Er zitten genoeg mineralen en andere grondstoffen op winbare plekken in de aarde om de energietransitie vorm te geven tot 2050. Dat hebben onderzoekers in de Verenigde Staten becijferd. Maar opgelet: voor het winnen van die stoffen zijn wel schonere vormen van mijnbouw nodig.

 

Voor het bouwen van grote windparken en zonneweides zijn grote hoeveelheden materialen nodig, zoals staal, beton, aluminium, silicium en zeldzame aardmetalen. De energietransitie is een megaklus van een omvang die we als mensheid nog niet vaak hebben gezien. Met maar één doel: de uitstoot van broeikasgassen terugbrengen naar nul.

Een logische vraag is dus: zijn er eigenlijk wel genoeg grondstoffen voor het bouwen en aanleggen van al die nieuwe infrastructuur voor schone stroomopwekking? Het antwoord is ‘ja’, volgens wetenschappers van onder meer het Breakthrough Institute, een internationale organisatie (thuisbasis Oakland, Californië in de Verenigde Staten) die technologische oplossingen onderzoekt voor problemen op milieugebied.

Zelfs voor de meest ambitieuze scenario’s (Parijs 2015: de temperatuurstijging beperken tot 1,5 graad Celsius) heeft de wereld genoeg materialen om iedereen van duurzaam opgewekte stroom te voorzien, schrijven de onderzoekers deze week in een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Joule (open access).
 

Verantwoorde manier

Dat is goed nieuws, maar we moeten niet te vroeg juichen. Het daadwerkelijk winnen en verwerken van die grondstoffen moet op een verantwoorde manier gebeuren, om te voorkomen dat er milieuvervuiling en zelfs mensenrechtenschendingen optreden, schrijven de onderzoekers. De verhalen zijn helaas bekend van mijnen in sommige landen waar kinderen moeten werken of waar afvalstoffen gewoon in de natuur worden geloosd.
 

Silicium zoals het voorkomt in de natuur.

 

Tientallen scenario’s

De onderzoekers van het Breakthrough Institute pakten het grondig aan. Ze analyseerden tientallen verschillende scenario’s voor het opwekken van voldoende elektriciteit voor de wereldbevolking. Elk scenario bestond uit een verschillende mix van windenergie, zonne-energie, kernenergie, waterkracht en geothermie. Daaruit volgde hoeveel materialen er nodig zullen zijn om de bijbehorende infrastructuur te bouwen.

Neem het voorbeeld van een windmolenpark; daarvan is vrij goed te schatten hoeveel beton, staal, glasvezel en zeldzame aardmetalen er voor de aanleg nodig zijn. Neem vervolgens een scenario en het aantal windparken dat daarvoor moet worden aangelegd en  het sommetje is te maken. Vergelijkbare sommetjes gelden voor andere vormen van stroomopwekking.

Al deze nieuwe windturbines en zonnepanelen, stuwdammen en kerncentrales vergen maar een klein deel van de winbare reserves van materialen, concluderen de onderzoekers hieruit.
 

Uitstoot

Nog een vraag dringt zich op. Hoe zit het met de CO2-emissies die de aanleg van al die ‘duurzame’ infrastructuur met zich meebrengt? Het onderzoek stelt ook hier gerust: als je alle uitstoot veroorzaakt door de mijnbouw, het verwerken van de materialen en de aanleg van windparken/zonneweides/stuwdammen/etc. bij elkaar optelt, is dat nog minder dan de uitstoot van een jaar lang fossiele brandstoffen verbranden.

Dus de extra emissies die de aanleg van duurzame energie-infrastructuur met zich meebrengt, zijn goed te verantwoorden in het licht van het grote doel: CO2-uitstoot danig inperken. ‘Daarbij hebben we rekening gehouden met het feit dat de zware industrie – het maken van cement en staal – zijn emissies terugbrengt, te beginnen vanaf het midden van de jaren twintig’, mailt Seaver Wang, mededirecteur van de afdeling Climate and Energy van het Breakthrough Institute, op vragen van De Ingenieur.

Nog een disclaimer: het onderzoek spitste zich alleen toe op het opwekken van elektriciteit. De materialen die nodig zijn voor de opslag van stroom en voor de distributie werden niet meegenomen.
 

Stuwdam van Itaipú, op de grens van Brazilië en Paraguay. Het maken van al het cement voor het benodigde beton brengt CO2-uitstoot met zich mee. Maar dit is veel en veel minder dan als we door blijven gaan stroom te produceren uit het verbranden van steenkool, aardolie of aardgas. 


Verantwoorde mijnbouw

Voor de productie van accu’s zal de behoefte aan materialen als grafiet, lithium en kobalt sterk gaan stijgen. De Wereldbank voorspelde in 2020 een toename voor 2050 van 450 procent ten opzichte van 2018, schrijft MIT Technology Review. 

Er is dan ook meer aandacht nodig voor verantwoorde mijnbouw. Zo wordt de kobaltwinning in de Democratische Republiek Congo deels gedaan door kinderen. In China worden mensen gedwongen te werken in de siliciumindustrie, voor zonnepanelen.

Voor de energietransitie is meer mijnbouw nodig, schrijven Wang en collega’s in hun Joule-artikel, maar dat moet wel op een verantwoorde manier gebeuren, voor mens en milieu. ‘Er bestaan al wel industriestandaarden in de mijnbouwsector, maar die zouden moeten worden omgezet in een verplichting voor bedrijven om te voldoen aan strenge eisen op gebied van milieu, bewoners en werknemers’, zegt Wang.
 

Recycling

Niet alle materialen hoeven vers uit de grond te worden gewonnen, ook hergebruik kan een rol spelen bij de aanleg van infrastructuur voor duurzame stroomopwekking, schreven de onderzoekers. Toch blijkt de rol die recycling kan spelen beperkt. ‘Voor speciale materialen zoals zilver en zeldzame aardmetalen hebben we momenteel niet genoeg beschikbaar uit producten die het einde van hun levensduur bereiken. Terugwinnen van deze stoffen kan maar een fractie te leveren van wat we nodig hebben voor de benodigde productie van wind- en zonne-energie’, vertelt Wang.

Het plaatje voor staal, aluminium en koper is iets gunstiger. Daarvan zitten grote hoeveelheden in de producten die we nu gebruiken. ‘Maar deze materialen worden ook op grote schaal in de economie gebruikt, dus zelfs als we al deze gerecyclede materialen zouden gebruiken voor de infrastructuur voor schone energie, dan zou er extra metaalproductie nodig zijn om de vraag elders te ondersteunen.’
 

Openingsfoto: de aanleg van een windpark in volle gang, Frankrijk 2017. Alle foto's Depositphotos