Leidt de groene economie ons naar de bodem van de oceaan?

Het was een wake-upcall: Elon Musk die onlangs mijnbouwbedrijven opriep meer nikkel te gaan produceren. De grote baas van Tesla heeft die belangrijke grondstof voor batterijen de komende jaren nodig om de ambitieuze groeiplannen van zijn fabrikant van elektrische auto’s te realiseren. En er wordt te weinig van geproduceerd in zijn ogen. Maar Musk voegde er nog iets belangrijks aan toe. Hij biedt alleen een groot afnamecontract voor de lange termijn aan als bedrijven het nikkel op een efficiënte, milieuvriendelijke en duurzame manier uit de grond weten te halen. En ook nog eens tegen een lage prijs.

Duidelijker had Musk een van de grootste uitdagingen voor de komende decennia niet kunnen verwoorden. De wereld wil met het breed gedragen akkoord van Parijs als stevig anker alle economische sectoren verduurzamen om de CO₂-uitstoot terug te dringen en klimaatverandering tegen te gaan. Verduurzamen betekent vervanging van fossiele brandstoffen als olie, kolen en gas door groenere alternatieven als windmolens en zonnepanelen.

De alternatieven stoten, anders dan bij de verbranding van fossiele brandstoffen, geen CO₂ uit. Maar ze hebben wel veel meer grondstoffen nodig, die niet altijd onder de meest milieuvriendelijke omstandigheden worden gewonnen en geregeld tot mensenrechtenschendingen leiden.

Zoals bij de winning van kobalt. Dat metaal wordt gebruikt in oplaadbare batterijen voor smartphones, laptops en elektrische auto’s en is daarmee een onmisbaar ingrediënt voor de energietransitie, maar de winning is omstreden.

Straatarm

Kobalt wordt vooral gedolven in de Democratische Republiek Congo, een straatarm land in Afrika. De winning vindt deels nog met de hand plaats, onder mensonterende omstandigheden. Illegaal aangelegde mijnen storten geregeld in, met dodelijke slachtoffers tot gevolg. Ook worden soms kinderen ingezet om de kostbare grondstof naar boven te halen. Reden voor Musk om er alles aan te doen het gehalte kobalt in de Tesla-accu’s zo veel mogelijk terug te dringen en te vervangen door andere metalen, zoals nikkel.

‘Helemaal kobaltvrij zullen batterijen voorlopig niet worden, maar het percentage wordt wel steeds minder’, zegt Marnix Wagemaker, hoogleraar elektrochemische energieopslag aan de TU Delft. ‘Terwijl eerder de verhouding in nikkel-mangaan- kobaltbatterijen 6-2-2 was, is inmiddels al 8-1-1 mogelijk en waarschijnlijk straks 9-0,5-0,5. De belangrijkste reden om te proberen het kobaltgehalte naar beneden te krijgen zijn de kosten, naast de ethische kwesties die eraan vastzitten.’

Maar elk element heeft zijn eigen kwaliteiten en is dus moeilijk helemaal te vervangen. Zo brengt kobalt stabiliteit in de batterij, waardoor de levensduur groter is dan wanneer het er niet in zit en een batterij sneller kan worden geladen. Nikkel tekent voor een hoge energiedichtheid van de batterij: gunstig om ze compact te houden.

Dat kobalt voorlopig niet helemaal kan worden vervangen, toont ook het grote contract dat Tesla dit jaar sloot met de mijnbouwgigant Glencore voor kobalt uit Congo ten behoeve van de Tesla-fabriek in Sjanghai.

Ook de winning van andere metalen en grondstoffen, zoals koper, nikkel, mangaan en zilver, en zeldzame aardmetalen die cruciaal zijn voor de productie van zonnepanelen, batterijen en windmolens heeft een grote impact op het milieu en op het klimaat. De winning is CO₂-intensief, leidt vaak tot bomenkap en levert grote hoeveelheden giftig afval op.

