Op de bodem van de zee liggen zeldzame metalen min of meer voor het oprapen. In dit eerste deel van een tweeluik over diepzeemijnbouw kijkt NEMO Kennislink hoe zo’n operatie er technisch en economisch uitziet.
Ze dansen over de lopende band. Zwarte steentjes van pakweg een centimeter in diameter gaan in hoog tempo door het schip, en belanden na enkele scheidings- en verwerkingsstappen op een grote berg in het ruim. Het lijken wel kolen, maar dit is zwart goud van een andere soort. Deze steentjes zijn rijk aan metalen, zoals nikkel, kobalt en mangaan, en spelen daarom volgens sommigen een essentiële rol in het vergroenen van onze energievoorziening. Deze metalen komen, nadat ze zijn losgemaakt uit de stenen, terecht in de elektronica van onder meer mobiele telefoons en zonnepanelen, en in batterijen van elektrische auto’s.
Enkele uren daarvoor lagen deze zogenoemde mangaanknollen nog ruim vier kilometer lager op de oceaanbodem. Het zijn bedrijven als het Canadese The Metals Company dat ze in groten getale willen opvissen. In 2022 deed deze onderneming de eerste grootschalige mijnbouwtest in de oceaan sinds de jaren zeventig. Het bedrijf haalde 4500 ton aan metaalrijke knollen uit het water.
Een stuk zeebodem van de Grote Oceaan dat bezaaid ligt met mangaanknollen, gefotografeerd vanuit een onbemande onderzeeër.
Geen vergunning
De potentie van mijnbouw op de zeebodem is enorm. In de Stille Oceaan ten westen van de Verenigde Staten ligt een gebied ter grootte van ruim honderd keer Nederland, de Clarion-Clipperton-Zone, waar naar verluidt meer nikkel, mangaan en kobalt is te winnen dan uit álle andere afzettingen in de wereld gecombineerd. Maar ondanks het feit dat de metaalrijke knollen min of meer voor het oprapen liggen, zijn de technologische uitdagingen van mijnbouw op vier tot zes kilometer diepte enorm.
Ook juridisch is diepzeemijnbouw nog niet in kannen en kruiken. Daarom vergaderden afgelopen juli staten die zijn aangesloten bij het VN-orgaan Internationale Zeebodemautoriteit, over de voorwaarden waaronder de diepzeemijnbouw kan worden toegestaan. Het huidige Zeerechtverdrag van de Verenigde Naties uit 1982 staat het in principe toe, maar over de voorwaarden waaronder een vergunning verleend kan worden, is het verdrag onduidelijk. Momenteel is er geen enkele partij met een vergunning voor exploitatie van de diepzeebodem. Ook zijn er grote zorgen van milieuorganisaties over de mogelijke ecologische impact op het leven in de diepzee. Maar kan diepzeemijnbouw überhaupt ooit rendabel worden?
Beelden van het Nederlandse bedrijf Allseas dat in 2022 een test uitvoert voor het verzamelen van materiaal op de zeebodem.
Boren en graven
Eerst even over hoe zo’n mijn op de bodem van de oceaan eruitziet. Vergeet de krappe gangen van de voormalige steenkoolmijnen in Zuid-Limburg. Vergeet de wijdse en open bruinkoolmijnen in het Duitse Ruhrgebied. De kompel van de diepzee is een onderwaterrobot op rupsbanden die over de bodem rijdt en materiaal opzuigt. Mangaanknollen liggen doorgaans los op de bodem en kunnen in feite zo worden opgezogen. Gaat het om vaste afzettingen, zoals ferromangaankorsten of sulfietafzettingen, dan moet de robot het materiaal losmaken – dat betekent boren en graven. Dat laatste is in de praktijk nog nauwelijks getest.
De onderwaterrobot van mijnbouwschip Hidden Gem.
Allseas“De focus van iedereen ligt vaak op dat voertuig op de bodem, maar de operatie is veel groter”, zegt Laurens de Jonge van de Nederlandse scheepsbouwer Royal IHC. Dat bedrijf ontwikkelt vaartuigen voor onder meer diepzeemijnbouw en deed hier in de jaren zeventig al proeven mee. Zo gaat het materiaal vanaf de robot via een kilometers lange pijplijn naar een mijnbouwschip, zoals de Hidden Gem van offshorebedrijf Allseas, dat het materiaal sorteert en opslaat. Naast het mijnbouwschip zijn er volgens De Jonge bij een operationele zeemijn zeker vijf grote vrachtschepen nodig die continu heen en weer varen tussen het wingebied en de wal, soms duizenden kilometers verderop. Midden op de oceaan moet het materiaal worden overgeladen tussen schepen, via een loopband of pijplijn. “Dat is op dit moment misschien wel de grootste technische uitdaging van zo’n operatie”, aldus De Jonge.
Onafhankelijkheid
Al in de jaren zeventig viel het oog van de industrie op de enorme voorraden van metalen als nikkel, mangaan en kobalt in de diepzee. De tests die volgden, waren succesvol, maar door een recessie in de jaren tachtig zakte de vraag naar deze metalen. De plannen voor diepzeemijnbouw belandden in de ijskast. Kan dit scenario zich herhalen? Op verschillende vlakken lijken de omstandigheden anders, zegt De Jonge. “Naast een hoge vraag naar materialen (zoals vóór de crisis in de jaren tachtig, red.) is er nu ook een strategisch aspect: landen willen als het gaat om grondstoffen niet meer afhankelijk zijn van elkaar.”
In internationale wateren kunnen landen toegang krijgen tot reserves die ze zelf niet hebben. Staten zijn waarschijnlijk best bereid te betalen voor relatief dure zeemijnbouw als dit onafhankelijkheid van andere partijen betekent. Om een operatie rendabel te maken moet er naar schatting zo’n 1,5 tot 3 miljoen ton ruw materiaal gewonnen worden. Voor de mijnbouwbedrijven zeggen (dag)prijzen van grondstoffen verder niet zoveel, voegt De Jonge daaraan toe. “Dit soort operaties lopen altijd over tientallen jaren. Het gaat erom dat je over de hele periode rendabel bent. Ook een mijnbouwschip bouw je voor zeker dertig jaar.”
Groene revolutie zonder pijn
Op land leidt mijnbouw vaak tot ellende. Mensenrechtenorganisaties noemen bijvoorbeeld de illegale koper- en kobaltmijnen in de Democratische Republiek Congo, waar kinderen gedwongen worden onder gevaarlijke en ongezonde omstandigheden te werken. Is het überhaupt mogelijk om zeldzame metalen te winnen zonder dat het mens of milieu pijn doet? Rudy Helmons, universitair hoofddocent Offshore and Dredging Engineering aan de TU Delft, zegt dat mijnbouw per definitie niet duurzaam is, omdat je iets weghaalt wat niet meer terugkomt. Hij ergert zich wel aan de toon in het publieke debat. “Veel mensen vinden hernieuwbare energie en de batterijen die daarvoor nodig zijn fantastisch. Maar als je het over mijnbouw hebt, dan wil niemand daar iets van weten. Waar moeten we die batterijen dan van maken? De groene revolutie kan niet zonder mijnbouw.”
Toch moeten we oppassen dat we de wereldwijde economie niet van een fossiele brandstoffen slurpende machine omvormen naar een mineralen slurpend monster. Er zijn volgens Helmons manieren om de vraag naar zeldzame materialen te drukken. “De groene revolutie kan meerdere dingen betekenen. Aan de ene kant moeten we het aanbod van groene technologie vergroten, wat waarschijnlijk meer mijnen betekent. Aan de andere kant kun je ook zorgen dat je de vraag verkleint. Dat kan door te zoeken naar alternatieve materialen, door het veranderen van aanvoerketens, en door beter hergebruik van materiaal. Het betekent onder meer een slimmer ontwerp van veel apparaten, wat recycling makkelijker maakt.” Helmons benadrukt dat dit allemaal niet eenvoudig is, maar het kan er misschien voor zorgen dat een deel van die mangaanknollen op de zeebodem blijft liggen.
Lees ook over de ecologische impact op het leven in de diepzee: