De aarde wordt zeldzaam

1. De mens neemt een steeds grotere hap uit de aarde

Het materiaalverbruik van de mensheid is de voorbije honderd jaar verachtvoudigd. Dat blijkt uit een recent rapport van het Milieuprogramma van de Verenigde Naties (UNEP), dat ons materiaalverbruik in 2005 schatte tussen 47 en 59 miljard ton.

De verachtvoudiging ligt niet zozeer aan de toename van het jaarlijkse verbruik per hoofd, dat de voorbije eeuw verdubbelde van 4,6 ton naar 8,5 ton. De verviervoudiging van de wereldbevolking speelde een grotere rol. Opvallend zijn overigens de grote verschillen in materiaalverbruik tussen landen. India en China doen het in 2005 nog met vijf ton per hoofd, tegen dertien ton in Japan en Europa, 23 ton in de VS en net geen veertig ton in Australië.

Het Bruto Wereld Product –de waarde van alle goederen en diensten op een jaar geproduceerd– steeg de voorbije eeuw met een factor 23, een pak sneller dan het materiaalverbruik. In de twintigste eeuw deed zich dus een zekere “dematerialisering” van de economie voor, vooral in de rijke landen.

De consumptie van biomassa nam relatief weinig toe (maal drie), terwijl de consumptie van constructiematerialen (maal 34), industriële mineralen (maal 27), en fossiele brandstoffen (maal twaalf) explodeerde.

Beweeg over de grafiek voor de exacte cijfers. Bron: Growth in global material use, GDP and population during the 20th century, Krauss et al, 2009

Het verbruik per hoofd nam vooral toe tussen 1945 en 1970, toen de westerse landen evolueerden naar massaconsumptie. Sinds 2000 zien we opnieuw een groeispurt, die ongetwijfeld voortkomt uit het feit dat nu ook in reuzenlanden als China en India de “westerse” consumptie zich op gang trekt. Als die trend zich doorzet, zal de mensheid, met negen miljard mensen tegen 2050, volgens UNEP jaarlijks 140 miljard ton aan materialen verbruiken. Dat is vergelijkbaar met een bevolking van achttien miljard mensen die leven met het huidige verbruik van acht ton per persoon per jaar.

Bron: www.materialflows.net

UNEP noteert in zijn rapport ook dat ontwikkelde samenlevingen er makkelijker in slagen om de lokale impact (lucht- en waterverontreiniging) los te koppelen van hun materiaalverbruik, dan de globale impact –denk aan klimaatverandering of verlies van biodiversiteit. Om die negatieve gevolgen op wereldniveau tegen te gaan, moeten we veel meer “nut” uit dezelfde hoeveelheid materiaal leren halen –een “ontkoppeling” van economie en materiaalverbruik dus.

Dat veronderstelt volgens UNEP diepgaande, op duurzaamheid gerichte, innovatie. Die moet het resultaat zijn van een netwerk van instellingen, bedrijven en overheden. ‘Een les uit innovatiestudies is dat staatstussenkomst vereist is om de hoge investeringsniveaus vol te houden, omdat de opbrengsten van die investeringen zich vooral op het publieke domein situeren.’

2. Prijzen swingen de pan uit

Het voorbije decennium stegen de prijzen van de meeste materialen. Volgens de VN-Conferentie voor Handel en Ontwikkeling (UNCTAD) staan die nu op het hoogste peil sinds 1960.

Bron: UNCTAD

Elke grondstof heeft haar eigen prijsdynamiek maar bijna altijd is de groeiende consumptie van de reuzenlanden in het Zuiden een belangrijke factor. In 2008 onderzocht de Amerikaanse Geologische Dienst (USGS) waarom de prijzen van aluminium, koper, cadmium, kobalt, ijzer, nikkel, lood, zink en zeldzame aarden zo sterk gestegen waren. Telkens doken dezelfde factoren op. Na de ineenstorting van de Sovjetunie daalden de prijzen fors: de voormalige planeconomieën verbruikten zelf minder terwijl hun eigen grondstoffen op de wereldmarkt kwamen. Dat leidde dan weer tot minder investeringen en bijgevolg kleinere voorraden. Even later nam in China de consumptie gigantisch toe. De Chinese economie is de tweede economie na de VS, maar op het vlak van grondstoffenverbruik is China veruit de grootste. China is niet alleen zijn eigen infrastructuur aan het opbouwen, het is ook de fabriek van de wereld.

