Mijnbouw op de bodem van de oceaan kan onze energietransitie voorzien van belangrijke grondstoffen, maar beschadigt ook fragiele ongerepte ecosystemen. Daarom kijken, naast bedrijven en overheden, ook steeds meer wetenschappers en NGO’s naar de diepzee. Welke technieken verstoren het bodemleven het minste?

‘Hier vernielt België de oceaan.’ Enkele activisten in een klein rubberbootje in het midden van de Stille Oceaan houden een bord omhoog met een leus die niets aan duidelijkheid te wensen overlaat. Het is een actie van Greenpeace tegen zogenoemde diepzeemijnbouw, waarvoor momenteel testen plaatsvinden in de Stille Oceaan, onder zware kritiek van de milieuorganisatie.

Volgens critici zal diepzeemijnbouw de zeebodem, een onaangeroerd stuk natuur, vernietigen, en moeten we meer inzetten op het hergebruiken van grondstoffen, ofwel circulariteit. Voorstanders zeggen juist dat het delven op zee een schoner alternatief is voor mijnbouw op het land, en broodnodig om voldoende grondstoffen te hebben voor een duurzame transitie.

 

De bodem van de diepzee van de Stille Oceaan ligt vol met polymetallische nodulen genoemd. Beeld: GSR

De bodem van de diepzee ligt vol met mangaanknollen, ook wel polymetallische nodulen genoemd, bijna voor het oprapen. Deze knollen zitten vol mineralen zoals mangaan, nikkel, koper en kobalt, die cruciaal zijn om zaken zoals zonnepanelen, batterijen en elektrische auto’s te bouwen. Maar ze ontginnen is niet alleen lastig vanwege de grote diepte waarop ze zich bevinden, maar berokkent mogelijk ook schade aan fragiele ecosystemen. In afwachting van duidelijke regelgeving blijft wetenschappelijk en technologisch onderzoek daarom cruciaal en dringt een maatschappelijke keuze zich op.

 

Van baggeren naar mijnbouw

Eén van de belangrijkste spelers in dit veld is Global Sea Mineral Resources (GSR), een dochteronderneming van het Belgische baggerbedrijf DEME. Dat voerde verschillende testen uit rond diepzeemijnbouw in de Grote Oceaan, en werd al regelmatig het doelwit van protestacties van niet-gouvernementele organisatie (NGO’s) zoals Greenpeace.

‘In 2010 besloten we om naar diepzeemijnbouw te gaan kijken’, vertelt Kris Van Nijen, managing director van GSR. ‘DEME diversifieert continu en zoekt naar nieuwe markten. Daarvoor passen we bestaande kennis toe op nieuwe toepassingen.’

Autonome machines op de zeebodem zuigen de knollen op. Beeld: GSR

Kennis die het bedrijf vergaarde met baggeractiviteiten zet het nu in om te experimenteren met diepzeemijnbouw. ‘Dit gaat over een diepte van 4500 meter’, legt Van Nijen uit. ‘Daar kun je moeilijk met mensen naartoe. We werken daarom met autonome machines ofwel robots die op de zeebodem zullen rijden. Zij hebben een zuigmond die een waterjet ongeveer tien centimeter boven de knollen plaatst, waardoor die worden meegezogen.’

 

Het venturi-effect

Dat gebeurt volgens het zogeheten coandă-effect, waarbij vloeistoffen de neiging hebben om langs gebogen oppervlakken te vloeien. Als je bijvoorbeeld niet snel genoeg thee uit een theepot schenkt, loopt de vloeistof langs de tuit van de pot naar beneden, en mors je dus. Dat effect, in combinatie met het venturi-effect, waarbij vloeistoffen onder hoge snelheid een vacuüm creëren, gebruiken bedrijven om water langs de knollen te spuiten, en ze los te wrikken van de zeebodem.

‘Vervolgens worden ze in de robot gescheiden van het omgevingssediment dat ook meekomt’, vertelt Van Nijen. ‘Dat sediment gaat terug naar de zeebodem. De knollen worden vervolgens hydraulisch door een lange buis naar het schip gezogen, dat 4,5 kilometer hoger ligt. Daar slaan we ze op, en om de week komt er een vrachtschip voorbij, dat de knollen naar de haven vervoert.’

 

Losse navelstreng

Dat klinkt relatief rechtdoorzee, maar opereren op dergelijke diepten komt met een grote reeks uitdagingen. In april nog verloor één van de robots van GSR, de vier meter brede en twaalf meter lange Patania II, contact met het moederschip. ‘De connectie met de zogenaamde umbilical of navelstreng was losgeraakt’, zegt Van Nijen.

‘Die kabel zorgt voor de energie van de machine, tilt de robot op en verzorgt ook de communicatie. Het was een behoorlijke uitdaging om die weer te verbinden op 4500 meter diepte, maar dat is ons gelukt. We stuurden een kleinere robot, met twee armen en een camera, naar beneden om de eerste robot weer te verbinden. We waren goed op verschillende scenario’s voorbereid.’

 

VERDER LEZEN?

Lees het volledige verhaal over diepzeemijnbouw in het augustusnummer van De Ingenieur. Koop de digitale versie voor € 7,50, of neem - met een flinke korting van 25 % - een digitaal jaarabonnement van twaalf nummers voor € 69,-.

Ik koop het digitale augustusnummer voor € 7,50 
Ik neem een digitaal abonnement voor € 69,-

Tekst: Tom Cassauwers
Openingsbeeld: De vier meter brede en twaalf meter lange Patania II van GSR gaat te water voor proeven op de zeebodem. GSR