Batterijen aangedreven door schatten uit de oceaan

Elektrische wagens spelen een belangrijke rol in de strijd tegen klimaatverandering, maar ze hebben veel zeldzame metalen nodig. Een oplossing voor dat probleem kan op de bodem van de oceaan liggen.

Twee jaar. Zo lang heeft het geduurd voordat het aantal elektrische wagens op de wereld verdubbelde tot 7 miljoen. Met het huidige beleid zouden er volgens het Internationaal Energieagentschap tegen 2030 minstens 140 miljoen kunnen zijn. Of zelfs 230 miljoen als overheden aan duurzame ontwikkeling zouden doen.1

Op het eerste gezicht is dat goed nieuws voor het milieu. Maar het brengt specifieke uitdagingen met zich mee. Eén daarvan is of de gebruikte elektriciteit afkomstig is uit duurzame bronnen. Een andere uitdaging is de enorme hoeveelheid metalen die nodig is om batterijen voor elektrische voertuigen te maken.

"We weten allemaal dat we het gebruik van fossiele brandstoffen kunnen stoppen door de groene, schone transitie te maken – batterijen bouwen, met elektrische voertuigen rijden. Maar natuurlijk heeft het produceren van metalen die nodig zijn om deze batterijen te bouwen nog niet dezelfde aandacht gekregen," vertelt Gerard Barron, CEO en voorzitter van de Metals Company, aan de Found In Conversation-podcast.

"Als je alle voertuigen op de weg die we willen elektrificeren bij elkaar optelt, als je alle elektriciteitscentrales optelt die moeten worden omgeschakeld op duurzame energie, en de batterijen die nodig zijn om de energie op te slaan voor als er geen wind is en alle huizen die moeten worden verbouwd, dan hebben we miljarden tonnen metalen nodig om dat mogelijk te maken."

De Metals Company schat dat een elektrisch voertuig met een batterijpack van 75 kWh en een NMC-811-kathode 56 kg nikkel, 7 kg mangaan en 7 kg kobalt nodig heeft, plus 85 kg koper voor de elektrische bedrading. 

"Op de langere termijn zal recycling voor een groot deel daarvan kunnen zorgen, omdat metalen van batterijen natuurlijk volledig recyclebaar zijn. Maar het probleem is dat we veel batterijen moeten bouwen voordat ze recyclebaar worden. Waar kunnen we deze nieuwe ertsen winnen met de laagste impact op het milieu? Want op dit moment, als we gewoon verder doen zoals we bezig zijn, zullen we onze koolstofputten verder afbouwen omdat we daar veel van deze batterijmetalen halen", zegt Barron.

"We zullen gemeenschappen moeten ontwrichten, we zullen miljarden tonnen afval en restanten moeten produceren, wat mensenlevens in gevaar brengt. Dat moeten we dus opnieuw bekijken."

Het antwoord ligt volgens hem letterlijk op de bodem van de oceaan. De Metals Company stelt voor om in de Clarion Clipperton Zone metalen te winnen uit polymetallische knollen op de bodem van de Stille Oceaan. Het is van plan om daar in 2024 mee te starten. 

"Dit is in feite een batterij voor elektrische voertuigen in rotsvorm, die we kunnen ontginnen en waarvan we de milieu- en sociale effecten enorm kunnen beperken in vergelijking met alternatieven op het land", zegt Barron. 

Het plan is om de knollen van de zeebodem te halen via een speciaal gebouwd stijgleidingsysteem dat ze naar een schip brengt. Aan boord worden ze gescheiden van het water en sediment (dat wordt teruggevoerd naar de diepte), voordat ze naar de kust worden vervoerd via een shuttle-carrier, voor verwerking. Eén zulke diepzeemijnbouwactiviteit en de bijbehorende onshore verwerkingsinstallatie kosten naar schatting 10,6 miljard dollar, met jaarlijkse operationele kosten van 1,8 miljard dollar na 2030.

deep sea mining_NL

Barron schat dat de productie van metalen op deze manier meer dan 90 procent minder CO2-uitstoot zal genereren dan de traditionele winning op land. Het heeft ook minder impact op andere gebieden, voegt hij eraan toe: "Geen ontbossing, geen restanten, geen afval en veel minder impact op biomassa. En natuurlijk kan het land dat voor mijnbouw wordt gebruikt voor andere doeleinden worden ingezet, zoals om meer koolstof op te nemen of voor de landbouw, en om duurzamer te leven."

Diepzeemijnbouw is echter niet zonder controverses. Greenpeace voert actief campagne tegen de praktijk en heeft het over het mogelijke verlies aan biodiversiteit en schade aan een kritieke koolstofput.2

De Metals Company stelt dat, waar metaal wordt gedolven, er enige impact zal zijn op levensvormen en koolstofputten – en dat de effecten worden verminderd door de diepzeeroute te volgen. "De abyssale vlakte heeft 300 tot 1.500 keer minder levensvormen en slaat 15 keer minder koolstof op dan ecosystemen op het land," vermeldt de website. Bovendien zou het mijnbouwproces slechts een kleine laag sediment verstoren die vervolgens weer op de zeebodem wordt neergezet, zonder de mogelijkheid om naar boven te stijgen.

"Ik kan met een zeer hoge mate van zekerheid zeggen dat, op basis van al het wetenschappelijke bewijs dat wij en anderen verzamelen, dit absoluut de beste oplossing is voor de planeet om metalen vandaan te halen," zegt Barron. Hij voegt eraan toe dat hij diepzeemijnbouw als een stop-gap oplossing ziet, totdat er voldoende batterijen in gebruik zijn om een circulair recyclingproces mogelijk te maken. 

Binnen de tien jaar na de start van de productie wil de Metals Company overstappen op een gesloten systeem van partnerschappen voor huur en hergebruik met fabrikanten van elektrische voertuigen en batterijen.

"Als onze batterij het einde van zijn levensduur heeft bereikt, wordt hij gerecycled. Volgens mij zullen consumenten merken steunen die gerecyclede materialen gebruiken ... en zal het gebruik van nieuwe ertsen in de toekomst zeer onpopulair zijn", zegt Barron. "Ik denk dat ons bedrijf zal beginnen met het inzamelen van knollen in de diepe oceaan en gaandeweg zal evolueren naar een recyclingbedrijf. Natuurlijk kunnen we met behulp van gedistribueerde grootboektechnologie deze metalen opvolgen. En uiteindelijk zullen we ze niet verkopen, maar verhuren op retourbasis. Omdat wij ze terug willen, zodat we ze kunnen recyclen voor toekomstig gebruik. Alleen zo bouw je aan een echte circulaire economie."

[1] IEA, https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020 [2] https://www.reuters.com/article/us-deepgreen-m-a-sustainable-opportuniti-idUSKBN2AW1I4