Mineraler og kritiske råmaterialer spiller en nøkkelrolle i utviklingen av fornybar energi og i den teknologiske utviklingen som ligger foran oss.

Men hvordan og hvor skal vi få tak i de verdifulle råvarene?

I dag fraktes råmaterialene til Europa helt fra den andre siden av kloden.

– Dette er verken miljø-, samfunns- eller økonomisk forsvarlig. Vi må mobilisere kreftene for å se hvordan vi kan skaffe ressursene vi er avhengige av på europeisk jord – på en miljø- og klimavennlig måte.

Det sier direktør i bærekraft ved Sintef, Nils Anders Røkke.

Etterspørselen vil øke

Såkalte kritiske råmaterialer er materialer som er økonomiske viktige for verden. Samtidig er risikoen ved forsyningen eller tilgangen av disse er høy.

I EUs liste over kritiske råmaterialer finner vi blant annet kobolt, litium og sjeldne jordarter eller det som kalles REE (Rare Earth Elements).

Alle disse er avgjørende i den forventede veksten av grønne energiteknologier de neste 20 årene.

Ifølge det internasjonale energibyrået IEA vil vi trenge 42 ganger mer litium enn dagens forbruk. Etterspørselen etter de sjeldne jordartene vil øke med 7 ganger.

I dag er vi 100 prosent avhengige av import av råmaterialene.

Sikre tilgang og redusere avhengighet

Hvordan kan vi løse disse komplekse utfordringene og samtidig ta både natur og klima med i regnskapet?

Sintef er en av forskningsinstitusjonene hvor de jobber med hvordan vi kan møte det økte behovet for mineraler og kritiske råmaterialer.

Forsker Ana Maria Martinez der jobber med å utvikle miljøvennlige og nye teknologier. Disse skal brukes for å utvinne og gjenvinne kritiske råmaterialer fra mineralforekomster eller såkalte primære kilder, og avfallsrester fra slutt- og biprodukter. Det kan for eksempel være å lage nye solceller av silisiumstøv fra solcelleavfall.

Grovt sett arbeider ekspertene med å sikre tilgang og redusere avhengighet på tre måter, forteller Martinez:

1. Mer bærekraftig utvinning

Per i dag er Kina verdens største leverandør av sjeldne jordarter. Kongo leverer rundt 60–70 prosent av verdens kobolt. Russland utvinner også en stor del.

Parallelt strammes den internasjonale klimapolitikken seg til blant annet med USAs nye klimalovpakke. Den skaper hindringer for adgangen til mineraler og batterier for EU og Norge.

– Europas ambisiøse energi- og klimamål er sterkt avhengig av råmaterialer som er importert fra ustabile geopolitiske land. Kutt i eksport av disse kritiske råmaterialer vil sette det grønne skifte i fare, sier Ana Martinez.

Hun sier videre at vi må få opp utvinningen av mineraler her til lands. Vi må gjøre alt vi kan for å være selvforsynt med kritiske materialer. Vi må også forsterke verdikjedene der viktige kritiske råmaterialene er involvert.

Situasjonen er imidlertid ikke helt kullsvart.

Utvinning i Norge er mulig

Norge har flere mineralforekomster. Vi har flere metallgruver i drift, men per i dag ingen gruver for kritiske råmaterialer.

Norge har også forekomster av sjeldne jordartmetaller. Det viktigste området er Fensfeltet i Telemark. Her leter og kartlegger eksperter for å få oversikt over mengde og type mineraler.

Det hentes ikke ut fra området i dag, men det kan bli viktig for Norge og Europa i fremtiden.

• Les også saken fra Fentfeltet: Ny analysemetode gjør funn av sjeldne metaller mer nøyaktig

Utvinning i Norge vil bidra til å dekke noe av behovet, men vi trenger betydelige større mengder av disse kritiske råmaterialer for å kunne dekke en økende etterspørsel.

Se til havbunnen

– Krigen i Ukraina har vist hvor avhengig vi er av import fra ustabile land. Den viser hvor lett viktige verdikjeder kan bli helt forstyrret og hvor sårbare den europeiske økonomiske modellen er. Vi må skaffe oss nye muligheter på en bærekraftig og miljøvennlig måte, sier Martinez.

En av løsningene kan være å se til havbunnen. Men dette er kontroversielt. Er det mulig å hente dem ut på trygge måter slik at økosystemet bevares?

Under vann finnes det nemlig store mengder mineraler og råmaterialer. Blant annet finner vi her store forekomster av kobber og mangan, magnesium og kobolt. I tillegg finner man sjeldne jordarter, som neodym og dysprosium.

Disse jordartmetallene brukes blant annet i magneter i vindturbiner og elbilmotorer.

Kan vi få det opp?

En ting er sikkert: I dag vet vi for lite om mulige konsekvenser på klima og miljø ved utvinning fra havbunnen.

Forskningssjef Lars Sørum sier det trengs mer kunnskap og ny teknologi for å avgjøre om hvorvidt havbunnsutvinning er skadelig eller ikke.

Foreløpige prøver viser at konsentrasjonen av forekomstene på norsk sokkel er vesentlig høyere på havbunnen enn på land.

– Hadde det vært mulig å hente ut disse på en effektiv og bærekraftig måte, er potensialet for å forsyne det grønne skiftet med mineraler stort, sier han.

Mindre skadelig enn på land?

