‘We gooien telefoons weg die goed werken en vol zitten met kritische grondstoffen. Dat is belachelijk’

In een klein laboratorium aan de TU Delft lopen twee jonge promovendi rond met een veiligheidsbril en witte jassen. Om hen heen staan ​​tafels en kasten vol gedemonteerde elektronische apparaten, metalen onderdelen, flessen met vloeistoffen en kleine machines. Een afzuigkap laat een zacht gebrom horen, dat tot doel heeft te voorkomen dat giftige gassen uit de kast lekken. In dit lab testen promovendi manieren om kritische grondstoffen (de gangbare term) uit oude (elektronische) onderdelen te halen, zodat deze cruciale stoffen hergebruikt kunnen worden.

Dat is hard nodig, zegt Benjamin Sprecher (38), industrieel ecoloog aan de TU Delft. Kritische grondstoffen als lithium, kobalt en neodymium zijn belangrijk voor de energietransitie en de digitalisering van de samenleving, maar het is niet zeker dat deze er voldoende zullen zijn als ze nodig zijn. Neodymium zit in de magneten van windturbines, lithium en kobalt in batterijen. Europa is voor kritische grondstoffen sterk afhankelijk van andere landen. Vooral uit China.

De Europese Unie probeert, net als de Verenigde Staten, minder afhankelijk te worden van China als leverancier van cruciale grondstoffen. Vorig jaar lanceerde de Europese Commissie in dit verband een plan. Het doel is dat in 2030 minimaal 10 procent van de kritische grondstoffenprocessen in Europa in Europese mijnen zullen zijn gewonnen (momenteel komt slechts 3 procent uit Europa). Bovendien moet een kwart van deze stoffen datzelfde jaar afkomstig zijn uit recycling binnen Europa. Afgelopen maart keurde de Raad van de Europese Unie dat plan goed. De Europese leiders blijven nu de precieze details bespreken.

Deze week was Brussel gastheer van een Europese conferentie over dit onderwerp, waaraan prominente figuren uit het bedrijfsleven, de politiek en de wetenschap deelnamen. Daar zei Europees commissaris Maros Sefcovic (Green Deal) dat Europa “vroeger dan laat” moet beginnen met de gezamenlijke aankoop en opslag van kritieke grondstoffen, zo meldde de Britse zakenkrant. Financiële tijden.

Aardgasprijzen

Aan een tafel tussen studenten van een workshop aan de TU Delft vertelt Sprecher over het belang van Europese aandacht voor kritische grondstoffen. Hij wijst erop dat Europa zich pas na de oorlog in Oekraïne echt realiseerde hoe gevaarlijk het is om zo afhankelijk te zijn van een ander land: toen Rusland in de winter de aardgasvoorziening begon af te sluiten, schoten de gasprijzen omhoog. En over oplossingen gesproken. Hij pleit bijvoorbeeld voor slimmere productontwerpen, zodat Europa minder grondstoffen uit China nodig heeft. Daartoe ligt in dat kleine laboratorium in Delft een belangrijke sleutel.

Sprecher begint met het probleem van de toenemende vraag naar kritische grondstoffen. “De wereld creëert mede door de energietransitie veel vraag, terwijl het aanbod nauwelijks verandert.” In Nederland is bijvoorbeeld afgesproken dat in 2030 alle nieuwe verkochte auto’s elektrisch zijn. “Maar dat kan niet, zeker niet als andere landen dat ook willen. Er zijn dan meer kritische grondstoffen nodig dan er nu in omloop zijn. En het duurt zo’n vijftien jaar om een ​​nieuwe mijn te openen, dus we hadden er in 2015 mee moeten beginnen.”

En dan is er nog het geopolitieke probleem: de afhankelijkheid van China.

“Ja. We zitten in ernstige problemen. Het is voor Europa al heel moeilijk om de doelstelling te halen dat minstens 10 procent van de kritische grondstoffen uit de EU moet komen. En zelfs als dat lukt, is 10 procent nog steeds niet veel. afhankelijk van andere landen heeft Europa feitelijk zijn strategische autonomie verloren. Stel dat China morgen een ander land binnenvalt en ons zegt ‘je moet ons steunen, anders krijg je geen cruciale grondstoffen’, kunnen we daar dan nee tegen zeggen? nog steeds in staat om tegen hoge kosten over te stappen op alternatieve bronnen. Maar de afhankelijkheid van kritische grondstoffen is te groot.”

China bezit veel mijnen, ook in andere landen, zoals Congo. Verderop in de productieketen, waar deze kritische grondstoffen worden verwerkt, is China dankzij de hoge staatsinvesteringen ook een belangrijke speler. Het maakt bijvoorbeeld ruim 90 procent van de magneten voor elektrische auto’s en windturbines.

En de positie van China wordt steeds sterker. Terwijl westerse bedrijven huiverig zijn om zonder staatssteun mijnen te openen, omdat de prijzen voor kritieke grondstoffen sterk kunnen variëren, biedt staatssteun Chinese bedrijven de gewenste zekerheid.

