De wereldwijde inzet van batterijen groeit hard: zo vond er volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) in 2023 een ruime verdubbeling plaats van de inzet van batterijen in de energiesector. Richting 2030 kan dit nog eens verzesvoudigen concludeert het IEA in het recent verschenen rapport Batteries and Secure Energy Transitions. Dit betekent eveneens een gigantische toename van de vraag naar kritieke mineralen. Volgens Benjamin Sprecher, industrieel ecoloog aan de TU Delft, moeten Europese producenten daarom met name in gaan zetten op circulaire batterijen.

In de Critical Minerals Market Review concludeerde het IEA vorig jaar dat de kritieke mineralenmarkt in vijf jaar tijd dubbel zo groot is geworden dankzij de versnellende energietransitie. De vraag naar lithium bleek verdrievoudigd en de vraag naar kobalt en nikkel was met respectievelijk 70 en 40 procent gestegen.

Hierdoor waren de prijzen eveneens fors gestegen. Vooral in 2021 en 2022 stegen de prijzen door een gestegen vraag hernieuwbare energietechnologieën aan de ene kant en een verstoorde globale supply chain door de COVID-19-pandemie aan de andere kant.

Uit de Global Critical Minerals Outlook 2024 bleek dat de vraag naar kritieke mineralen voor elektrische auto’s, windmolens, zonnepanelen, batterijen en elektrolysers in 2023 opnieuw was toegenomen. Maar niet zo snel als dat het aanbod was gegroeid, waardoor de prijzen van kritieke mineralen sterk daalden in 2023. Tot op het niveau van voor de pandemie.

Zo daalde de prijs van lithium met 75 procent en de prijzen van kobalt, nikkel en grafiet met 30 tot 45 procent, waardoor de materiaalkosten van batterijen met 14 procent daalden. Hierdoor nam dat de investeringsgroei in de mijnbouw van kritieke mineralen af. De investeringen in mijnbouw en exploratie namen met respectievelijk 10 en 15 procent toe in 2023, grofweg de helft van de investeringsgroei in 2022.

Dat is opvallend omdat het IEA in de toekomst grote tekorten aan kritieke mineralen verwacht. Met name het toekomstige aanbod van koper en lithium baart het IEA zorgen. Deze metalen zijn noodzakelijk voor onder andere zonnepanelen, batterijen en elektriciteitsleidingen en inclusief de nu aangekondigde projecten zal het koperaanbod in 2035 slechts 70 procent van de vraag kunnen dekken. Het gat tussen vraag en aanbod op de lithiummarkt zal naar verwachting nog groter worden, daar dreigt een aanbodtekort van 50 procent in 2035.

Daarbij waarschuwt het IEA voor geopolitieke risico’s vanwege de dominante Chinese marktpositie op het gebied van onder andere lithium, grafiet, kobalt, nikkel en zeldzame aardmetalen. Zo schat het IEA het Chinese marktaandeel van grafiet en geraffineerde zeldzame aardmetalen voor batterijen in 2030 op respectievelijk 90 en 77 procent.

Sprecher doet onderzoek naar het recyclen van kritieke mineralen uit oude elektronische onderdelen en het slimmer ontwerpen van producten – om zo ook kritieke mineralen te besparen. Hij vindt dat de nadruk veel meer op dat laatste moet komen te liggen, juist vanwege die toekomstige aanbodtekorten, maar ook vanwege de zware milieubelasting van mijnbouw.

In hoeverre zijn fabrikanten van elektrische auto’s, windmolens, zonnepanelen, batterijen en elektrolysers zich bewust van toekomstige aanbodtekorten van kritieke mineralen?
“Ik denk dat er aan de ene kant zowel maatschappelijk als wetenschappelijk langzamerhand meer bewustzijn ontstaat over de groeiende hoeveelheid (kritieke) mineralen die de energietransitie vraagt. Ook ontstaat er meer debat over de maatschappelijke randvoorwaarden die we aan mijnbouw willen stellen. Zo kunnen we ervoor proberen te zorgen dat er achteraf geen spijt is over de materiaalkeuzes van de energietransitie.

Aan de andere kant denk ik niet dat er genoeg gebeurt aan de productiekant. Fabrikanten zijn druk bezig met opschalen en overleven. Een toekomstig tekort aan kritieke mineralen voelt voor hun nog ver weg. Het is een probleem dat pas gaat spelen als je een grote speler bent geworden. De prijzen zijn nu laag, dus feitelijk ís het ook een probleem voor later.”