De meeste observatoren verwachten niet dat de gestegen grondstoffenprijzen snel zullen dalen. De aluminiumconsumptie per hoofd in China zal volgens de USGS tussen 2006 en 2025 stijgen van acht naar 28 kilo (zoals in de VS). Als India, dat andere reuzenland, China volgt, zal de prijsdruk nog verder toenemen.

3. Speculatie

De rol van geldmarkten in de prijsstijgingen is niet helemaal duidelijk. Zeker is dat de geldmarkten in de grondstoffen een nieuw speeltje gevonden hebben om winst uit te puren. Waar vroeger alleen een beperkt aantal spelers betrokken was bij de grondstoffenhandel, zien nu ook verzekeraars, banken en pensioenfondsen er brood in.

4. Er zijn nog voorraden maar… de aarde wordt kleiner

Voor de meeste materialen voldoen de gekende voorraden nog voor decennia –afgemeten aan het huidige verbruik. Nieuwe ontdekkingen en hoge prijzen vergroten bovendien dikwijls de reserves. Tot nu toe gebeurde de ontginning van grondstoffen zelden dieper dan 200 meter, terwijl de aardkorst 35 kilometer dik is.

Wel zijn de makkelijkst bereikbare reserves –die aan de oppervlakte liggen of in stabiele, vlot toegankelijke regio’s– doorgaans al opgebruikt. De resterende reserves zijn meestal ook niet meer van de rijkste: er moet veel meer delfstof worden bovengehaald om dezelfde hoeveelheid metaal te bekomen. Dat betekent meer milieuverstoring en meer energieverbruik.

Voor olie en gas is er discussie of we dicht bij het historische productiemaximum staan. Dat is onzeker: stijgende prijzen maken immers voorheen onrendabele voorraden rendabel. Aviel Verbruggen, professor economie en energiespecialist van de Universiteit Antwerpen: ‘De voorraden aan steenkool, olie en gas zijn nog enorm. De echte stop op de fossiele brandstoffen zit hem niet aan de bronzijde maar aan de uitstootzijde: als we CO2 in de lucht blijven stoten, maken we het klimaat onleefbaar voor onszelf.’

Klimaatverandering is een factor die druk zet op allerlei vormen van materiaalconsumptie. Cement bijvoorbeeld is verantwoordelijk voor ongeveer vijf procent van de globale CO2-uitstoot. Mijnbouw is ongeveer tienmaal CO2- en energie-intensiever dan recyclage.

Die voorbeelden illustreren dat de wereldeconomie nu zo groot is dat je stoot op beperkingen –welke oplossing je ook kiest om de menselijke behoeften te vervullen.

Aan de huidige groei in grondstoffengebruik zullen we tegen 2050 jaarlijks 140 miljard ton verbruiken. © Simply CVR

Voor industrieën die denken op lange termijn, volstaat dat alles om stilaan het roer te wenden. Frans Dieryck, gedelegeerd bestuurder van Essenscia Vlaanderen, de beroepsvereniging van de scheikundige sector: ‘Petroleum is onze basisgrondstof. Zelfs als die nog vijftig jaar meegaat, dan nog moeten we ons bezinnen over wat er na de olie zal komen. Bovendien leeft bij onze ondernemingen sterk het gevoel dat na de ICT-golf van de jaren negentig, de volgende golf de duurzaamheidsgolf wordt. Voor alle grote trends van de toekomst –de bevolkingstoename, de groeiende levensstandaard, energie, de verstedelijking en de mobiliteit in die steden– zal de scheikunde een grote rol spelen.’ En wie eerst komt, eerst maalt, zo is de redenering.

