De EU-plannen voor volledige elektrificatie van de nu fossiele energie-gedreven economie, en het uitfaseren van benzine-auto’s in 2035 zullen sneuvelen op ‘Peak Minerals’, een tekort aan mineralen en metalen nodig voor elektrificatie. Daarvoor waarschuwt professor in metallurgie Simon Micheaux van Geological Survey Finland.

Zo zou de koperproductie in de wereld een factor 189 omhoog moeten. De productie van neodymium, nodig in permanente magneten in windturbines en elektromotoren zou een factor 40 moeten opschalen, van Germanium zelfs 40 duizend maal, en voor grafiet-elektrodes 3200 maal.

De winning van zeldzame aarde metalen- nodig in elektromotoren- levert nu dusdanige milieuproblemen op dat nieuwe projecten moeizaam van de grond komen.

Zeldzame aarde metalen zeldzamer
Die uitspraak over Peak Minerals baseert Micheaux op een overzicht – gebaseerd op een studie van USGS (US Geological Survey) en het Duitse BGR (federaal instituut voor aardwetenschappen)- van de huidige voorraden die voor magneten en elektrificatie nodig zijn. Hij schreef voor de Finse geologische dienst GTK de studie ‘The Mining of Minerals and the Limits to Growth’. (2021) Het rapport waarop we ons nu baseren is zijn
‘Assessment of the Extra Capacity Required of Alternative Energy Electrical Power Systems to Completely Replace Fossil Fuels.‘

Neem bijvoorbeeld koper, een schaars metaal, dat essentieel is bij de elektrificatie van de gehele energievoorziening.

Ik schreef in 2008 voor De Ingenieur al een verhaal over de toen heersende koperschaarste, door een gebrek aan mijnbouwcapaciteit. Toen werden al koperen standbeelden gestolen, om verpatst te worden omdat de koperprijzen door tekorten stegen. Om de gehele energie-infrastructuur elektrisch te maken in plaats van met fossiele brandstoffen, voor 1 generatie functionerende techniek, zou je 189 productiejaren nodig hebben, gemeten naar de gewonnen hoeveelheid van 2019.

Je zou de koperwinning dus met een factor 189 moeten opschalen om de plannen van Net Zero en ‘energietransitie’ mogelijk te maken. Tot die infrastructuur aan vervanging toe is, en dan moet je weer opnieuw. Dan ben je er nog niet, omdat je voor elektromotoren en turbines permanente elektromagneten nodig hebt. In een Tesla of windturbine heb je zogenaamde Zeldzame Aarde Metalen (rare earth elements) nodig, zoals Neodymium en Germanium.

Wil je genoeg Germanium winnen om alle elektrische aandrijving mogelijk te maken, dan heb je een factor 29 duizend meer mijnbouwcapaciteit nodig dan in 2019. Grafiet (koolstof) voor elektrodes zou in productie met een factor 3200 moeten worden opgeschaald.  Bij beleidsmakers die in de CO2-tunnelvisie leven is voor de eindigheid/schaarste van materialen nodig voor ‘duurzame’ energie vooralsnog geen enkel oog, zo constateert Micheaux.

IRENA: ‘meer afhankelijk van China’
Micheaux zijn analyse over mineralentekort voor ‘De Energietransitie’ wordt kracht bijgezet door de overzichtstudie ‘Critical Materials for the Energy Transition, Rare Earth Metals’ die Dolf Gielen dit jaar uitvoerde van IRENA. (internationaal agenschap voor hernieuwbare energie)

Elektrisch vervoer met permanente magneten, tevens nodig in windturbines, maakt Europa nog meer afhankelijk van China om de benodigde Rare Earth Elements (REE) te krijgen, zoals Neodymium. Daar zet de Chinese regering nu al een rem op productie, dankzij de grote milieuproblemen die de winning van REE op de omgeving geeft:

The majority of REE mining (58% in 2020) and purification (90%), as well as most permanent magnet production (90%), are concentrated in China. This concentration poses a supply concern. Processing costs and environmental concerns outside China have limited capacity development or even resulted in closures. In recent years, also the Chinese government has tried to limit the growth of the rare earth mining for environmental reasons.

De enorme vervuiling die de mijnbouw voor REE geeft, maakt dat de ontwikkeling van nieuwe mijnen nauwelijks van de grond komt, zo schrijft Dolf Gielen:

At the same time, countries with EV expansion plans are looking to reduce dependence on Chinese exports. It will be difficult to do so anytime soon, however. Today only 11 major mines and 7 major processing plants are found worldwide; 6 of the latter are in China and 1 in Malaysia, as well as a smaller plant in Estonia.

New mines and processing facilities are under development in Australia, Canada, Norway, South Africa, the United States and several African countries. But these projects are controversial due to environmental concerns and the long time frames for their development. For example, Greenland’s parliament recently prohibited the development of one of the largest undeveloped rare earth deposits in the world.

Autofabrikanten zouden hun afhankelijkheid van REE’s voor permanente magneten al willen afbouwen. Maar magneten zonder REE presteren slechter, met lage actieradius tot gevolg;

However, these designs are lower in performance, notably a reduction in driving range, a critical factor. Research continues to find new permanent magnet materials that offer adequate performance for certain applications where weight is less critical.

Prijsdaling elektrische auto’s kan niet doorzetten
Het idee dat elektrische auto’s dus steeds goedkoper gaan worden door innovatie, wordt gecounterd door schaarste in grondstoffen die ontstaat door ontbrekende mijnbouwcapaciteit. Bij het nationale en Europese beleid bestaat hier echter een blinde vlek voor. De Nederlandse overheid probeert met massieve subsidies voor elektrificatie een ‘markt’ te stimuleren.

Momenteel geeft de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) jaarlijks zelfs 100 miljoen euro aanschafsubsidies voor elektrische auto’s, de SEPP (subsidie elektrische auto’s particulieren) waarop gunstelingen konden intekenen. Dit kadootje voor de rijken is nu al opgebruikt, zo geeft de website aan. De gemiddelde aanschafprijs (55 duizend euro) is nog altijd veel duurder dan een zuinige diesel- of benzine-auto, zo geeft ‘Van de Bron’ toe.

In 2016 kostte een elektrische auto gemiddeld € 79.000. In 2022 is dat nog maar (….) € 51.000. Vooral doorbraken in de productie van de accu dragen hier aan bij. Ondanks deze daling is een elektrische auto nog steeds prijzig te noemen. Ter vergelijking: een nieuwe benzineauto kost tegenwoordig gemiddeld € 34.000.

‘Tekorten worden opgelost’
Nederland zou voorop willen lopen in de elektrificatie en stelt de subsidies voor de rijken tot tenminste 2025 open. In 2025 zou je ook geen auto’s met brandstofmotor mogen leasen.Met een vechtmarkt rond schaarse Zeldzame Aarde Metalen en mineralen nodig voor batterijen en accu’s, en stijgende lithiumprijzen voor de accu’s lijkt het schermen met prijsdalingen dus voorbarig.

Zelfstandig vervoer wordt dus weer een privilege voor rijke Randstedelingen, die met een kleine actieradius toekunnen. Maar volgens Dolf Gielen, fervent voorstander van ‘de transitie’ worden de tekorten opgelost:

Veel producenten kiezen voor motoren zonder REE. Dus geen show-stopper. Productie van Lithium voor batterijen moet een factor 6 groeien als EV verkoop verviervoudigt van 10 miljoen dit jaar naar 40 miljoen in 2030.

Maar dat is groei van een laag startniveau (.4 Mt LCE in 2021), dus doenlijk. De afhankelijkheid is niet in mijnbouw maar in de verwerking tot materialen. Daar domineert China. Het kan ook elders. Maar dat is duurder en wie betaalt dat ?

Ik verwacht dat deze groeiproblemen worden opgelost. Kijk maar naar de recente prijsontikkelingen voor nikkel, kobalt en koper, allemaal dalend.