– Får vi påvist at konsentrasjonen av forekomstene er så høy som prøvene viser, kan det til og med vise seg at utvinning til havs kan bli mer klima- og miljøvennlig enn på land, sier han.

Forutsetningene er at vi ser det er mulig å hente ut havbunnsmineraler på en bærekraftig måte.

Med teknologi og kompetanse fra olje- og gassbransjen og landbasert gruvedrift har Norge et fortrinn i å kunne utvikle de mest klima- og miljøvennlige løsningene for utvinning av havbunnsmineraler.

Trengs målrettet satsing

Sintef har ledende og bred kompetanse innen forskning og utvikling på olje og gassområdet. Letekunnskap og -teknologi, boring, prosessering og ikke minst miljøkunnskap, er noen av de kunnskapsområdene forskerne der bruker inn mot temaet havbunnsmineraler.

– Vi ser nå på konsepter som kan gi mer skånsom utvinning fra havbunnen. I dette arbeidet må vi se på hele verdikjeden. Helt konkret ønsker vi å undersøke hvordan vi via borehull og tilbakeføring av boremasse kan skåne mer av naturen ved uthenting av masse, forteller Lars Sørum.

Å få opp kunnskapen er imidlertid ikke gjort over natta.

– Det trengs en målrettet satsing på forskning og utvikling.

2. Gjenvinning og gjenbruk

Siden behovet er så stort, må vi satse på flere hester: Vi må både utvinne mer fra primære kilder, men også gjenvinne og gjenbruke fra sekundære.

Dette varsles også i regjeringens nye mineralstrategi. Et uttrykk i vinden er «urban Mining»

– Ressursene må utnyttes mest mulig. «Urban Mining» handler om å utvinne råvarer fra sluttprodukter, bygninger eller avfall. Ved å reparere, gjenbruke og resirkulere materialer og mineraler kan vi spare mye på både karbonavtrykket og energiforbruket sammenlignet med primær produksjon, sier Ana Martinez.

En viktig kilde for sjeldne jordarter er elektronikk-avfall.

I prosjektet REEPRODUCE ser forskerne på hvordan vi kan trekke ut magneter fra sluttprodukter og utvinne sjeldne jordarter som er i dem på en miljøvennlige og kosteffektiv måte.

Sjeldne jordarter i Europa

En annen løsning kan være å se på gjødselproduksjon.

I denne industrien er det mange sjeldne jordarter i omløp. I SecREEts-prosjektet utvinnes de fra europeiske apatitt-kilder.

– Den største sluttbrukeren av sjeldne jordarter er industri som produserer magneter til elektriske kjøretøy. Det gjør motoren mer effektiv, sier Martinez.

Også fornybar energiteknologi, som for eksempel i offshore vindmøller er et bruksområde.

– Per i dag er Europa 100 prosent avhengig av import av sjeldne jordarter. Det er ingen klare erstatninger i markedet. Derfor er det viktig å etablere en stabil og sikker verdikjede på sjeldne jordarter i Europa, sier Martinez.

3. Nyskaping med mindre eller ingen kritiske råmaterialer

For at nye produkter skal ha lavest mulig karbonfotavtrykk, må råvarene komme fra punkter nærmest mulig produksjonen. Råvarer fra sekundære kilder er kortreiste.

En annen vei mot målet er å utvikle nye produkter og teknologi med mindre kritiske råmaterialer.

– Hos oss har vi flere prosjekter hvor vi reduserer eller tar bort avhengigheten av kritiske råmaterialer til viktige teknologier for den grønne skifte. Det er for eksempel batterier. I denne prosessen er hele livsløpet til produktet hvor både økonomi og bærekraft teller sentralt, sier Martinez.

Eksempler er prosjekter som utvikler mer effektive og lønnsomme batterier hvor kobolt er valgt bort til fordel for mer bærekraftige og lett tilgjengelige materialer, slik som i prosjektene HYDRA og InteLiGent. I begge disse prosjektene utvikler de litium-ion batterier for elektriske kjøretøy.

Regjeringens mineralstrategi

– Lithium er også et kritisk råmaterial. Det får vi i stor grad fra Australia og Latin-Amerika. Selv om litium er essensielt i et litium-ion batteri, kan mengden som behøves, reduseres betydelig ved smarte materialvalg eller ved bruk av andre type batteriteknologier, sier hun.

Regjeringen er i gang med en ny mineralstrategi. Den har som mål at Norge skal utvikle verdens mest bærekraftige mineralnæring.

– Vi er godt i gang med å utvikle teknologier, metoder og kunnskap som gjør dette mulig. Det vi foreløpig vet for lite om, er hvordan vi kan hente ut mineraler fra havbunnen samtidig som økosystemet der bevares. For å komme dit trenger vi mer forskning og utvikling. Vi trenger teknologier som gjør uthenting mulig. Får vi til dette, er mulighetene for utvinning også her store, sier Nils Anders Røkke.

Artikkelen er produsert og finansiert av Sintef

Sintef er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse artiklene fra Sintef:

• 

  Forskere vil forbedre resultatene av hjemmetrening med KI-app

• 

  Kan en app få oss mer engasjert i miljøvennlig arkitektur?

• 

  Slik skal Fornebu blir forvandlet fra flyplass til miljøby

• 

  Forsøk på mus: – Nanomedisin med gassbobler kan bli en ny kur mot lungekreft

• 

  Mer bærekraftig betong vil spare samfunnet for milliarder

• 

  Norsk sensorteknologi sikter mot Mars

Les flere saker fra Sintef her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER