Sign In
Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

Kierrätyksellä kriittiset metallit talteen

Teksti: Nina Garlo-Melkas | Kuva: Timo Porthan | 18.12.2018

​Sähköautojen ja vähähiilisten energiamuotojen kysynnän kasvaessa huoli teollisuuden kannalta kriittisten metallien saatavuudesta ja hinnankehityksestä samalla lisääntyy.  Tulevaisuudessa kaivosten rinnalle tarvitaan myös nykyistä laajempaa metallien kierrätystä. "Kodeista kaivoksia" -konseptin mukaisesti kotitalouksien hallussa oleva elektroniikkaromu tullaan jatkossa näkemään yhä tärkeämpänä kriittisen metalliaineksen lähteenä.

Sähköinen liikenne lisääntyy monissa eri maissa lisäten sekä autoissa että akuissa käytettävien metallien tarvetta. Pelkästään Suomessa täyssähköautojen määrä on liki kolminkertaistunut muutaman viimeisen vuoden aikana.  Tämä näkyy myös julkisten sähköautojen latauspisteiden nopeana yleistymisenä.

Sähköautot tarvitsevat muun muassa enemmän litiumia, kobolttia, nikkeliä ja kuparia kuin tavalliset polttomoottoriautot.

– Sähköautojen räjähdysmäinen kasvu tulee nykyisin teknologioin väistämättä synnyttämään pulaa monista metalleista ja metalliseoksista. Lisäksi joudumme rakentamaan uutta infrastruktuuria, kuten sähköverkkoja, jotka entisestään lisäävät metallien kysyntää. Jatkossa meidän on mietittävä, mitkä ovat teollisuuden kannalta kriittisten metallien järkevät käyttökohteet ja toisaalta sitä, onko niille esimerkiksi akkuteollisuudessa vaihtoehtoja, sanoo VTT:n tutkimuspäällikkö Pekka Pohjanne.

GrowthLab-8530 (1).jpg

Koboltti akkutuotannon kulmakivi?

Koboltti on yksi tärkeimmistä litiumakkujen valmistuksessa käytettävistä raaka-aineista, ja sen tarve kasvaa edelleen sitä mukaa kun sähköautot entisestään yleistyvät.

– Tällä hetkellä mietitään, mitkä ovat tulevaisuuden akkuratkaisuja – voidaanko niissä vähentää koboltin käyttöä tai joissakin tapauksissa välttää jopa kokonaan? Pohjanne pohtii.

Pohjanteen mukaan vaihtoehtoisia akkuratkaisuja on jo olemassa. Toisaalta tuotekehityksellä on onnistuttu toisen sukupolven akkuratkaisuissa vähentämään kriittisten metallien käyttöä murto-osaan edeltäjiinsä verrattuna.

– Koboltin osuus litiumakuissa on jo vähentynyt noin kolmasosasta viidesosaan nykyisin käytössä olevissa akkuteknologioissa.  Joissakin uusimmissa akkukonsepteissa koboltin osuus on enää noin 10 prosenttia, Pohjanne kertoo.

Hopeastakin pulaa aurinkoenergian yleistyessä?

Vaikka uusiutuvat energiamuodot aurinko- ja tuulienenergia ovat itsessään päästöttömiä, niiden järjestelmien rakentaminen ei ole vapaa ympäristövaikutuksista. Aurinkoenergiateknologiat tarvitsevat monia metalleja – muun muassa hopeaa, telluridia, indiumia ja galliumia – joiden saatavuus voi tulevaisuudessa aiheuttaa ongelmia.

– Meidän on löydettävä kriittisille metalleille korvaavia raaka-aineita ja tehostettava metallien kierrätystä. Samalla on myös kehitettävä uusia teknologisia ratkaisuja, jotka vaativat vähemmän kriittisiä raaka-aineita.

Pohjanteen mukaan perinteisten kaivosten rinnalle on jo noussut monia vaihtoehtoisia, sekundäärisiä, metalliraaka-ainelähteitä.

– Esimerkiksi teollisuuden sivuvirroista on saatavissa paljon metalliraaka-ainetta talteen. Toisaalta kodeissa on paljon elektroniikka, josta löytyy runsaasti arvokkaita materiaaleja. Nämä pitää saada teollisuudelle hyötykäyttöön nykyistä tehokkaammin. Uusia kaivoksiakin tarvitaan.

Myös uudenlaiset tuotantoteknologiat auttavat vähentämään raaka-aineiden kulutusta. Tästä hyvänä esimerkkinä materiaalia lisäävä valmistus (AM = Additive Manufacturing) eli 3D-tulostus. VTT ja Nurmi Cylinders ovat kehittäneet yhdessä 3D-tulostetun, 66 prosenttia alkuperäistä osaa kevyemmän ja samalla vähemmän raaka-ainetta vaativan hydraulisen venttiililohkon.

T&K-rahoituksella uusia innovaatioita

Suomi voi Pohjanteen mukaan hyötyä luonnonvarojen globaalista niukkuudesta kysyntään nähden satsaamalla uusien kiertotaloutta ja materiaalitehokkuutta parantavien teknologioiden ja palveluiden kehittämiseen. Piileviä metallivarantoja on edelleen paljon, joten uusille innovaatioille on tarvetta.

– Suomi on teknologiavaltainen maa, jossa on paljon osaamista, hyvä koulutuspohja ja toimiva yhteistyömalli eri teollisuusalojen ja yritysten välillä. Tämä antaa hyviä mahdollisuuksia kehittää myös metallien kiertoa tehostavia innovaatioita.

– Tältä pohjalta on hyvä lähteä haastamaan tulevaisuutemme ja miettimään, mitä se tarjoaa eri toimijoille.

Pohjanteen mukaan Suomen etuna on myös tutkimusrahoituksen viimeaikainen kasvu.

– Julkinen puoli kannustaa uusien innovaatioiden kehittämistä. Jos tutkimusrahoitus pieneni viimeisen laman aikana, niin nyt siihen jälleen panostetaan.

 

* Latauspisteitä löytyy Suomesta tällä hetkellä noin 1300. Schneider Electric.

 

 

VTT Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiVTT Impulssi
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
Biotalous ja kiertotaloushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Biotalous-ja-kiertotalous.aspxBiotalous ja kiertotalous
Digitaalinen maailmahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaalinen-maailma.aspxDigitaalinen maailma
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
Kestävät ja älykkäät yhteisöthttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestävät-ja-älykkäät-yhteisöt.aspxKestävät ja älykkäät yhteisöt
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Luotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Luotettavalla-mittaustiedolla-on-olennainen-rooli-ilmastonmuutoksen-hillitsemisessä.aspxLuotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä
Hyvää kaupunkielämää teknologian avullahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hyvaa-kaupunkielamaa-teknologian-avulla.aspxHyvää kaupunkielämää teknologian avulla
Digitalisaatio tasoittaa erojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisaatio-tasoittaa-eroja.aspxDigitalisaatio tasoittaa eroja
Tua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavathttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiantuotanto-ja-kaytto–fiksut-valinnat-vaikuttavat.aspxTua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavat
Kone on inhimillisempihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kone-on-inhimillisempi.aspxKone on inhimillisempi
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
Plasmakäsittely kirittää materiaalikehitystähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Plasmakasittely-kirittaa-materiaalikehitysta.aspxPlasmakäsittely kirittää materiaalikehitystä
S-ryhmä uskoo monikanavamalliinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/S-ryhma-uskoo-monikanavamalliin.aspxS-ryhmä uskoo monikanavamalliin
Teknologiahypestä asiakasymmärrykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teknologiahypesta-asiakasymmarrykseen.aspxTeknologiahypestä asiakasymmärrykseen
Yritysten ja tutkijoiden löydettävä toisensa uudella tavallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yritysten-ja-tutkijoiden-loydettava-toisensa-uudella-tavalla.aspxYritysten ja tutkijoiden löydettävä toisensa uudella tavalla
5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5Gn-avulla-liikenneturvallisuus-uudelle-tasolle.aspx5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasolle
Simon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Simon-Kos-Microsoft-Tekoaly-rynnii-potilaan-avuksi.aspxSimon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksi
Älyliikenteestä suomalaisia vientivalttejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alyliikenteesta-suomalaisia-vientivaltteja.aspxÄlyliikenteestä suomalaisia vientivaltteja
Avoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Avoimen-lahdekoodin-infrastruktuuri-sahkomekaanisen-alan-tuotekehityksessa.aspxAvoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessä
ChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Chemsheet-innovaatioilla-tietä-uusille-ratkaisuille.aspxChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuille
Digikärjellä kaivokseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digikärjella-kaivokseen.aspxDigikärjellä kaivokseen
Elinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuunhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elinkeinoministeri-Olli-Rehn-uudistumisen-kautta-nousuun.aspxElinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuun
Energiaministeri laajentaisi päästökauppaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaministeri-laajentaisi-paastokauppaa.aspxEnergiaministeri laajentaisi päästökauppaa
Matti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ennen-kuin-tieto-hukkuu-numeroihin.aspxMatti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihin
Hybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/hybridimenetelmilla-uusia-ratkaisuja-metallien-kierratykseen.aspxHybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseen
Impulssi 2/2015https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2015.aspxImpulssi 2/2015
Impulssi 2/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Intohimo siivittää tutkimustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/intohimo-siivittaa-tutkimusta.aspxIntohimo siivittää tutkimusta
Joustavan energiatuotannon kärkimaaksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Joustavan-energian-karkimaaksi.aspxJoustavan energiatuotannon kärkimaaksi
Kaikki katseet uudistumiseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaikki-katseet-uudistumiseen.aspxKaikki katseet uudistumiseen
Kalasatamasta älykkään energian mallialuehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kalasatamasta-alykkaan-energian-mallialue.aspxKalasatamasta älykkään energian mallialue
Kansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kansainvälinen-yrittäjyys-ei-toteudu-hetkessä-vaan-siihen-kasvetaan.aspxKansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaan
Laitteet kämmenen kokoisiksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Liiketoimintaa liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoimintaa-liikenteeseen.aspxLiiketoimintaa liikenteeseen
Mahdollisuus piilee haasteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Matti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaajahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Matti-Apunen-Ongelma-nimelta-huippuosaaja.aspxMatti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaaja
Menetelmiä parempaan päätöksentekoonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Menetelmia-parempaan-paatoksentekoon.aspxMenetelmiä parempaan päätöksentekoon
Robotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robotiikka-–-monien-mahdollisuuksien-tekniikkaa.aspxRobotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaa
Selluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Selluloosakuitu-herattaa-kaytetyn-puuvillatekstiilin-uuteen-eloon.aspxSelluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloon
Suomi on hyvä investointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Tehdään totta biotaloudestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tehdaan-totta-biotaloudesta.aspxTehdään totta biotaloudesta
Teollinen internet haastaa Suomenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-internet-haastaa-Suomen.aspxTeollinen internet haastaa Suomen
Teollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-kyberturvallisuus-paranee-yhteistyolla.aspxTeollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllä
Tulevaisuuden 5G-verkko etenee koekäyttöön Oulussahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-5G-verkko-etenee-koekayttoon-oulussa.aspxTulevaisuuden 5G-verkko etenee koekäyttöön Oulussa
Tuottoa sijoituksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille