder metalen.
  • Gedeputeerde Lemkes kon makkelijk antwoorden op de algemene SP-vraag over de omgang met batterijen, want er ligt al twee Kamerbrieven dd 17 december 2020 (voortgang strategische aanpak batterijen 2020) en dd 16 december 2021 ( voortgang strategische aanpak batterijen 2021 ). Bij de bron dd 2020 hoort een verkennend onderzoek inzameling li-ion-batterijen .
    In de laatste brief spreekt Van Weyenberg ligt (toen even Staatssecretaris I&W) de gangbare goede bedoelingen wat betreft mijnbouw en recycling uit en steunt het voorstel van de Europese Commissie. Voor draagbare batterijen, accu’s van elektrische fietsen en van auto’s bestaat al een landelijk dekkende infrastructuur, voor industriële batterijen moet die nog worden opgebouwd. Deze recycling vindt overigens in het buitenland plaats, maar Van Weyenberg heeft interesse in verwerking binnen Nederland of op zijn minst binnen de EU.
    Van Weyenberg meldt dat er in 2019 tussen de 211 en 605 ton lithium ion-batterijen in huishoudelijk restafval zat (waar ze uiteraard niet thuishoren).
    Het Verkennend onderzoek heeft geleid tot de hoofdconclusie dat de regelgeving dekkend is, maar dat er te weinig aandacht is voor het integraal veiligheidsdenken in zowel de productie- als de gebruiksfase.
    Dat heeft onder andere tot meer communicatie geleid (zoals in de PGS-reeks), tot het stimuleren van safe by design-ontwerpen, het actualiseren van het Bouwbesluit voor parkeergarages, een betere kenbaarheid veiligheid en regels, stimuleren van hergebruik van oude accu’s in het elektriciteitsnetwerk en de innovatieve inzet van accu’s in de gebouwde omgeving.
Demontage bij MIREC

2 thoughts on “Metalen nodig voor energietransitie _ recycling nodig (maar winning voorlopig ook nog). En over lithiumaccu’s en afvalbranden”

  1. Bedankt voor het delen van dit artikel over grondstoffen en metalen voor accu’s. Ik wil mij graag verdiepen in de winning van grondstoffen. Ik ga de bronnen verder onderzoeken.

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.