Bred problematik
Materialåtervinningsproblematiken är mycket bred vetenskapligt sett. Avfall består inte bara av metaller, utan av en salig blandning av metall, plast, glas och annat.
De miljörisker som är förknippade med materialen varierar även väsentligt, och de olika produkternas hela livscykel måste tas i betraktande innan man väljer återvinningsstrategi, framhåller Christian Ekberg.
”För att ett återvinningsprojekt verkligen ska bli framgångsrikt, krävs en kombination av kompetenser från många områden. Vi behöver ett helhetsgrepp och återvinningsprocesser som är hållbara såväl ur ett miljöperspektiv som ett ekonomiskt perspektiv.”
Christian Ekberg använder begreppet ”rödlistade” metaller.
”Det talas ofta om rödlistad fisk, det vill säga fiskarter som börjar bli sällsynta och därför inte borde fångas. Ett första steg mot någon form av reglering brukar vara att priset stiger, men om en viss art ändå till sist börjar närma sig kritiska nivåer för sin existens, behövs legislativa åtgärder.”
Han har tillsammans med Stena Metalls forskningschef Christer Forsgren föreslagit materialdeklarationer för produkterna:
”Ett sådant index bör belysa hur mycket energi och potentiellt sällsynta material som ingår i den nya produkten. Det lär då framgå med stor tydlighet att verklig miljönytta gör man genom att fortsätta använda en gammal maskin, om den fortfarande fungerar, eller i många fall genom att reparera den i stället för att skaffa en ny.”
”Först när vi kommit en bra bit längs denna väg av minskad initialkonsumtion, kan vi med någon betydande trovärdighet hävda ett gott miljösamvete.”
Morgondagens batteri
Christian Ekbergs gruppering samarbetar sedan en tid med Northvolt, det företag som i Skellefteå förbereder en fabrik för tillverkning av litiumjonbatterier för elbilar och lagring av energi.
Northvolts utgångspunkt är att batterierna ska designas så att de kan återvinnas. För detta är en pilotanläggning under konstruktion på Chalmers för återvinning baserad på en så kallad hydrokemisk process.
I dagens bilbatterier är litium, kobolt och nickel de centrala metallerna, men om de vinnande batterikoncepten på sikt bygger på dem är en öppen fråga.
”Ingen vet. Många påstår att de hittat lösningen, till exempel natriumbaserade batterier. Men osäkerhetsfaktorerna är så många att ingen i bilindustrin i dag vågar välja bland teknikspåren. Man ligger och väntar på varandra. Ingen vill vara den som satsar på fel häst”, säger Christian Ekberg.
Han tror ändå att litium har framtiden för sig.
”Litium har ett bra bandgap [mycket energi per litiumatom]. Litium finns också rätt storskaligt i världen, men tyvärr ofta på svårtillgängliga platser.”
”Samtidigt ska man veta att ny teknik inte alltid blir långvarig. Häromåret lanserades lågenergilysrör baserade på lantanoider. Inte långt efter det kom LED-tekniken och gjorde lysrören föråldrade”, säger Christian Ekberg.
27 råvaror ”kritiska” för EU
I EU:s tredje rapport om ”råvaror av avgörande betydelse”, publicerad i september i fjol, granskas 78 olika material. 27 av dem klassificeras som kritiska för EU, dels på grund av risken för brist på dem, dels på grund av sin stora betydelse för ekonomin.
Kina konstateras vara det inflytelserikaste landet i fråga om bland annat sällsynta jordartsmetaller (97 procent av världsproduktionen), magnesium, tungsten, antimon, gallium och germanium. Försörjningen av platinametaller är koncentrerad till Ryssland (palladium) och Sydafrika (iridium, platina, rodium och rutenium).
Exempel på var metallerna behövs:
- Mobiltelefoner – upp till 30 olika metaller, litium, kobolt, guld, antimon, koppar m.m.
- Datorer – upp till 60 olika råmaterial, bl.a. indium i bildskärmen, koppar m.m.
- Batterier – litium, nickel, lantan m.m.
- Lågenergilampor – sällsynta jordartsmetaller, dvs. yttrium, lantan, cerium, europium, gadolinium och terbium.
- Katalysatorer för bilar – platinagruppmetaller.
- Vindkraftverk och elektriska motorer – för permanentmagneterna i dessa används neodym, samarium, gadolinium och dysprosium.
- Solceller – bl.a. koppar, indium, gallium, selen.
Den stora delen av jordartsmetaller är egentligen inte sällsynta, men de förekommer i låg och varierande halt i malmer, vilket gör att brytningen av dem proportionellt får stor miljöeffekt. Utvinningen kompliceras vidare av att metallerna har liknande kemiska egenskaper och är svåra att skilja från varandra.
Det är också en förklaring till den låga återvinningsgraden. Det är svårt att få ekonomi i en process där metaller i små mängder och med olika egenskaper ska separeras.