Indsendt af
Klima-, Energi og Bygningsministeriet
Resumé
Optimering og forbedring af metoder til energieffektiv, miljørigtig og bæredygtig udnyttelse af mineralske råstoffer, med fokus på biologiske metoder i selve udvindingen fra råmalm og i oprensning af forurenet materiale. Udover primærproduktionen er også genbrug og genanvendelse vigtig, men det er ikke altid mere bæredygtigt eller mindre energikrævende. Nye vurderinger og analyser af hvordan råstofferne akkumuleres i samfundet, og nye og metoder til energieffektiv ekstraktion skal udvikles.
Udfordring og muligheder
Ethvert samfund er afhængigt af forsyninger af mineralske råstoffer, som i forarbejdet form indgår i næsten alt, hvad vi bruger og omgiver os med, og som er af vital betydning for vores dagligdag og teknologiske udvikling. Fri adgang til råstoffer er en forudsætning for produktion, vækst og velstand – og for nye vækststrategier, herunder omstillingen til en effektiv og grøn energisektor. En globalt voksende befolkning og en stadig større købekraftig middelklasse kombineret med en hurtig teknologiske udvikling øger efterspørgsel både på traditionelle råstoffer og på nye råstoffer. Dette øgede behov betyder, at forsyninger af mineralske råstoffer ikke længere er en selvfølge og forsyningssikkerhed, knaphed og sårbarhed er noget som myndigheder og organisationer, samt virksomheder og investorer må forholde sig til.
Dette åbner op for fokuseret teknisk og videnskabelig innovation på flere fronter i hele værdikæden, spændende fra ressource identifikation og udnyttelse til produktudvikling, substitution og genanvendelse genbrug. Dette indspil forholder sig til ressourcen, hvor især tre områder bør prioriteres særligt højt.
- Optimeret malm udvinding
- Optimeret genbrug
- Optimerede teknikker til miljøsikring og oprensning
Målsætning
- At sikre bæredygtig tilgængelighed af mineralske ressourcer til samfundet.
-
At udvikle nye teknikker til energieffetkiv og miljørigtige ressourceudnyttelse og forureningsprævention
Innovationsbehov
Den øvre del af værdikæden for mineralske råstoffer som primært inkluderer identifikation, produktion og indledende forarbejdning har ikke traditionelt været højt på dagsordenen i Danmark, bortset fra når det har drejet sig om lokale ressourcer som grus, sand og kalk. Vi har imidlertid et samfund og en industri som i høj grad afhænger af råstoffer, og der er et stort potentiale for at indgå aktivt i produktion med udvikling af nye innovative metoder. Desuden står Grønland foran en udvikling, hvor minedrift flere steder er sandsynlig. Miljøet er ekstra sårbart i Arktis, samtidig med at lokal ekspertise først kun er under opbygning, og her vil være et stort behov for udvikling og forskning.
Fordi vi globalt ser vækst i forbruget af mineralske ressourcer, er der en tendens til at nye malm og mineralforekomster har stadig mindre lødighed. Med stigende metalpriser og forbedrede produktionsteknologier kan sådanne malme være økonomiske. Men den energimængde der skal bruges for at få samme mængde metal ud er dermed også stigende. Hvordan kan vi bryde den mere effektivt? En afledt udfordring er, at når en forekomst brydes er der som regel stadig relativt højt indhold af de pågældende råstof i det tilbageliggende materiale som oftest er knust meget fint. Dette giver gode forhold for kemiske reaktioner og mobilisering af potentielt forurenende stoffer. Dette er et kolossalt problem i mange udviklingslande hvor såkaldt artisinal mining (eller small scale mining) er en vigtig indtægtskilde for millioner af mennesker og forureningen fra minedrift er almindelig. I Danmark har vi allerede udbredt bakteriel nedbrydning af visse forurenende stoffer, og denne metode har stort potentiale for oprensning af mineaffald globalt.
Specifikt bør undersøges om:
Kan der udvikles teknologier til at udvinde lavlødige malme på en både energieffektiv- og miljøskånsom måde?
- Metoderne skal helst være baseret på in-situ udvinding
- Metoderne skal kunne ekstrahere specifikke grundstoffer. For eksempel: (a) ekstraktion af specifikke sjældne jordartsmetaller, som der er marked for og efterlade de øvrig, f.eks. uran og thorium) (b) ekstraktion af Si til brug for ultra-ren kvarts; (c) ekstraktion af nogle af de ”små” grundstoffer, som næsten ikke kan bære deres egen produktion (for eksempel Sc, Be, Ta, .).
- Metoderne skal kunne tilpasses arktiske forhold.
Leaching metoder har været kendt i mange år – og bruges både in-situ og på piles. Men de eksisterende metoder har en række miljømæssige ulemper og visse af dem er forbudt i Europa og andre steder. Metoderne retter sig heller ikke mod specifikke grundstoffer (bortset fra guld og uran), men mod mineralgrupper som eksempelvis sulfider, oxider o.l.
Biologiske metoder i kombination med leaching er ligeledes kendt både i malm udnyttelse og som nævnt i oprensning af forurenet jord. Disse kan udvikles langt mere og har et stort potentiale for præcis og energi,- og miljøvenlig udnyttelse og forureningsbekæmpelse.
Genbrug af mineraler og metaller har stor fokus i øjeblikket, men fakta er, at de er energikrævende og typisk kun har en effektivitet for ekstraktion af relevante metaller, som er for lav. De præcise tal kendes ikke, og der er kun ganske få data på f.eks. den præcise sammensætning af en harddisk eller en mobiltelefon. Derfor er det ofte billigere og mindre energikrævende at udvinde metaller direkte fra sten end fra forbrugsmaterialer. Det ville være ideelt at opbygge effektiv genbrug og genanvendelsestrategi, som kan dække mere end de nu 10-25 % af behovet, der i øjeblikket kan dækkes. For at få en mere effektiv genbrugsstrategi kræves der stor viden om produkters sammensætning, og derefter kan man udarbejde udnyttelsesmetoder og metoder til at separere enkelte stoffer fra hinanden, så de igen kan indgå i produktion. Her tænkes især på specialmetaller, der indgår i grøn og energibesparende teknologier og i mindre grad på traditionelle metaller som kobber og jern, hvor genanvendelse allerede er systematiseret.
De danske forudsætninger
Forudsætningerne i Danmark for at blive ledende indenfor R&D i biologisk assisteret mineraludnyttelse og oprensning er tilstede med en førende biokemisk sektor, og en stor viden på mineralområdet.
Projekter vil kunne gennemføres i samarbejder mellem biotech industri (NOVO, Lundbeck, m.fl.), Universiteter (KU, AAU, AU, DTU) og andre statslige forskningsinstitutioner (GEUS, DCE, DMU, Naturinstituttet i Nuuk m.fl.). Der er yderligere et stort potentiale for international samarbejde.
Inden for genbrug har Danmark allerede en førende industri, som sammen med interesseorganisationer som DI og forskningsinstitutioner som især DTU, GEUS, DCE m.fl. vil kunne arbejde for nye løsninger og strategier.
Effekter og potentialer
Det forventes, at en fokuseret indsats på mineralressource området vil være af stor betydning i forhold til øget forsyningssikkerhed og effektivitet i ressourceudnyttelse globalt og lokalt i kongeriget. Det vil være teknologier, som vil kunne markedsføres globalt og vil have stor betydning for vores velfærdssamfund, og ikke mindst udviklingen af en bæredygtig mineralindustri med minimale miljøomkostinnger og maksimale arbejdspladser i Grønland.