Een auto zit vol edelmetalen (goud, platina) en zogenaamde kritische materialen als neodymium, praseodymium, kobalt, lithium en magnesium. Terugwinning is vaak lastig en kostbaar. David Peck, expert in kritische materialen aan de TU Delft, pleit voor een nieuwe kijk op materiaalhergebruik. Een waarbij de bestaande relatie tussen autoproducent en recyclingindustrie compleet zal veranderen.
Een auto bestaat vooral uit staal en kunststof, maar wie iets verder kijkt, ziet ook de nodige edelmetalen. Zo zit er een flinterdun laagje platina of palladium aan de binnenzijde van de katalysator. Een chemische reactie met het edelmetaal zorgt voor de zuivering van de uitlaatgassen. En in de printplaatjes van de on board-elektronica is goud en zilver verwerkt. Volgens The Urban Mine Platform bevat het huidige Europese wagenpark ruim 400 ton goud. Tegen de huidige goudprijs telt de waarde daarvan op tot bijna 20 miljard euro.
David Peck
David Peck is Associate Professor aan de TU Delft en verbonden als een onderzoeker en docent op het gebied van kritische materialen. Als zodanig richt hij zich vooral op kritische materialen en circulair ontwerp.
De zogenaamde kritische materialen zijn waardevol op een andere manier. Ook die vind je steeds meer terug in (elektrische) auto’s. Kritische of kritieke materialen zijn ‘materialen van economisch groot belang met een risico van onzekerheid van toelevering’, weet David Peck. Hij is als Associate Professor aan de TU Delft verbonden als expert op het gebied van circulaire bouw en kritische materialen. “Een misverstand is dat kritische materialen bij uitstek schaars zijn of op raken, maar dat is niet juist. Als er heel veel van een specifiek materiaal is, maar je kunt er niet bij komen, dan is dit materiaal alsnog kritisch.”
Waardestijging
De lijst van kritieke materialen die de Europese Commissie hanteert is lang. In ieder geval staan alle lievelingen van de auto-industrie erop – denk aan magnesium, lithium en kobalt – maar ook minder bekende elementen als neodymium en praseodymium zijn van de partij. Beide materialen, gebruikt voor de magneten in elektromotoren, zijn in Europa zelfs geoormerkt als ‘extreem kritisch’. “De vraag neemt zoveel toe dat de prijs binnen vier jaar met 150 procent gestegen is”, aldus Peck. Het zal niet het enige materiaal zijn dat in waarde explodeert. “Ongeveer de helft van de elementen die in de industrie wordt gebruikt is kritisch”, schat de professor in. Dat cijfer kun je gerust kopiëren naar de autosector.
Is het kritisch? Goud is veel waard, maar geen kritisch materiaal. Platina is dat daarentegen wél. En staal is niet kritisch, maar staal kan wel kritische elementen bevatten.
Conflictmaterialen
Dat je met kostbare en waardevolle materialen zuinig om moet gaan, spreekt voor zich. De wet- en regelgeving wordt hier steeds op aangepast. Sinds 1 januari 2021 is er een Europese wet van kracht die het gebruik van conflictmaterialen in de EU als goud, tin, wolfraam en tantaal verbiedt. Een Europese autofabrikant mag geen goud in zijn printplaten en katalysatoren verwerken als dat afkomstig is uit gebieden waar conflicten heersen, recent heersten of waar mensenrechten worden geschonden. Gerecyclede materialen ontspringen de dans. Doordat de regelgeving zicht richt op materiaalimporteurs en -smelters, geeft het ’t gebruik van gerecyclede materialen een push.
Wet- en regelgeving
Zou wet- en regelgeving ook kunnen helpen bij de verplichte recycling van andere edelmetalen en kritische materialen? Professor Peck denkt van niet. “Je kunt bedrijven verplichten om een beter ontwerp te verzinnen. Een product dat makkelijker te recyclen is, doordat het slim en modulair in elkaar zit. Dat lijkt mij echter niet de juiste oplossing. Dat kost bedrijven bakken met geld en heeft veel risico – aan een goed product sleutel je niet – terwijl ze het niet voor zichzelf doen. Ze doen het voor de recycling-industrie. Ze verplaatsen uiteindelijk de productie naar lage lonen-landen. Het is een doodlopende weg.” Peck wijst er bovendien op dat bij nieuwe wet- en regelgeving altijd de belangrijkste stakeholders eerst worden gehoord. “De fabrikanten hebben veel meer gewicht dan de relatief kleine recyclingindustrie. Ze zullen pleiten dat verstrekkende wetgeving de vaderlandse productie om zeep helpt en banen op het spel zet. Geen overheid gaat daarin mee.”
“De remanufacturer en de recycleraar moeten samen optrekken. De producent maakt producten modulair om ze beter te kunnen refurbishen, maar van zo’n slim design profiteert ook de recycling-industrie”
Remanufacturing
Peck gelooft – onder meer uit eigen ervaring – meer in de dialoog tussen marktpartijen onderling. Enerzijds zijn dat producenten en organisaties die aan remanufacturing doen en anderzijds de recyclingbedrijven. Voordat het zover is, moet de remanufacturing en refurbishing van producten nog flink groeien. “Ik kom bij veel bedrijven over de vloer en vraag ze: waarom denk je niet aan remanufacturing? Ze kaatsen de vraag terug met: waarom zouden we dat doen? Ik zeg dan: je hebt 80 procent minder materiaalkosten, je hebt een garantie van toelevering van je kritische materialen, je hebt een flinke CO2– reductie en je kunt klanten een tot 40 procent lagere prijs berekenen. Kortom, je kunt eraan verdienen.” Peck denkt dat bedrijven veel eerder geneigd zijn hun product aan te passen richting een circulair ontwerp, als ze zelf de motivatie vinden om dat te doen. Als het van bovenaf wordt opgelegd vanuit wet- en regelgeving, is dat de verkeerde drijfveer.
Handen ineen
De recyclingsector ziet bedrijven die werken in de remanufacturing als concurrent. Op het moment dat zij via een ‘cirkel’ hun producten na één levenscyclus zelf terugkrijgen, droogt de recyclingstroom grotendeels op. David Peck: “De remanufacturer en de recycleraar moeten samen optrekken. De producent maakt producten modulair om ze beter te kunnen refurbishen, maar van zo’n slim design profiteert ook de recycling-industrie. Zij krijgen schone, netjes gescheiden materialen binnen. Met weinig verwerking kun je dan af. Dat biedt kostenvoordelen.” Peck denkt dat beide partijen contracten met elkaar kunnen sluiten. “In plaats dat afval geld kost voor een fabrikant, zijn de materialen die ze niet meer willen van waarde. Het is een win-winsituatie.” Daarbij houden de remanufacturer en recycleraar hun eigen expertisen. “De magneten uit een elektromotor hergebruiken is voor een producent een nachtmerrie. Je kunt dat overlaten aan je gespecialiseerde contractant.”
“Een misverstand is dat kritische materialen bij uitstek schaars zijn of op raken, maar dat is niet juist. Als er van een materiaal heel veel is, maar je kunt er niet bij komen, dan is het materiaal alsnog kritisch”
Onderzoek
Peck is benieuwd hoe bedrijven straks hun producten herontwerpen voor remanufacturing. Hij verwacht dat ze de waardevolle onderdelen – edelmetalen en kritische materialen – zoveel mogelijk samenvoegen in modules. Terugwinning wordt dan een stuk makkelijker. “Gemixte fracties zijn nu nog heel lastig te recyclen. Vooral de zeer kritische materialen zoals zware, ruwe aardmetalen. Door de chemische samenstelling is scheiding moeilijk. Je hebt soms tientallen kritische materialen in één product, terwijl je er maar een paar goed kunt uithalen. De rest verlies je in het proces. Bovendien gaat het vaak om kleine fracties die je terugwint.”
Er is nog veel onderzoek nodig om dat beter te doen, weet Peck. Onderzoek dat steeds vaker tot stand komt, omdat binnen de wetenschap het kwartje ook valt: verschillende disciplines moéten elkaar vinden. “Binnen de TU Delft werkt recyclingonderzoek pas sinds een paar jaar samen met de experts op het gebied van circulaire economie en levenscyclusverlenging. Het is net als in de markt, eerder spraken ze amper met elkaar. De vraag die centraal staat is: hoe kunnen we een product beter maken voor hergebruik en recycling?”, aldus Peck. “Dat is niet smashing them into bits. Het begint met de vorming van coalities. Vervolgens sluit je organisaties als TNO aan die meekijken naar innovatieve oplossingen. Tot slot komen er standaarden en wet- en regelgeving bij kijken. Niet om de industrie iets op te leggen, maar juist om ze te beschermen tegen producten afkomstig van buiten Europa. Dat zijn namelijk producten die niet zijn ontworpen voor slim hergebruik of recycling.”
Regeren is vooruitzien
Voor fabrikanten en recyclers binnen de automotive sector is het van wezenlijk belang te weten of de materialen waarmee zij werken ‘kritisch’ zijn of dat gaan worden. In dat licht is een vooruitblik van de Europese Commissie van grote waarde. In ‘Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU – A Foresight Study’ legt de Commissie kritische materialen langs de meetlat. Ze kijkt naar het gebruik in negen technologieën, verdeeld over drie sectoren: hernieuwbare energie, defensie en ruimtevaart én elektrische mobiliteit. David Peck: “Je ziet dat eigenlijk alle kritische materialen in een redelijk vergelijkbare verdeling in verbinding staan met e-mobiliteit. Met andere woorden: de afhankelijkheid is enorm. Zoom je in, dan zie je tractiemotoren een heel groot beroep doen op zeer kritische aardmetalen. Als industrie weet je dus waar je moet beginnen met investeren.”
Online cursus: Critical Raw Materials: Managing Resources for a Sustainable Future
Op 13 oktober start de TU Delft met de gratis online cursus ‘Critical Raw Materials: Managing Resources for a Sustainable Future’. In 7 weken leer je:
- Ontdekken wat kritische ruwe materialen zijn en welke rol zij spelen in een duurzame transitie.
- De uitdagingen kennen die komen kijken bij kritische ruwe materialen.
- Het analyseren van de belangrijkheid van materiaalsystemen.
- Het onderscheiden van belangrijkste strategieën voor het ontwikkelen van een meer circulair en duurzaam gebruik van kritische, ruwe materialen.
Inschrijven doe je via:
MOOC: Critical Raw Materials: Managing Resources for a Sustainable Future | TU Delft Online
