Maakt de duurzame energietransitie de wereld een veiliger plek?

We bevinden ons al enkele jaren midden in de zogenaamde duurzame energietransitie. Terwijl we onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen als olie, steenkool en gas afbouwen, wordt hernieuwbare energie de ruggengraat van een nieuw systeem. Zal deze transitie onze wereld een veiliger plek maken? Dat is de vraag die Mathieu Blondeel en Moniek de Jong hebben beantwoord in een klimaatessay. In dit interview op het Klimaatplein met Mathieu Blondeel licht hij enkele aspecten van de essay toe.

“We moeten vermijden dat we de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen inruilen voor een afhankelijkheid van lithium, kobalt en nikkel. Daarmee hebben we namelijk het probleem verre van opgelost.”

Mathieu Blondeel is docent energie- en klimaatpolitiek aan het Instituut voor Milieuvraagstukken (IVM) van de Vrije Universiteit Amsterdam. Hij doet onderzoek naar de politiek-economische dimensies van de energietransformatie. Moniek de Jong is postdoctoraal onderzoeker aan de UGent. Zij doet onderzoek naar de geopolitieke gevolgen van de aardgasimport in de EU.

Rob van der Rijt (Klimaatplein): Mathieu, naar welke kritieke grondstoffen zullen we de meeste behoefte krijgen de komende jaren en voor welke toepassingen zijn die dan nodig?

“In het scenario van het Internationale Energieagentschap (IEA) waarin we in 2050 op mondiale schaal netto-nul uitstoot (klimaatneutraliteit) bereiken, zal de behoefte naar kritieke grondstoffen voor de duurzame energietransitie explosief toenemen. In 2021 schatte het IEA dat tegen het jaar 2040 de vraag naar die grondstoffen met een factor 6 zou groeien. Maar dit verschilt per grondstof. Voor lithium kan de vraag x42 gaan, de vraag naar kobalt x21, naar nikkel x19 en die naar zeldzame aardmetalen x7.  

Om enkele van de belangrijkste of meest besproken kritieke grondstoffen even nader te bekijken bij deze dit overzichtje:

Lithium: Lithium wordt vooral gebruikt in lithium-ion batterijen. Tot op heden de dominante technologie voor batterijen in elektrische wagens.

Koper: Koper is het meest bruikbare (en gebruikte) metaal in schone technologieën dankzij de ongeziene thermische en elektrische geleidbaarheid. Daardoor wordt het vandaag al in heel wat elektrische en industriële toepassingen gebruikt. Maar denk vooral aan feit dat elektriciteit de belangrijkste energiedrager wordt. Koper wordt overal gebruikt. Van elektriciteitsnetten tot elektrische apparaten.

Kobalt: Vooral gebruikt in lithium-ion batterijen van elektrische wagens (kathode).

Nikkel: historisch vooral in industriële legeringen gebruikt om corrosie tegen te gaan. Heel wat roestvrij staal bevat dus nikkel. Wordt ook gebruikt in lithium-ion batterijen (maar denk dus vooral aan corrosievrij houden van windturbines op zee).

Zeldzame aarmetalen: worden gebruikt in productie van permanente magneten voor motoren (bijv. elektrische auto’s).”

Welke wereldmachten hebben de beste uitgangspositie voor toegang tot die cruciale metalen?

“China is momenteel de belangrijkste speler. Niet zozeer omwille van hun controle over extractie van die grondstoffen, maar omdat ze grote delen van de totale productieketen in handen hebben. Wanneer we het namelijk in termen van ketens bekijken krijg je meer zicht op die Chinese dominantie. De productieketen van klimaatvriendelijke/groene technologieën conceptualiseren we als bestaande uit drie delen:

1. Extractie: uit de grond halen van ruwe grondstof (waarin het mineraal bovengehaald wordt samen met vele andere, onbruikbare grondstoffen)
2. Verwerking: waarin de bruikbare mineraal (lithium, kobalt, etc.) gescheiden wordt en ‘klaargemaakt’ voor gebruik
3. Productie van materialen en technologieën: eigenlijke productie van elektrische batterijen, wagens, zonnepanelen, etc.

Hier een voorbeeld van kobalt (ook aangehaald in ons essay)