Wernert Annaert, directeur-generaal van de Federatie van Bedrijven voor Milieubeheer (FEBEM): ‘De interesse van bedrijven voor recyclage en kringloopdenken komt deels voort uit de hoge grondstoffenprijzen en de vaststelling dat de EU zelf weinig industriële grondstoffen heeft. Ze stellen ook vast dat China en andere opkomende landen steeds meer een concurrent zijn en grondstoffen voor onze neus wegkapen. Als je grondstoffen via recyclage hier in Europa kan vinden, is dat veel zekerder. Bovendien is duurzaamheid nu ook een verkoopsargument waarmee je je kan profileren. Meer bedrijven willen graag “een Umicorke doen”.’ Waarmee Annaert verwijst naar de duurzame evolutie van Umicore, dat zich succesvol transformeerde van een klassiek mijnbedrijf met vervuilende, verwerkende industrie naar een producent van hoogtechnologische, vaak groene producten, met veel oog voor recyclage. Zo heeft Umicore in Hoboken al een installatie om batterijen te recycleren. In het jargon noemt men dat urban mining of stadsmijnbouw: recyclage van metalen uit afgedankte computers, gsm’s en auto’s.

5. Veertien “kritische” materialen

De Europese Commissie publiceerde in 2010 een lijst van veertien zogenaamde “kritische” materialen –waarvan de bevoorrading binnen de tien jaar in het gedrang kan komen, vooral omdat een groot deel van de productie uit een land komt dat mogelijks beperkingen kan opleggen aan de uitvoer:

• China: antimonium, gallium, germanium, grafiet, indium, magnesium, vloeispaat, wolfraam en zeldzame aarden,
• Congo: kobalt, tantaal
• Brazilië: niobium, tantaal
• Rusland: platinagroepmetalen

Veel van die materialen worden gebruikt bij nieuwe –vaak groene– technologieën, zoals elektrische wagens en windmolens (zeldzame aarden), zonnepanelen (indium en gallium) en hogesnelheidstreinen (kobalt). Mobiele telefoons en flatscreens vereisen dan weer antimoon, kobalt, wolfram en tantaal.

In zonnepanelen worden “kritische” materialen gebruikt. © spotreporting

Het rapport suggereert dat de EU moet nagaan hoe ze landen die de export van bepaalde grondstoffen beperken, kan “aanpakken” via de Wereldhandelsorganisatie. Verder staan hoog op de agenda: zuiniger omspringen met materialen, recyclage stimuleren, onderzoek naar alternatieve grondstoffen…

Het recyclageniveau blijkt erg laag voor die veertien kritische materialen: het hoogste niveau hebben wolfram (37 procent) en platinum (35 procent). Zes van de materialen worden helemaal niet gerecycleerd.

6. De zeventien “zeldzame aarden”

Ze hebben raadselachtige en relatief onbekende namen –yttrium, lantaan, neodymium, samarium of europium– en worden zeldzame aarden genoemd omdat ze zich zelden in rijke ertsafzettingen concentreren. Ze hebben chemisch erg gelijkaardige kenmerken en komen in de natuur steeds als mengsel voor.

De industrie werkt er al decennia mee maar sinds een paar jaar halen ze geregeld de media omdat China de uitvoer ervan beperkt. Dat heeft gevolgen, want China produceert liefst 95 procent van alle zeldzame aarden terwijl net die metalen onontbeerlijk blijken voor de technologieën van de toekomst, zoals windmolens, elektrische voertuigen, LED-verlichting…

Koen Binnemans, professor scheikunde aan de KU Leuven, legt uit hoe de Chinese machtspositie groeide: ‘Nog geen tien jaar geleden was er weinig vraag naar zeldzame aarden. De prijzen waren laag. Bovendien is de productie ervan erg vervuilend, met dikwijls radioactieve thoriumvervuiling. Omdat de omgeving radioactief besmet was, kreeg de Mountain Pass-mijn in de VS bijvoorbeeld in 2001 geen verlenging van haar milieuvergunning. Daarmee ging de laatste westerse mijn dicht. In het Chinese Bayan Obo is er eveneens radioactieve besmetting, maar daar liggen de milieunormen kennelijk minder hoog. Bovendien produceerden de Chinezen veel goedkoper. Zolang het Westen makkelijk en goedkoop aan Chinese zeldzame aarden geraakte, was het eigenlijk blij dat de ontginning daar gebeurde.’ Nu de zeldzame aarden zo belangrijk blijken voor nieuwe technologieën en China de uitvoer ervan beperkt, is dat natuurlijk anders.

De prijs van sommigen zeldzame aarden steeg het voorbije jaar met honderden procenten. Dat zegt iets over de snelheid waarmee de wereldeconomie zich instelt op de klimaatverandering. In veel van de antwoorden op dat probleem –windmolens, elektrische voertuigen– spelen zeldzame aarden een rol. Binnemans: ‘In een gsm zit twee tot drie gram neodymium, in een windmolen kan dat tot meer dan een ton oplopen. Op een jaarlijkse wereldproductie van neodymium van amper 30.000 ton tikt dat aan.’

Aan vier zeldzame aarden (neodymium, dysprosium, praseodymium en terbium) zal er volgens een recente studie van het Wuppertal-instituut tegen 2014 heel waarschijnlijk een tekort zijn. Reden is dat het gebruik van magneten in windmolens, hybride voertuigen en harde schijven sterk toeneemt. Professor Binnemans: ‘Het is zaak om zeldzame aarden alleen te gebruiken voor toepassingen waarin ze onvervangbaar zijn. Met neodymium kan je krachtige maar relatief lichte magneten maken. Dat is cruciaal in transporttoepassingen als elektrische voertuigen, maar voor windmolens is het gewicht niet zo belangrijk en zijn er dus alternatieven. Toch gebruikt China zijn neodymium massaal voor windmolens en daarom beperkt het de uitvoer ervan.’ Of China bereid is tot internationaal overleg over het beste gebruik van zijn zeldzame aarden, dat is een open vraag.

De rest van de wereld zal nog zeker vijf jaar bijna geheel afhankelijk blijven van de Chinese productie. Er zijn wel andere vindplaatsen, maar de raffinage van de metalen is naast een vervuilend ook een complex proces. Binnemans: ‘Soms zijn er meerdere honderden stappen vereist om zeldzame aarden te zuiveren. Daarvoor heb je een scheidingsinstallatie nodig. De bouw daarvan en de verwerving van de nodige knowhow vergen minstens vijf jaar.’

Bovendien liggen de milieunormen in het Westen hoger en dat vormt een hele uitdaging. Doorgaans moet het erts eerst worden vermalen, waarna het wordt opgelost in een mengsel van corrosieve (bijtende) zuren om de metalen uit elkaar te halen. Eens de metalen eruit geraffineerd, belandt het afvalresidu in een gigantisch bassin. Als het afval droogt, dreigt de wind radioactief stof te verspreiden. Bij zware regens dreigt overstroming –denk aan de ramp in Hongarije, waar na een dijkbreuk een dorp onderliep met rode aluminiummodder.

Recyclage is milieuvriendelijker, maar momenteel wordt slechts één procent van de zeldzame aarden gerecycleerd.

7. Quid Europa?

De EU is zelfvoorzienend in bouwmaterialen (zand, kiezelstenen, natuursteen…) maar is erg afhankelijk van de invoer van industriële mineralen. De EU produceert maar drie procent van ’s werelds metaalertsen. Het voert al zijn kobalt en zeldzame aarden in, meer dan tachtig procent van zijn ijzer, tin en bauxiet (aluminium), meer dan zestig procent van zijn zink en de helft van alle koper. Ook Japan en de VS zijn netto-invoerders van mineralen. Via de massieve import van vooral veevoer voert de EU jaarlijks onrechtstreeks ook honderd miljard kubieke meter water in.

Die strategische afhankelijkheid –die alleen maar scherper zal worden in een wereld met een groeiende bevolking die op zijn westers wil leven– is ongetwijfeld een van de factoren die de EU ertoe heeft aangezet om van materiaalefficiëntie een van haar vlaggenschip-initiatieven te maken. In de communicatie die de EU daarover begin dit jaar verspreidde, benadrukt ze dat materiaalefficiëntie vele doelen helpt bereiken: de zogenaamde 20/20/20-doelen inzake klimaat (minder uitstoot / meer hernieuwbare bronnen / meer energie-efficiëntie), een gezondere leefomgeving, jobcreatie in een sector met veel exportpotentieel, vermindering van de druk op het land en bescherming van biodiversiteit… Materiaalefficiëntie is evenwel iets dat van bijzonder veel beleidsdomeinen afhangt –transport, landbouw, energie, productnormen, onderzoek, afvalbeleid, biodiversiteit en milieubeleid. De Europese Commissie erkent dat ze nog maatstaven zoekt om vooruitgang ter zake te kunnen definiëren en meten.

8. Kansen en risico’s voor ontwikkelingslanden

Nogal wat ontwikkelingslanden beschikken over veel natuurlijke rijkdommen en kunnen in principe dus beter worden van hoge grondstoffenprijzen. De grote vraag is hoe die inkomsten worden gebruikt. Een recent rapport van de Wereldbank was kritisch over hoe sommige Afrikaanse landen dat doen. Als de opbrengst ervan niet via investeringen wordt omgezet in fysiek of menselijk kapitaal, leidt dat uiteindelijk tot verarming –een afname van de rijkdom of het vermogen van die landen. Dat is volgens de Wereldbank massaal het geval in olielanden als Nigeria of Angola.

De Europese Commissie benadrukt dat ze in haar ontwikkelingsbeleid de transparantie van mijnbouwakkoorden en geldstromen wil vergroten, en de belasting op mijnbouwactiviteiten wil promoten. Ze wil ook haar handels- en ontwikkelingsbeleid gebruiken om een “gelijk speelveld” tot stand te brengen voor de toegang tot grondstoffen. Brutaler gesteld: hulp in ruil voor toegang tot grondstoffen.

De commissie voor Industrie, Onderzoek en Energie van het Europese Parlement zet zich in een ontwerp van resolutie af tegen zo’n instrumentalisering van de hulp. De landen in kwestie zouden vooral moeten bijgestaan worden om zo gunstig mogelijke mijncontracten te leren afsluiten. De Europarlementariërs roepen op win-winrelaties te ontwikkelen met landen met veel grondstoffen en willen met het oog daarop infrastructuur-grondstoffenpartnerschappen ontwikkelen. Dat doet sterk denken aan de Chinese aanpak.

Anderen pleiten ervoor om de Europese knowhow te gebruiken om toegang tot grondstoffen te verzekeren, bijvoorbeeld in de relatie met China. Hun redenering luidt: als we China helpen bij de milieuvriendelijke ontginning van zeldzame aarden, zal het land de export ervan naar de EU misschien wel versoepelen.

De acute nood aan bepaalde grondstoffen en de daaruit volgende hoge prijzen kunnen evenwel ook leiden tot roofbouw en onbedachte exploitatievormen. Daarvan kan de lokale bevolking het slachtoffer worden. Een ander mogelijk gevolg is dat het land er niet in slaagt de opbrengst te gebruiken als hefboom voor ontwikkeling.

9. Vlaanderen boven

Vlaanderen is een absolute koploper inzake selectieve ophaling en verwerking van afval, daarover is iedereen het eens. De Openbare Vlaamse Afvalmaatschappij (OVAM) speelt daarin een grote rol. Professor Karel Van Acker, coördinator van het Leuven Materials Research Centre: ‘Verder zijn bedrijven als Umicore of Gyproc echte wereldleiders inzake innovatieve recyclage en duurzaam materiaalgebruik. Eigenlijk moet je ons leiderschap op systeemniveau bekijken: overheid en bedrijven zijn ermee bezig. Maar “plan C” is een transitienetwerk met vertegenwoordigers uit alle maatschappelijke geledingen, dat een visie inzake duurzaam materiaalbeheer heeft ontwikkeld. Het is daar dat de Vlaamse chemie de inspiratie voor haar vergroening heeft opgedaan.’

De KU Leuven kreeg dan weer erkenning voor haar expertise toen ze als eerste buitenlandse universiteit werd uitgenodigd om mee te werken aan het Amerikaanse Center for Resource Recovery and Recycling (CR3), een netwerk van twee Amerikaanse universiteiten en een aantal Amerikaanse bedrijven die vooroplopen inzake recyclage. CR3 verricht pre-competitief onderzoek terzake, waarbij het wel de bedrijven zijn –ze betalen elk 20.000 euro per jaar– die uiteindelijk beslissen wat er wordt onderzocht. ‘De projecten die nu al in CR3 lopen, bewijzen toch wel dat het onderzoek een hoge maatschappelijke impact heeft. Voorbeeld daarvan is onderzoek naar de recyclage van fotovoltaïsche materialen en zeldzame aardmetalen uit fosfors’, zegt Peter Tom Jones (CR³/KU Leuven), onderzoeksmanager Industriële Ecologie en auteur van meerdere boeken over de ecologische crisis.

Jones erkent volmondig de Vlaamse verwezenlijkingen maar wil meer daden bij de woorden. ‘Er blijft een grote kloof tussen het discours en de praktijk. Zo is de nieuwe Vlaamse Strategie voor Duurzame Ontwikkeling een doorbraak in het transitiediscours. Zolang dat echter niet leidt tot het stellen van prioriteiten inzake middelen, verandert er niets. In de praktijk kiest de regering nog niet voor die transitie naar een koolstofarme recyclage-economie.’

Ook het ambitieuze project Enhanced Landfill Mining (ELFM) krijgt volgens Jones te weinig steun. Het project wil nagaan hoe oude storten kunnen benut worden als de materiaal- en energiemijnen van de toekomst. Jones leidt het project in Houthalen-Helchteren samen met Group Machiels.

Jones: ‘Uit een studie naar de maatschappelijke kosten en baten van ELFM in Vlaanderen blijkt nochtans dat dit concept veel maatschappelijke voordelen heeft: banen, energiewinning, recuperatie van metalen, herwinning van land en natuur… Je zou daar als overheid –met financiële steun– een icoonproject van kunnen maken dat op termijn ook een succesvol exportproduct kan worden.’

Jones hoopt dat de politiek over de partijgrenzen heen een Vlaams succesverhaal wil maken van doorgedreven duurzaam materiaalbeheer en schone technologieën. Er zit alvast een materialendecreet in de pijplijn dat afval meer als grondstof bekijkt.

OVAM krijgt in dat ontwerpdecreet de taak de preventie van afval te coördineren. Vraag is of daaronder ook het voorkomen van verspillende producten –type wegwerpfototoestellen– wordt verstaan. Victor Dries van OVAM: ‘Die belangrijke vraag blijft voorlopig open.’

10. Consuminderen, of de olifant in de kamer die weinigen zien staan

Een zeer effectieve manier om zuiniger om te springen met materialen, is minder verbruiken of ervoor zorgen dat verspillende producten niet meer verkocht worden. Jones: ‘Efficiëntie is inderdaad geen synoniem voor effectiviteit. Slimme en duurzame consumptiepatronen blijven een kernonderdeel van elke transitiestrategie.’