En dus zoeken bedrijven naar alternatieven. Voor sommige ligt de sleutel op de bodem van de oceaan. Daar liggen alle benodigde metalen en grondstoffen in enorme hoeveelheden voor het oprapen. Maar kan de winning zo plaatsvinden dat die minder schadelijk is voor het milieu en het klimaat dan de mijnbouw van die materialen op land?

Het Canadese bedrijf DeepGreen, dat plannen ontwikkelt om op de zeebodem grondstoffen te winnen voor onder andere accu’s voor elektrische auto’s, denkt van wel. Volgens bestuursvoorzitter Gerard Barron is de tijd er rijp voor. ‘Voor het eerst in de geschiedenis ervaren autofabrikanten dat de beschikbaarheid van grondstoffen niet langer een vanzelfsprekendheid is. Bedrijven vragen zich af waar de grondstoffen in de toekomst vandaan moeten komen, tegen welke prijs ze gewonnen kunnen worden en welke sociale en ecologische voetafdruk dat heeft. Het zijn andere tijden.’

Knollen

DeepGreen is een van de bedrijven wereldwijd die licenties hebben om op de bodem van de Stille Oceaan in internationale wateren te zoeken naar grondstoffen. In twee van de drie gebieden tussen Mexico en Hawaï heeft het bedrijf al enorme hoeveelheden koper, nikkel, mangaan en kobalt gevonden. Die zitten vast in een soort knollen ter grootte van aardappelen, die je zonder boren of verplaatsing van gesteente van de zeebodem kunt oprapen. Het moet volstaan om batterijen te maken voor 255 miljoen elektrische auto’s.

Het klinkt dus als een no-brainer om de grondstoffen dan maar snel naar boven te halen. Diepzeemijnbouw vereist geen bomenkap, bespaart tientallen procenten CO₂-uitstoot vergeleken met conventionele mijnbouw, kan grotendeels geautomatiseerd gebeuren en vindt plaats in gebieden waar geen mens leeft, dus mensenrechtenschendingen zijn uitgesloten. Toch is er wereldwijd nog geen kilo grondstof commercieel van de zeebodem gehaald. Waarom niet?

Naast de technologische uitdagingen van diepzeemijnbouw en het juridisch getouwtrek over wie delfstoffen in internationale wateren mag ontginnen, heeft dat alles te maken met zorgen over de gevolgen van de winning voor het leven en de biodiversiteit in de oceaan. Dat leidt tot trage procedures om diepzeemijnbouw internationaal te reguleren en toe te staan.

‘De moeilijkste vraag die we moeten beantwoorden is hoe het diepzeeleven reageert als je er grondstoffen gaat weghalen’, zegt Henko de Stigter. Hij is onderzoeker bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee en houdt zich bezig met de effecten van diepzeemijnbouw. ‘Er zijn op een diepte van 4.000 tot 6.000 meter van nature geen verstoringen van de omvang en intensiteit die we verwachten van diepzeemijnbouw. We moeten goed inschatten welke effecten verstoringen op zo’n diepte hebben. De vraag is of en wanneer je het leven terugkrijgt als je metaalhoudende mineralen van de zeebodem gaat rapen.’

De Stigter doet vooral onderzoek naar het effect van stofwolken die ontstaan als grote machines op rupsbanden over de oceaanbodem rijden om de knollen op te rapen. ‘Het is vrij duidelijk hoe groot het gebied is waar je de zeebodem gaat afgraven’, zegt hij. Binnen een gebied ongeveer ter grootte van Europa waar de rijkste mineraalplekken zijn, zou het jaarlijks om honderden vierkante kilometer zeebodem gaan.

‘Maar de stofwolken die bij het afgraven worden opgewerveld en door zeestromingen worden verspreid over aangrenzende gebieden maken het totale oppervlak van de impact vele malen groter’, zegt De Stigter. ‘Dus we kijken vooral naar wat de stofwolken van sediment voor effect hebben, hoe snel ze weer naar de bodem zakken en welke gebieden ze gaan beïnvloeden. We weten zeker dat diepzeemijnbouw een impact zal hebben, maar hoe precies en voor hoelang is nog onduidelijk. Is er straks nog genoeg zeebodem over waar hetzelfde leven voorkomt? Alles draait om het verzamelen van harde gegevens, zodat je afwegingen kunt maken om diepzeemijnbouw wel, in welke mate of juist helemaal niet te doen.’

