Ilmastoratkaisuihin tarvitaan metalleja – riittävätkö ne?
YK:n alainen kansainvälinen ilmastonmuutospaneeli IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) julkaisi 8.10. 2018 raportin, jonka mukaan kaikkien maiden on sitouduttava nopeisiin ilmastotoimiin, jos maapallon lämpeneminen halutaan pitää aisoissa. Tarvitaan useita erilaisia toimia, joista liikenteen sähköistäminen on yksi. Toinen keino ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi on uusiutuvan energian käytön lisääminen.
Ihmiset omistavat suuret määrät kannettavaa elektroniikkaa, kuten matkapuhelimia, tabletteja ja kannettavia tietokoneita. Kasvava elektronisten laitteiden määrä yhdessä lisääntyvän sähköisen liikenteen sekä uusiutuvan energian varastoinnin kanssa lisäävät litiumioniakkujen kysyntää. Samalla akkumetallien – koboltin, litiumin, nikkelin ja kuparin – tarve kasvaa.
Onko kaivoksia tarpeeksi?
Sähköautojen kysyntään vaikuttavat ympäristö- ja ilmastotekijöiden ohella myös teknologiset ja poliittiset tekijät, ja tästä syystä niiden määrän täsmällinen ennustaminen on vaikeaa. Sähköautot ovat kuitenkin lisääntyneet huomattavasti 2010-luvulla, ja määrä kasvaa edelleen. Mikäli kasvavaan kysyntään halutaan vastata, tulisi kaikkien akkumetallien tuotantoa lisätä merkittävästi. Vaikka tunnetut mineraalivarat riittäisivätkin vielä vuosikymmeniksi tai -sadoiksi, olemassa olevat kaivokset eivät riitä vastaamaan odotettuun kysyntään.
”Uusia kaivoksia avataan harvoin. Niiden perustaminen on erittäin kallis investointi, joka kestää keskimäärin 10 vuotta, ja takaisinmaksuajat ovat jopa vuosikymmeniä. Tämä ei houkuttele investoijia, etenkin kun viimeisen parin vuosikymmenen aikana moni kaivosprojekti on epäonnistunut pahasti, ja budjetit ovat ylittyneet”, kertoo metallurgian professori Ari Jokilaakso Aalto-yliopistosta.
Voiko elektroniikkaromun ja akkujen kierrätys ratkaista ongelman?
Rautaa (terästä), alumiinia ja kuparia kierrätetään melko hyvin, mutta muiden metallien kierrätys on selvästi vähäisempää. Esimerkiksi litiumia ei kierrätetä juuri lainkaan.
”Raha ratkaisee. Jos kierrätyksestä ei saada tuottoa kulujen kattamiseen, saati voittoa, ei kukaan kierrätä, ellei ole pakko”, Jokilaakso sanoo.
Yksi kierrätyksen pullonkauloista on keräykseen, lajitteluun ja kierrätykseen tarvittavan infrastruktuurin puuttuminen useimmista maista. Toinen on ihmisten tietoisuus kierrätyksen merkityksestä. Noin kolmannes maailman ihmisistä säilyttää vanhoja kännyköitään kotona pöytälaatikoissaan.
Jokilaakso esittää laskuharjoituksen:
”Paljonko esimerkiksi kultaa jää kierrättämättä – ja pitää siis louhia maaperästä – jos yhdessä puhelimessa on n. 25 mg kultaa ja maailmassa valmistetaan 1,5–2 miljardia kännykkää vuosittain, joista 30 % jää piirongin laatikkoon pahan päivän varalle?”
Osa akkujen sisältämistä metalleista on luokiteltu EU:ssa kriittisiksi raaka-aineiksi, mikä tarkoittaa sitä, että niillä on tärkeä merkitys EU:n taloudelle, mutta niiden saatavuus on vaikeaa ja korvaaminen lähes mahdotonta. Yleensä näiden raaka-aineiden tuotanto on keskittynyt vain hyvin harvoihin maihin. Joissakin näistä metallien louhinta tapahtuu vaarallisissa olosuhteissa lapsityövoimaa käyttäen.
Euroopan omaa tuotantoa ei voida lisätä, koska eurooppalaiset esiintymät on jo käytetty. Lähinnä vain Suomesta on viime vuosina löytynyt uusia kannattavia malmiesiintymiä. Jotta metallisten raaka-aineiden tuotanto olisi ympäristön ja yhteiskunnan kannalta kestävää ja vastuullista, on metallien jalostusyhtiöiden varmistettava rikasteiden vastuullinen tuotanto, ja toisaalta viranomaisten ja kuluttajien vaadittava vastuullisuustodistusta metallisten tuotteiden raaka-aineista.
Puhdas energia ja sähkökäyttöiset laitteet ovat mahdollisia vain, jos sekä metallien kirjo että määrä kasvavat. Tämä ei onnistu ilman uusia kaivoksia eikä tehokasta kierrätystä, molempia tarvitaan.
”Nykyisten perusmetallien tuotantoprosesseja tulee kehittää niin, että ne voivat käyttää raaka-aineenaan kierrätettyjä, metalleja sisältäviä laitteita. On myös kehitettävä kokonaan uusia prosesseja tai erilaisten yksikköprosessien yhdistelmiä”, Ari Jokilaakso summaa.
Kierrätysromussa olevat monet alkuaineet, joita ei luonnon metallimineraaleissa ole, aiheuttavat kuitenkin haasteita. Niiden vaikutusta prosesseihin ja käyttäytymistä niissä täytyy tutkia. Aallossa tätä tehdäänkin laajasti useissa projekteissa ja väitöstutkimuksissa yhdessä teollisuusyritysten kanssa.
äپٴᲹ:
Ari Jokilaakso, professori
Aalto-yliopisto
ari.jokilaakso@aalto.fi
Lue myös:
Uusi menetelmä mahdollistaa entistä pienempien platinapitoisuuksien talteenoton
Suomi vetämään Euroopan akkualan kierrätyksen tutkimusta Outotecin ja Aalto-yliopiston johdolla
Kuvat: Adolfo Vera ja Anni Hanén
Lue lisää uutisia
Esittelyssä kalliotekniikan apulaisprofessori Lauri Uotinen
Lauri Uotinen luo uutta tietoa maanalaisista tiloista fotogrammetrian ja kalliotekniikan avulla.
Tarpeettomia asioita ei kannata kehittää, korostaa Insinööritieteiden korkeakoulun vuoden alumni Mika Viljanmaa
Viljanmaa on palkittu keksijä, joka kutsuu Otaniemeä ammatilliseksi ja henkiseksi kodikseen.
Tutkimusaineiston julkaiseminen tutkimusartikkeleiden yhteydessä
Tieteelliset lehdet vaativat enenevässä määrin ns. tutkimusdatan saatavuuslausuntoja (data availability statements). Ne sisältävät tiedot siitä, mitä dataa on saatavilla, mistä se löytyy ja datan mahdolliset käyttöehdot.