De toekomst is elektrisch. Om de ergste gevolgen van klimaatverandering tegen te gaan, is een energierevolutie onmisbaar. Fossiele brandstoffen moeten worden vervangen door schone energie. Maar er is een probleem. Om elektriciteit op te slaan en deze toekomst een realiteit te maken hebben we batterijen nodig. Heel erg veel batterijen. Alhoewel in de afgelopen jaren de opslagcapaciteit van batterijen enorm is verbeterd, is er nog weinig veranderd om accu’s duurzamer te maken. Hoe onduurzaam zijn batterijen eigenlijk? En wat kunnen we doen?
Waarom zijn batterijen belangrijk?
Batterijen zijn niet meer uit ons leven weg te denken. In een gemiddeld Nederlands huishouden zijn meer dan 100 batterijen en accu’s te vinden. Je vindt ze in smartphones, laptops, elektrische tandenborstels, elektrische auto’s en gehoorapparaten. We kunnen niet meer zonder.
Niet alleen thuis spelen batterijen een belangrijke rol, maar ze zijn ook cruciaal in de energietransitie. Om de klimaatdoelstellingen van Parijs te halen moeten we vliegensvlug de overstap van fossiele energie naar duurzame energie maken, zoals zonne- en windenergie. Maar wat nou als ‘s nachts de zon niet schijnt, of het niet waait? Batterijen bieden hiervoor een oplossing.
Oplaadbare accu’s kunnen de pieken en dalen van energieopwekking door windmolens en zonnepanelen opvangen. Ze werken als een buffer wanneer er een overschot aan stroom is en leveren elektriciteit wanneer er een tekort is. Zo blijft de stroomtoevoer stabiel. Na meer dan tweehonderd jaar is de uitvinding van de batterij belangrijker en actueler dan ooit.
Batterijen vangen de pieken en dalen van zonne- en windenergie op. Zo blijft het stroomnet stabiel. | Foto: Zbynek Burival via Unsplash
De lithium li-ion batterij
Duurzame energie is dus de toekomst. Maar om al dit stroom op te slaan is er een grote vraag naar batterijen, met name oplaadbare lithium li-ion batterijen. Deze accu’s zijn compact, beschikken over een hoge energiedichtheid en verslijten relatief langzaam. Een ideale uitkomst dus voor producenten.
In de laatste jaren is daarom de vraag naar lithium, het “witte goud”, explosief gestegen. Het aanbod kon de vraag niet bijbenen, met als resultaat dat de prijs van het metaal per kilogram in de afgelopen vier jaar is verdubbeld.
Maar er is een probleem. De winning van de grondstoffen die nodig zijn voor de productie van de moderne, oplaadbare batterij is een erg milieu-onvriendelijk proces, dat de leefomgeving van lokale gemeenschappen volledig op zijn kop zet en de schending van mensenrechten in de hand werkt.
Het probleem met de winning van lithium
In Zuid-Amerika is het grootste probleem water. Bijna 90% van de wereldvoorraad lithium ligt verstopt onder de zoutvlaktes in de “Lithium Driehoek”, dat Chili, Bolivia en het Noorden van Argentinië omspant. Miljoenen liters water wordt verspilt om het witte goud te winnen, in één van de droogste gebieden ter wereld.
Lithium wordt gewonnen door mineraalrijk pekel naar het oppervlakte te brengen via diepe gaten in de zoutvlaktes. Het pekel blijft vervolgens op het oppervlakte liggen en verdampt door de zon. Nadat het zout is afgevoerd, houd je lithium over. Alhoewel het proces vrij eenvoudig is, duurt het al gauw een half jaar voordat de pekel volledig is verdampt. Het winningsproces kost erg veel water, dat al schaars is in het gebied. Voor het winnen van één ton lithium wordt bijna 2 miljoen liter water verbruikt.
La fiebre del litio (de lithiumkoorts) in Zuid-Amerika heeft al tot vele protesten van de lokale gemeenschappen geleid. Boeren beschuldigen de mijnbouwbedrijven van het verwoesten van het landschap en de verzuring van de bodem, vanwege het dumpen van grote hoeveelheden zout in nabijgelegen meren. Dit maakt het land onvruchtbaar en bedreigt het traditionele voortbestaan van de boeren. Ook leidt het waterverbruik tot het slinken van de waterreservoirs en het dalen van het grondwaterpeil.
Met een oppervlakte van 10.582 vierkante kilometer is Salar de Uyuni in Bolivia de grootste zoutvlakte ter wereld. Zo'n 43% van al het lithium ter wereld bevindt zich onder het zoutoppervlakte. l Foto: Alexander Schimmeck via Unsplash
De smerige zijde van kobalt
Toch is lithium niet de meest problematische grondstof in de productie van moderne, oplaadbare batterijen. Een ander belangrijk ingrediënt, kobalt, vormt een ander groot gevaar, zowel voor de natuur als de lokale gemeenschap.
Kobalt komt vrijwel alleen voor in de Democratische Republiek Congo. De grondstof ligt letterlijk voor het oprapen in het centrale Afrikaanse land en dat wordt dan ook massaal gedaan. Een bijgevolg is de motivatie om snel en makkelijk geld te verdienen, waardoor ethisch gedrag en veiligheid op de tweede plek belanden.
Congo is de thuishaven van vele zogeheten “ambachtelijke” mijnen. Dit zijn mijnen waar kobalt vaak met de hand uit de grond wordt gehaald, vaak met behulp van kinderarbeid, zonder enkele beschermingsmateriaal zoals mondmaskers. Naar schatting zijn zo’n 40.000 kinderen werkzaam in deze kobaltmijnen.
In de 'ambachtelijke mijnen' in Congo wordt Kobalt gewonnen met de hand, vaak met behulp van kinderarbeid. Naar schatting werken zo'n 40.000 kinderen in kobaltmijnen. | Foto: Julien Harneis via Wikimedia Commons
Het afvalprobleem van batterijen
Aan het andere uiterste van de levenscyclus van een batterij is ook veel mis. Onderzoek van het Recycling Netwerk Benelux wijst uit dat minder dan de helft van al het afgedankte elektronica wordt gerecycled.
Wanneer batterijen niet worden ingezameld en gerecycled, belanden ze als restafval in de prullenbak of op straat. Dit zwerfafval wordt vaak verbrandt, en het verbranden van batterijen heeft desastreuze gevolgen voor het milieu vanwege de giftige stoffen die erin zitten, zoals lood en mangaan. Daarnaast bestaat er de kans dat batterijen gaan lekken en zo schade veroorzaken.
Nog een gevaar is dat lithium batterijen brandgevaarlijk zijn. Er zijn meerdere gevallen bekend waarbij de brandweer moest uitrukken om brandhaarden in recyclingscentra te blussen, als gevolg van het ontvlammen van accu's. Lever daarom altijd je batterijen en afgedankte elektronica in!
Wat kunnen we doen om batterijen te verduurzamen?
De vraag is natuurlijk, wat is er nodig om batterijen te verduurzamen? Om de milieuschade van batterijen te beperken is de gezamenlijke inzet nodig van burgers, overheden en bedrijven wereldwijd.
Consumenten moeten uiteraard verantwoordelijk worden gehouden voor hun consumptie-en-weggooigedrag. De meeste mensen hebben vaak geen besef wat de milieugevolgen zijn van het verkeerd weggooien van oude elektrische apparaten. Een logische, effectieve oplossing zou bijvoorbeeld het invoeren van een statiegeldsysteem zijn. Ook is het van belang dat consumenten kennis nemen van de gevolgen van het verkeerd recyclen van elektrisch afval.
Daarnaast zou het helpen als fabrikanten hun elektronische apparaten zo maken dat ze eenvoudiger te demonteren en repareren zijn. Greenpeace gaf onlangs verschillende smartphone-producenten een dikke onvoldoende voor hun duurzaamheid. De organisatie bekritiseerde met name het feit dat het te lastig is om batterij uit telefoons te verwijderen en apart te recyclen.
Een derde oplossing is natuurlijk een structurele verandering in het winningsproces van de benodigde grondstoffen. Dit omvat zowel nieuwe, schonere technieken om de grondstoffen te winnen, als innovaties om de metalen zelf te creëren. Tesla is vijf jaar geleden begonnen met de Tesla Gigafactory, een complex van bijna 180 duizend vierkante meter waar het bedrijf zelf lithium gaat winnen. Dit, overigens, niet alleen vanwege goede bedoelingen maar ook uit noodzaak. Voor de productie van één Tesla-accu is zo'n 12 kilogram lithium nodig. Om het doel van een half miljoen auto's per jaar te kunnen produceren, heeft het bedrijf net zoveel lithium-ion batterijen nodig als er momenteel jaarlijks wordt geproduceerd, zegt Tesla.
Kortom, het is belangrijk dat de hele levenscyclus van lithion-ion batterijen wordt verduurzaamd. Zo voorkomen we dat er onnodige grondstoffen worden gedolven en dat giftige chemicaliën uit oude batterijen schade toebrengen aan mens, dier en milieu.