1. Extractie: De Democratische Republiek Congo (DCR) neemt zo’n 70 procent van de wereldproductie van het kostbare mineraal voor zijn rekening. Voor geen enkele van de andere belangrijke kritieke grondstoffen (zoals koper, lithium, nikkel en zeldzame aardmetalen), ligt zoveel macht bij slechts één land
2. Verwerking: Maar wat blijkt? Het zijn vooral Chinese (staats)bedrijven en westerse multinationals die de productie in handen hebben en niet de Congolese mijnbouwbedrijven. Chinese investeerders controleren zo’n 70 procent van de volledige Congolese mijnbouwsector. Bovendien wordt kobalt veelal geëxporteerd om elders verfijnd en verwerkt te worden. Minder dan 1 procent van het kobalt wordt daadwerkelijk verwerkt in de DRC zelf. Zo’n 70 procent van de raffinage vindt plaats in China, gevolgd op verre afstand door landen als Indonesië, Finland en België.
3. Productie: de eigenlijke productie van die lithium-ionbatterijen voor elektrische auto’s, wordt opnieuw veruit gedomineerd door China. Daardoor slaagde China erin om in 2022 een derde van de wereldwijde export van elektrische wagens voor zijn rekening te nemen. Die Chinese dominantie in de elektrische auto-industrie heeft geleid tot een van de meest in het oog springende economische nieuwsberichten van 2023: het land stak Japan voorbij als grootste auto-exporteur ter wereld.

Maar China slaagt er niet alleen in om in te breken in de verschillende stadia van de kobaltproductieketen. Ook lithium en mangaan zijn twee kritieke grondstoffen voor batterijen in elektrische auto’s. Van dat eerste neemt China slechts 15 procent van de totale ontginning voor zijn rekening, maar wel 58 procent van de verwerking. Voor mangaan geldt hetzelfde. China controleert een kleine minderheid van de productie, maar wel 93 procent van de verwerking.”

Voorzie jij in de nabije toekomst nog alternatieven voor metalen die we nu zo nodig hebben voor de duurzame energietransitie?

“Substitutie en recyclage zijn zeer goeie manieren om ons in te dekken van die afhankelijkheid van een land als China.

Een mooi voorbeeld zijn elektrische autobatterijen. Vandaag zijn er twee veelgebruikte types van lithium-ionbatterijen, de dominante technologie voor batterijen in elektrische auto’s. De NMC-technologie maakt gebruikt van lithium, mangaan, nikkel en kobalt, terwijl de LFP-technologie gebruikmaakt van lithium, ijzer en fosfaat. In 2020 werkte 80 procent van alle batterijen op basis van NMC-technologie. In 2030 zal dat aandeel gedaald zijn tot de helft. Het grote voordeel van LFP-batterijen is dat er geen nikkel en kobalt meer nodig is. Herinnert u zich de afhankelijkheid van de DRC voor kobalt? Die kan dus eigenlijk al vrij snel verleden tijd worden. Het probleem is echter dat vooral Chinese batterijproducenten de LFP-technologie ontwikkelen. Bijna alle LFP-batterijen (99 procent!) worden in China gemaakt, terwijl westerse producenten vooral op de NMC-technologie ingezet hebben.

Mede daarom stopt de innovatie niet daar. Hoewel nog in z’n kinderschoenen, wordt er momenteel hard ingezet op onderzoek naar en ontwikkeling van natrium-ionbatterijen. Natrium zou dan het ‘hoofdbestanddeel’ lithium in zowel NMC- als LFP-batterijen kunnen vervangen. Natrium is in veel grotere hoeveelheden aanwezig in de aardkorst, het is enorm verspreid en relatief goedkoop om te ontginnen en verwerken. Op die manier kan men dus ook de geopolitieke risico’s van kartelvorming rond lithium drukken.

Ten tweede, de grondstoffen die verwerkt zijn in batterijen, windmolens en zonnepanelen kunnen op het eind van hun levensduur wél hergebruikt worden. Op termijn moet dat ervoor zorgen dat we niet alleen minder afhankelijk worden van één leverancier, maar dat we veel minder moeten ontginnen. De recent goedgekeurde Critical Raw Materials Act van de EU bevat dus ook een aantal strenge vereisten met betrekking tot recyclage. Het valt op dat eerdere beleidsinitiatieven rond de circulaire economie veel minder geframed werden in geopolitieke en veiligheidstermen. Het Circular Economy Action Plan, een van de bouwstenen van de Green Deal uit 2020, bevat slechts één vermelding van het woord ‘veiligheid’. China wordt zelfs niet vermeld, terwijl het toen al vrij breed aanvaard was dat onze Chinese afhankelijkheid een risico vormt. Circulariteit is op dat moment vooral een issue van milieu en klimaat.

Maar recyclage en circulariteit blijven uiteraard gemakkelijker gezegd dan gedaan. Momenteel wordt in de EU slechts iets meer dan 20 procent van het kobalt en minder dan één procent van het lithium uit elektrische autobatterijen gerecycleerd. Veel te weinig om al een impact te hebben en er is nog heel wat innovatie nodig om dat op te schroeven.”

De uitdagingen en obstakels zijn groot, want de wereld buiten de energiesector verandert ook snel. China heeft in sneltempo de VS ingehaald als tweede supermacht, terwijl ook andere landen zich roeren. Voor de EU is dit dan weer een uitgelezen kans om haar economie en samenleving ingrijpend te herdenken. Maar slaagt het daar ook in? Lees er meer over in dit essay > van Mathieu Blondeel en Moniek de Jong.