De energietransitie zorgt voor een groeiende vraag naar bepaalde metalen, zoals lithium, kobalt, nikkel, koper en zeldzame aardmetalen. Voor een elektrische auto is bijvoorbeeld drie keer zoveel koper nodig als voor een ‘ouderwetse’ auto met een verbrandingsmotor. Ook de productie en opslag van energie is sterk afhankelijk van metalen, onder meer voor magneten en batterijen. Hiervoor worden ook zeldzame aardmetalen gebruikt, vertelt Willem Auping. “Deze grondstoffen beschikken over unieke eigenschappen. Vanwege de beperkte beschikbaarheid van deze aardmetalen en de toenemende vraag ernaar worden ze ook wel beschouwd als kritieke grondstoffen.”

Afhankelijkheid China gevaarlijk

De markt van zeldzame aard wordt momenteel gedomineerd door China, zegt Auping. “Het mijnen van deze grondstoffen gebeurt nog wel in wat andere landen, maar de raffinage ervan vindt vrijwel uitsluitend plaats in China. Dat geeft het land een enorme marktmacht. En een sterke economische afhankelijkheid van China is niet wenselijk, met het oog op mogelijke geopolitieke conflicten. Als die ontstaan, willen we nog wel elektrische auto’s en zonnepanelen kunnen blijven produceren. Daarnaast is een groot deel van de keten van zeldzame aardmetalen nu niet transparant. We weten niet precies waar en onder welke omstandigheden voor mens en milieu de grondstoffen worden gemijnd en verwerkt.”

Meer zelfvoorzienend in de EU

Volgens Auping is het daarom belangrijk dat de EU meer zelfvoorzienend wordt op het gebied van zeldzame aarden. In het project REEsilience (zie kader) onderzoeken partijen, waaronder de TU Delft, de mogelijkheden hiervoor. Auping: “Hiervoor zijn een paar opties. Bijvoorbeeld zorgen voor meer circulariteit, zodat je minder nieuwe metalen nodig hebt. Een andere is metalen winnen en raffineren binnen de EU. Veel metalen zijn ook te vinden op plekken in Europa, zoals Zweden. Alleen is het relatief duur om een mijn te openen. Daar komt bij dat China haar marktmacht kan misbruiken. Als we in de EU zelf metalen gaan winnen, bestaat de kans dat zij dezelfde metalen gaan aanbieden voor dumpprijzen. Daarnaast stuit het openen van een mijn in westerse landen vaak op meer weerstand dan in landen waar ze minder aandacht hebben voor mens en milieu.”

Marktontwikkelingen begrijpen

De rol van de TU Delft binnen het project is vooral gericht op modelleren. Auping: “Een model kan gedrag over tijd simuleren, bijvoorbeeld hoe vraag en aanbod op het gebied van kritieke grondstoffen zich ontwikkelen. Deze ontwikkeling heeft weer invloed op de prijs. Zo’n prijs kan belangrijk zijn voor bijvoorbeeld recyclebedrijven. Hoe lager de prijs van een grondstof, hoe minder interessant deze is om te recyclen. Het sterke van onze modellen is dat ze dynamisch zijn. Door variabelen, zoals welvaartsontwikkeling, mee te nemen, kunnen we zien hoe de markt door de tijd verandert. We maken geen perfecte voorspelling van de toekomst, maar laten zien wat er onder bepaalde omstandigheden naar verwachting gaat gebeuren. En daar kunnen partijen vervolgens op handelen.”

Klussen op de computer

Het maken van simulatiemodellen noemt Auping ook wel ‘klussen op de computer’. “Je bent constant bezig om bouwstenen toe te voegen of weer te verwijderen. Een kleine aanpassing op detailniveau kan voor een compleet andere uitkomst zorgen. Voor mij is het eigenlijk een soort lego, waar ik als kind al graag mee speelde. Alleen hebben mijn bouwwerken in de vorm van simulatiemodellen een iets serieuzer karakter. Met name de geopolitieke component vind ik heel boeiend. De handel in grondstoffen is veel meer dan wat metalen verplaatsen van A naar B. Er zit nog een heel spel omheen. Dat spel in combinatie met het ’klussen’ aan modellen vind ik superleuk.”

Diepe onzekerheden in het model

Binnen het modelleren is Auping gespecialiseerd in diepe onzekerheden. Hij legt uit wat dit zijn. “Een diepe onzekerheid ontstaat wanneer experts het oneens zijn over bijvoorbeeld de werking van het systeem of de markt. Op het gebied van kritieke grondstoffen zijn er twee stromingen. De ene stroming gaat uit van eindige beschikbaarheid van grondstoffen, waardoor de prijs sterk zal stijgen. De andere kijkt meer naar de afweging die producenten maken bij de kosten voor de productie. Hierdoor heb je veel meer onzekerheden in de prijsontwikkeling. Deze verschillen in aannames hebben impact op hoe je een model gebruikt en de uitkomsten die je krijgt. Het mooiste is als je uiteindelijk beleid kunt vinden dat werkt ongeacht welke aanname klopt.”  

Draaien aan de knoppen

Behalve voor bedrijven die willen weten welke impact de marktontwikkeling heeft op het prijsniveau van grondstoffen hebben ook beleidsmakers baat bij modelanalyses, zegt Auping. “Ze kunnen bijvoorbeeld testen of bij marktveranderingen het huidige beleid efficiënt is of niet, maar ook wat de effecten zijn van toekomstig beleid. Overheden, zowel op nationaal als EU-niveau, hebben verschillende knoppen om aan te draaien, zoals stockpilen – het aanleggen van een voorraad – of het geven van subsidies. Ook kan de EU strenge regels opstellen voor de in- en uitvoer van bepaalde grondstoffen of eisen stellen aan de manier waarop grondstoffen worden gewonnen of producten worden ontworpen. Het zou goed zijn als de EU meer doet aan strategische autonomie.”

Meeste impact door minder vraag

Hoewel meer recycling en winning van kritieke grondstoffen binnen de EU belangrijk is voor een duurzame en verantwoorde energietransitie noemt Auping tot slot nog een aspect waar minstens zoveel aandacht voor moet zijn: het verminderen van de vraag. “De impact hiervan is sterker dan welke andere factor dan ook. De overgang naar elektrisch rijden is een goede ontwikkeling, maar er kleven ook veel haken en ogen aan. Waaronder dus de toenemende vraag naar schaarse metalen. We moeten dus ook kijken hoe we ons gedrag kunnen veranderen, zoals minder vaak de auto nemen. Ik woon zelf op 13 kilometer van de campus, maar zelfs als het regent pak ik de fiets. Dat is niet alleen beter voor het milieu, maar ook nog eens gezond voor je brein.”