Energietransitie loopt vast op zeldzame aarde metalen

Ze zijn helemaal niet zeldzaam, en het is onze eigen schuld dat China het monopolie in handen heeft, zo was de verrassende boodschap op het KIVI seminar “Zeldzame Metalen”: Raar of onmisbaar? op 1 november in Den Haag.

De hele wereld zit er zelfs vol mee. Er is meer Cerium dan lood op aarde, en zelfs 200 maal meer Lutetium dan goud. In Nederland vind je de Rare Earth Elements (REE) in de bodem in Petten (een tikje radioactief, maar dat waren ze al miljoenen jaren voor er een reactor stond), en op Ameland. Maar ze zitten ook in doodgewoon strandzand.

Hoe kunnen ze dan toch de zo heftig verlangde energietransitie dwarsbomen?

Spreker Rademaker voorzag grote problemen bij het realiseren van de duurzaamheidsdoelstellingen als gevolg van de REE schaarste, maar kwantificeerde dat verder niet.

Na afloop sprak ik met de drie uiterst deskundige en toegankelijke sprekers

Dr. J.H.L Voncken, Assistent professor Toegepaste Geologie, Afdeling Geotechnologie, TU Delft
Ir. Max van der Zwet, Directeur Van der Zwet Metals
Dhr. Michel Rademaker MTL, Plv. Directeur markt en interne zaken, Den Haag Centrum voor Strategische Studies)

en kwam ik tot de volgende analyse:

Windturbines REE verslinders

Je hebt ze zowat overal waar het woord high-tech valt bij nodig, zo ook voor hoogwaardige permanente magneten in windmolengeneratoren. Een moderne 3MW molen (ongeveer Euromast afmetingen!) vraagt maar liefst 200 kg van het spul.

Als je naar een significant aandeel van windenergie in de energiemix toe wilt, moeten er gruwelijk veel molens gebouwd worden: voor 1/3 van de huidige Nederlandse elektriciteitproductie capaciteit (20 GW) zouden méér dan 7.000 van deze giga windmolens nodig zijn, zeg 1000 per grote stad. Dit is ook ca 2/3 van de huidige wereldjaarproductie aan windturbines.

Dat kost dus 1400 ton REE. Ook dat zit in dezelfde orde van grootte als de wereldjaarproductie.

En dan hebben we het alleen nog maar over ons Nederlandje.

Om wereldwijd een groot aandeel van wind te realiseren moet je dus zowel je productie van windmolens als die van REE enorm opschalen.

In dat laatste zit het probleem!

China monopolist

Zeldzame aarde metalen komen alleen voor als element in complexe minerale verbindingen, nooit als hoogwaardig erts. Het concentreren en afscheiden is een helse klus en geschiedt in stapjes waarin telkens een ander element wordt opgelost in enge vloeistoffen.

De Chinezen produceren inmiddels 93% van de wereldconsumptie, waarbij hun eigen consumptie sneller stijgt dan hun productie. Op het plaatje ziet u dat dat nog maar zeer recent zo gekomen is. Dat heeft ermee te maken dat China veel gemakkelijk winbare voorraden heeft, en de productie zeer onplezierig is: er komt nogal eens uiterst giftig waterstoffluoride of radioactief vervuilde “modder” bij vrij. Daarom lieten de westerse landen de productie maar wat graag aan China over: dat was goedkoper en dan hadden wij die troep ook niet meer.

En nu zitten we met de gebakken peren. Want zonder REE geen windmolens, maar ook geen Ipod, Ipad, kleuren TV, beeldscherm, laptop, laserlicht, chemische industrie en benzine (ivm catalysatoren in reactoren en raffinage), etc etc.

REE productie in de toekomst

Gelukkig is een aantal landen wakker geschrokken, en vliegen opeens de REE mijnen in Brazilië, Kirgizië, Groenland, Tanzania en uiteraard de VS  als paddestoelen uit de grond. Allereerst natuurlijk gewoon door heropening van eind vorige eeuw gesloten mijnen, maar op termijn ook nieuwe. We hebben het dus over een tijdelijke schaarste.

De vraag is alleen: hoe lang duurt die inhaalslag. En dan blijkt dat we een probleem hebben.

Ook met de nieuwe mijnen erbij produceren we namelijk de komende tijd nog steeds minder dan de razendsnel groeiende wereldbehoefte.  Een verdubbeling van de jaarproductie kost al gauw tien jaar, waarbij onder druk natuurlijk altijd een versnelling mogelijk is. Maar Prof. Voncken achtte vijf jaar per verdubbeling toch wel de meest optimistische schatting die je zou kunnen maken. Dat komt neer op maximaal 15% per jaar. En dat betreft dan alle REE, waar de windturbines uiteraard maar een beperkt deel van zouden kunnen opslokken.

Met een maximale groeicapaciteit voor de productie van REE voor windmolens van 15% per jaar is de gewenste exponentiële groei van windenergie dus simpelweg uitgesloten.