Sprecher stelt dat Europa niet alleen zijn autonomie verliest door zijn afhankelijkheid van China, maar ook zijn economische activiteit. Zo ging de Belgische busfabrikant Van Hool onlangs failliet, onder meer omdat het te laat bestelde goedkope batterijen uit China ontving. De Chinese concurrentie had goed toegang tot goedkope batterijen uit eigen land.

‘Zoals dit. Dit waren de problemen. Nu de oplossingen.’

Inspraak.

“Wat de Verenigde Staten doen om minder afhankelijk te zijn van China, is de leiding nemen over de hele productieketen. Ik geloof daar niet in; Wij willen geen Tata Steels meer in Nederland. En als je simpelweg nog meer gaten in de grond boort, kom je nergens. Het komt er naar mijn mening op neer dat we producten zo moeten ontwerpen dat ze überhaupt minder kritische grondstoffen uit China nodig hebben.”

Lees ook
De ontdekking van zeldzame metalen in Noord-Zweden kan verstrekkende geopolitieke gevolgen hebben

Hoe zou jij het doen?

“Producten moeten langer meegaan. De meeste telefoons ontvangen bijvoorbeeld na twee jaar geen beveiligingsupdates meer. We moeten dus snel over een telefoon beschikken die goed werkt en vol kritische grondstoffen zit. Vanuit het perspectief van de fabrikant is dit logisch: zij verdienen geld aan een nieuwe telefoon, terwijl software-updates geld kosten: bedrijven hebben hun aandeelhouders in gedachten. Maar vanuit materieel oogpunt is dit natuurlijk belachelijk.

“Nog iets: hoe ontwerp je een product zo dat de kritische materialen die erin zitten hergebruikt of gerecycled kunnen worden? Ik zag onlangs een niet-oplaadbare elektrische tandenborstel. De batterij zat zo vast dat deze niet verwijderd kon worden. Die batterij belandt ook in de prullenbak als hij leeg is.”

Op een tafel in het Delftse recyclinglaboratorium staat nog een voorbeeld op een prop wit keukenpapier: een cilinder ter grootte van een hand. Het is een magneet uit een elektrische auto die neodymium bevat, een fundamentele grondstof. “Verschrikkelijk ontwerp”, zegt Sprecher. De cilinder is niet glad; Metalen platen met neodymium vallen op. Ze zitten zo vast dat ze niet meer te verwijderen zijn. En zo gaat de hele cilinder naar de gieterij, waar het neodymium in de restslak terechtkomt.

Het kan ook op een andere manier, merkt Sprecher op. Naast de cilinder bevinden zich twee kleine metalen blokjes, windturbinemagneten, eveneens van neodymium. “Ook zo kan een product ontworpen worden: onderdelen die kritische stoffen bevatten kunnen verwijderd worden.”

In het laboratorium halen promovendi kritische grondstoffen uit componenten, bijvoorbeeld door deze op te lossen in zuren. In een groot pakhuis verderop onderzoeken wetenschappers de vorige stap. Ze sorteren elektronische onderdelen voor recycling op een assemblagelijn, met behulp van een magneet en magnetische vloeistof.

Of stukken zinken, drijven of drijven in een vloeistof, hangt af van hun dichtheid en die van de vloeistof. Elk onderdeel heeft een specifieke dichtheid. Als die van het stuk kleiner is dan die van de vloeistof, dan drijft het. Door met een magneet de dichtheid van de magnetische vloeistof geleidelijk te verhogen, komen er voortdurend andere stukken naar de oppervlakte, een sorteertechniek die al wordt gebruikt om plastic te scheiden. Onderdelen die kritische grondstoffen bevatten, kunnen op de juiste manier worden gerecycled, als hun ontwerp dit toelaat.

Sprecher, onder de studenten: “Waar het in Nederland vreselijk mis gaat, is de communicatie tussen wetenschappers, ontwerpers, bedrijven en beleidsmakers. Om nieuwe ontwerpen en vormen van recycling 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.”

Heb je een voorbeeld?

“Om kritische grondstoffen uit windturbines te recyclen, is het goed om te weten hoeveel materiaal er in zit. De overheid heeft dit verplicht gesteld, wat op zich een goed idee is. Maar wat zeggen de instructies van de overheid als verplichte methode om dit te doen? ‘Schaal’! Wat betekent dat? Verwacht de regering dat een windturbine van meer dan 150 ton op de weegschaal wordt gezet? Nee, ik hoop het.”

Wat is er zo goed aan kritisch grondstoffenonderzoek?

“Toen ik begin twintig was, na het afronden van mijn masteropleiding, wilde ik reizen. Ik dacht: kritische materialen zijn een mooi exotisch vak dat dat kan.”

Sprecher laat op zijn telefoon een foto van een mijn zien. “Kijk, ik was in Laos om onderzoek te doen. Daar ontmoette ik in de trein een man die ook een mijn had. Kom maar eens kijken, zei hij. Plotseling bevind je je in een mijn in Laos. Mooi!

“Later ontdekte ik hoe mooi het menselijke aspect is. Wat zegt het over ons als samenleving dat we deze problemen hebben met kritische grondstoffen? En waarom gaan de Chinezen zo anders om met kritische grondstoffen dan Amerikanen of Europeanen? “Grondstoffen zijn een weerspiegeling van de samenleving.”