Uitsterven

Greenpeace heeft die afweging al gemaakt en is faliekant tegen elke vorm van diepzeemijnbouw. ‘De uitbouw van deze industrie zal leiden tot het uitsterven van unieke soorten en bijdragen aan de klimaatverandering’, vreest de milieuorganisatie.

Ze acht diepzeemijnbouw ook helemaal niet nodig als er verdere investeringen komen in een circulaire economie, waarbij zo veel mogelijk grondstoffen worden hergebruikt en gerecycleerd. Initiatieven daartoe zijn er al, onder andere in Japan.

De Stigter denkt dat het niet voldoende is. ‘Het standpunt van Greenpeace is zijn reden van bestaan, maar wat is het alternatief? Het is geen kwestie van of of, maar en en. De vraag naar sommige metalen is nu al groter dan het aanbod. Als we straks hele snelwegen vol Tesla’s hebben, waar halen we de metalen dan vandaan? De omslag naar verduurzaming heeft hoe dan ook een prijs.’

Een elektrische auto vereist vijf keer zoveel kilo metalen als een brandstofauto en een windmolen negen keer meer per megawatt vergeleken met een kolencentrale. Het Internationaal Energieagentschap schat dat de jaarlijkse vraag naar metalen in 2050 mede door de verwachte groei van groene technologieën 2,5 tot 4,5 keer zo groot zal zijn als in 2020.

‘Natuurlijk heeft diepzeemijnbouw een impact, maar je moet die afzetten tegen de impact van mijnbouw op het land’, vindt Barron. Uit onderzoek van een groot aantal wetenschappers in opdracht van DeepGreen blijkt dat bij de winning van metalen op de zeebodem om 1 miljard elektrische auto’s te maken 70 procent minder CO₂ vrijkomt, 94 procent minder ruimte nodig is en de productiekosten voor nikkel 47 procent lager zijn.

Onderschat

Tegenover dat rapport staan echter studies van andere wetenschappers die stellen dat de effecten van diepzeemijnbouw erg worden onderschat. ‘Het komt erop neer dat een groot aantal diepzee-ecosystemen heel gevoelig is voor diepzeemijnbouw en waarschijnlijk op een veel grotere schaal dan voorspeld door de mijnbouwindustrie [...] en dat het risico bestaat dat soorten uitsterven’, aldus wetenschappers van de universiteit van Hawaï in een vorige maand gepubliceerd onderzoek.

Groot of niet, niemand ontkent dat er een impact zal zijn. Dat maakt het ook voor de International Seabed Authority (ISA), het VN-orgaan dat de diepzeemijnbouw moet reguleren, lastig om licenties uit te geven voor commerciële productie. De ISA heeft tot nu toe alleen vergunningen afgegeven voor het exploreren in grote kavels in internationale wateren en werkt aan een mijnbouwcode. Die zou oorspronkelijk dit najaar zijn afgerond, maar door de coronapandemie is er vertraging.

De Stigter verwacht uiteindelijk wel groen licht. ‘Ik denk dat het er inderdaad van gaat komen, ja. Het zijn vooral juridische hordes die nog moeten worden genomen. En het gaat om een VN-orgaan waarin veel landen het eens moeten worden, dus dat duurt altijd lang.’

Groen licht zou goed nieuws betekenen voor DeepGreen, maar ook voor DEME. Dat investeerde al meer dan 100 miljoen euro in een oogstmachine voor ertsrijke mangaanknollen op de bodem van de Stille Oceaan. Het Belgische baggerconcern lanceerde in 2018 al de twaalf meter lange zuigrobot Patania, maar het project liep telkens vertraging op. DEME hoopt vanaf 2027 daadwerkelijk van start te gaan. DEME zal het oogsten en het aan land brengen van de knollen voor zijn rekening nemen, niet de verwerking ervan.