Zou het in de toekomst geen strategisch voordeel kunnen opleveren als bedrijven hun productieketen nu al inrichten op meer gerecycled materiaal?
“Nog los van de hogere productiekosten van een circulaire productieketen, horen wij vaak van bedrijven dat de kwaliteit van gerecyclede grondstoffen nog niet goed genoeg is. Koper is bijvoorbeeld funest voor de kwaliteit van staal. Op dit moment zit er nauwelijks koper in staal, maar wanneer je staal herhaaldelijk recyclet, komt daar door vervuiling een steeds hoger percentage koper bij. De kosten van recycling moeten omlaag en de kwaliteit van recycling moet omhoog.”

Om vraag en aanbod van Europese en gerecyclede kritieke mineralen en andere strategische grondstoffen te vergroten, heeft de Europese Commissie de European Critical Raw Materials Act gepresenteerd. Net als de Net-Zero Industry Act een onderdeel van het Green Deal Industrial Plan.

De European Critical Raw Materials Act biedt daarom vier doelstellingen voor 2030: Tenminste 10 procent van het jaarlijkse Europese verbruik van strategische grondstoffen zal in de EU moeten worden geworden, tenminste 40 procent van het jaarlijkse Europese verbruik zal in de EU moeten worden verwerkt, tenminste 15 procent van het jaarlijkse Europese verbruik zal in de EU moeten worden gerecycled en de EU mag voor geen enkele strategische grondstof in elk relevant stadium van verwerking voor meer dan 65 procent afhankelijk zijn van één land.

“Deze wetgeving zal ons dichter bij onze klimaatambities brengen en zal de raffinage, verwerking en recycling van grondstoffen in Europa verbeteren”, aldus Ursula von der Leyen, voorzitter van de Europese Commissie.

Waarom is het belangrijk dat de Europese Unie meer strategische autonoom wordt op het gebied van grondstoffen?
“Het recente faillissement van de Belgische bussenbouwer Van Hool laat het strategische belang van grondstoffenautonomie duidelijk zien. Zij kregen onder andere te maken met toeleveringsproblemen van batterijen, waardoor zij hun reeds verkochte elektrische bussen niet af konden bouwen.”

Wat gaat de European Critical Raw Materials Act betekenen voor de strategische autonomie van de Europese Unie?
“Die doelstelling zijn enigszins arbitrair, niet-bindend en hangen naar mijn smaak iets te veel naar de industriële lobby. Als 90 procent van de strategische grondstoffen nog altijd buiten de EU wordt gewonnen dan ben je nog altijd niet veel autonomer. Het gaat enerzijds dus echt om vrij bescheiden aantallen, maar anderzijds lijken ze mij desalniettemin nauwelijks haalbaar.

We moeten zo min mogelijk grondstoffen gebruiken door producten beter te ontwerpen en ze te repareren bij een klein defect, in plaats van één-op-één vervangen, blijft de makkelijkste oplossing om minder grondstoffen te gebruiken. Daar moet beleid voor komen, want één-op-één vervangen blijft goedkoper.

Daarnaast moet de overheid inzetten op alternatieve opslagmethoden. Om minder afhankelijk te worden van kritieke mineralen voor batterijen is het vanuit strategisch oogpunt belangrijk om bijvoorbeeld ook op warmteopslag in te zetten.”

In de zonne-energiesector proberen SolarNL en Solarge met een circulair concept een alternatief te bieden voor goedkope Chinese zonnepanelen. Zou zoiets ook met batterijen kunnen?
“We moeten echt iets tegenover de standaard lithium-ion-batterij zetten: een grootschalig circulair ecosysteem van recycling en productie van een nieuw type batterij. Het is belangrijk om hier zo snel mogelijk mee aan de slag te gaan, want van een product van 0 naar 10 procent brengen is veel moeilijker dan opschalen van 10 naar 30 procent.

In een grootschalig batterijopslag-ecosysteem zouden we de hele R-ladder zorgvuldig afgaan. Dus verminderen, repareren, terugwinnen en hergebruiken. Zowel van grondstoffen als van alle losse onderdelen die individueel repareerbaar en vervangbaar moeten zijn. Dat betekent een hele andere kijk vanaf de ontwerpfase op een product dat gebruik maakt van batterijen.”