Brist på metaller riskerar bromsa elektrifieringen

I takt med att allt fler elbilar rullar på Europas vägar ökar också användningen av de kritiska metaller som krävs för till exempel elmotorer och elektronik. Med dagens råvaruproduktion kommer metallerna inte räcka till framöver – inte ens om återvinningen ökar. Det visar en stor Chalmersledd kartläggning, som har gjorts på uppdrag av EU-kommissionen.

Elektrifieringen och digitaliseringen gör att behovet av kritiska metaller* i EU:s fordonsflotta ökar stadigt. Dessutom är det bara en liten andel av metallerna som idag återvinns från uttjänta fordon. De eftertraktade bristmetallerna, som exempelvis dysprosium, neodym, mangan och niob, har stor ekonomisk betydelse för EU, samtidigt som tillgången på dem är begränsad och det tar tid att skala upp råvaruproduktionen. Att beroendet av metallerna ökar är därför en utmaning på flera sätt.

– EU har ett starkt importberoende av dessa metaller eftersom utvinningen är koncentrerad till ett fåtal länder som Kina, Sydafrika och Brasilien. Den bristande tillgängligheten är både ett ekonomiskt och miljömässigt problem för EU, och riskerar att fördröja omställningen till elbilar och miljömässigt hållbara tekniker. Eftersom många av metallerna också är ovanliga riskerar vi dessutom, om vi inte lyckas ta vara på det som redan finns i omlopp, att försvåra tillgången för framtida generationer, säger Maria Ljunggren, docent i hållbara materialsystem vid Chalmers tekniska högskola.

Allvarligt läge, men svensk fyndighet ger hopp

Hon påpekar att det allvarliga läget kring Europas kritiska och strategiska råvaror understryks i EU-kommissionens nyligen presenterade initiativ Critical raw materials act. Här betonas att samarbetet med pålitliga, externa handelspartners behöver stärkas och att medlemsländerna behöver arbeta för att återvinna såväl kritiska som strategiska råvaror. Det framhålls också att det är viktigt att de europeiska länderna utforskar sina geologiska resurser.

I Sverige presenterade det statliga gruvbolaget LKAB i början av året en stor fyndighet med sällsynta jordartsmetaller i Kiruna. Efter framgångsrik prospektering har bolaget identifierat mineraltillgångar på mer än en miljon ton oxider – vilket de beskriver som den nu största kända fyndigheten i sitt slag i Europa.

– Det är väldigt intressant, inte minst när det gäller fyndet av neodym som används i magneter i bland annat elmotorer. På sikt kan det förhoppningsvis bidra till att vi blir mindre importberoende, säger hon.

Kraftigt ökad användning av kritiska metaller

Maria Ljunggren har tillsammans med det schweiziska forskningsinstitutet EMPA kartlagt de metaller som idag finns i omlopp i Europas fordonsflotta. Uppdraget kommer från EU-kommissionens gemensamma forskningscentrum, Joint Research Center (JRC), och har lett till en omfattande databas som över tid visar förekomsten av metaller i nya fordon, fordon i användning och fordon som återvinns.
Kartläggningen, som går tillbaka ända till 2006, visar att andelen kritiska metaller har ökat kraftigt i fordonen, en utveckling som forskarna bedömer kommer fortsätta. Flera av de sällsynta jordartsmetallerna är några av de metaller som har ökat mest.

– Neodym och dysprosium har ökat med runt 400 respektive 1700 procent i nya bilar under perioden, och detta redan innan elektrifieringen slagit igenom. Guld och silver, som inte listas som kritiska metaller men har stort ekonomiskt värde, har ökat med omkring 80 procent, säger Maria Ljunggren.

Tanken med kartläggningen och databasen är att ge beslutsfattare, företag och organisationer ett samlat underlag för att stötta en mer hållbar användning av EU:s kritiska metaller. En stor utmaning är att de kritiska metallerna, som finns utspridda i mycket små koncentrationer i varje bil, är svåra att återvinna på ett ekonomiskt sätt.

Återvinning täcker inte behovet

– Om återvinningen ska öka behöver bilarna vara designade så att dessa material kan tas tillvara, samtidigt som incitament och flexibla processer för mer återvinning behöver finnas på plats. Och så ser det inte ut idag, säger Maria Ljunggren, som framhåller att flera olika åtgärder är nödvändiga för att hantera situationen.

–  Det är viktigt att öka återvinningen. Samtidigt står det klart att enbart ökad återvinning inte kan täcka behovet under en överskådlig framtid, helt enkelt eftersom behovet av kritiska metaller i nya bilar ökar så mycket. Därför behövs mer fokus på hur vi kan ersätta dessa metaller med andra material. Men på kort sikt är det nödvändigt med en ökad utvinning i gruvor om elektrifieringen inte ska bromsas, säger hon.

Mer om kartläggningen och databasen

• Kartläggningen av metaller i EU:s fordonsflotta har genomförts av Maria Ljunggren på Chalmers i samarbete med forskningsinstitutet EMPA, på uppdrag av EU-kommissionens gemensamma forskningscentrum, Joint Research Center (JRC).
• Resultaten redovisas i databasen Raw Materials in Vehicles som omfattar 60 fordonstyper under 3,5 ton från alla EU:s medlemsländer. Kartläggningen gäller elva olika metaller i nya fordon, fordon i användning och fordon som återvinns. Den sträcker sig från 2006 till 2023, där de tre sista åren är en prognos.
• Forskningen beskrivs också i rapporten Material composition trends in vehicles: critical raw materials and other relevant metals.
• Maria Ljunggren är också involverad i ett pågående EU-projekt om kritiska råvaror, FutuRaM, (Future availability of raw materials) som ska öka kunskapen om den potentiella tillgången till återvunna kritiska råvaror till år 2050.

Mer om kritiska metaller*

• Med kritiska metaller menas metaller som har stor ekonomisk betydelse för en viss bransch, industrisektor eller ett geografiskt område – och som det av olika orsaker riskerar att bli brist på.
• Den gröna och digitala omställningen driver på beroendet av kritiska metaller. Dessa behövs i till exempel datorer, smartphones, elektroniska komponenter, solceller, batterier och elektriska motorer. Den globala utvinningen är begränsad till få länder och bland dessa har Kina en dominerande ställning. Utvinning sker även i större mängder i bland annat Brasilien, Ryssland, Sydafrika och USA.
• Återvinningen av kritiska metaller är mycket begränsad och täcker inte produktionsbehoven. Prospektering för att hitta nya fyndigheter pågår. Svenska gruvbolaget LKAB gick i början av 2023 ut med ett pressmeddelande om sitt stora fynd av sällsynta jordartsmetaller i Kiruna. 
• EU-kommissionen har listat vilka metaller och mineral som bedöms som kritiska för vårt samhälle och för välfärden. Läs mer om kritiska råvaror inom EU. 
• Läs en rapport från den svenska riksdagen om innovationskritiska metaller och mineral.

För mer information, kontakta:

Maria Ljunggren, docent i hållbara materialsystem, institutionen för teknikens ekonomi och organisation, Chalmers tekniska högskola,
maria.ljunggren@chalmers.se, 031 772 21 32