Grondstoffen leerstoel waard
Dit opinieartikel van Dr. ir. Erik Offerman en prof.dr. Barend Thijsse verscheen op woensdag 13 april 2011 in FD Optiek. Offerman en Thijsse zijn verbonden aan de afdeling Materials Science & Engineering van de TU Delft
Nieuwe materialen ontwikkelen die minder van kritische grondstof afhankelijk zijn, is enorme kans
In de huidige hightech economie speelt een groep zeldzame aardmetalen en platinametalen een essentiële rol. Het pleidooi van D66 in de Tweede Kamer om een speciale grondstoffenprofessor aan te stellen is dan ook een waardevol signaal.
Helaas liggen de economische voorraden zeldzame aardmetalen niet in Westerse bodem maar in China en de platinametalen in Rusland. Die landen hebben laten zien dat ze die voorraden met geopolitieke doeleinden inzetten, waardoor beschikbaarheid niet gegarandeerd is en de prijzen razendsnel stijgen.
Stoffen als neodymium, yttrium of indium zijn in onze samenleving cruciaal: het zeldzame metaal indium maakt deel uit van de stof indiumtinoxide, een materiaal dat doorzichtig en geleidend is. Het maakt deel uit van alle moderne touchscreen beeldschermen en het zit ook in zonnepanelen.
Bij onze toekomstige duurzame energievoorziening spelen deze zeldzame stoffen een grote rol. Een grote windmolen op zee bevat ongeveer 300 kg van het zeldzame aardmetaal neodymium, verwerkt in de grote magneten waar de stroom mee wordt opgewekt. Ook in elke hybride auto zit een kilogram van dit materiaal.
Maar de belangrijkste winst die zeldzame metalen ons kunnen opleveren zit in energiecentrales waar hitte wordt omgezet in stroom. Door de onderdelen van een centrale uit te voeren in zogenaamde nikkel-superlegeringen kunnen de centrales een hogere druk en temperatuur aan. Het verschil tussen stoom van 620 graden en 700 graden lijkt klein, maar levert wel 5% efficiëntiewinst op. Die winst alleen al zou veel meer zijn dan wat vandaag de dag wordt geproduceerd aan wind- en zonne-energie bij elkaar.
De Europese Unie heeft het belang van zeldzame metalen en platinametalen al onderkend. Zij liet daarom inventariseren welke ruwe grondstoffen essentieel zijn voor de economie, maar waarvan het aanbod onvoldoende gegarandeerd is.
D66 onderkent het belang van dit probleem. Uiteraard kunnen we er wel iets aan doen, zoals langer met onze spullen doen, hergebruik van goederen, nieuwe producten ontwikkelen waarin deze materialen niet nodig zijn – bij voorbeeld de overstap van filmrolletjes naar digitale fotografie betekende een flinke verschuiving in materiaalgebruik. Maar minstens zo belangrijk is het ontwikkelen van alternatieven voor zeldzame materialen.
Nederland heeft veel expertise in de materiaalkunde. Zoeken naar nieuwe materialen die minder van de kritische grondstoffen afhankelijk zijn, is een enorme economische kans. Die grondstoffenprofessor is geen overbodige luxe, maar bittere noodzaak.
1 comment
Ik verbaas me al jaren over de manier waarop over Zeldzame Aard Metalen wordt gepraat. China neemt op het ogen blik 95% van de productie voor zijn rekening.
Een probleem bij zeldzame aard winning is de thorium verontreiniging (Thorium is een botzoeker). Dat is de reden dat buiten China tot nu toe weinig zeldzame aard metalen worden gewonnen. De voorraden van China worden geschat op 35 tot 45% van de wereldvoorraad. China gaat de export maximaliseren tot 100.000 ton per jaar. Bovendien gaat het waarschijnlijk zware zeldzame aarden zoals Terbium en Europium achter houden, die belangrijk zijn voor kleurcentra op schermen. Dit jaar komt de Mount Weld mijn in West Australie (20.000 ton) in productie. De Mountain Pass mijn wordt heropend (20.000 ton). Dat betekent dat het monopolie van China gebroken is. Over de wereld zijn 30 plaatsen buiten China waar zeldzame aard mijnen geopend kunnen worden. Er zijn op ogenblik geen problemen met Neodynium en Lanthaan (voor batterijen). Er komen echter problemen met Europium en Terbium. Zeldzame aard voorraden met relatief veel zware zeldzame aarden zijn buiten China aanwezig op de zuidwest punt van Groenland.