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
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Kestävät ja älykkäät yhteisöthttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestävät-ja-älykkäät-yhteisöt.aspxKestävät ja älykkäät yhteisöt
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
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
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
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
Terveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveytta-ja-tehokkuutta-ruuan-laadusta-tinkimatta.aspxTerveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättä
Huoltoapua astronauteillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Huoltoapua-astronauteille.aspxHuoltoapua astronauteille
VTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/VTTn_spinno_GrainSense_tuo_laboratorion-maanviljelijan-kouraan.aspxVTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraan
Ydinjätehuollon uranuurtaja Posivahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ydinjätehuollon-uranuurtaja-Posiva.aspxYdinjätehuollon uranuurtaja Posiva
Ikäteknologia arjen apuna ja turvanahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ikäteknologia-arjen-apuna-ja-turvana.aspxIkäteknologia arjen apuna ja turvana
SMACC – älyä koneisiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/SMACC-alya-koneisiin.aspxSMACC – älyä koneisiin
Turbiinisiivillä miljoonien säästöihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Turbiinisiivet-saastavat-miljoonia.aspxTurbiinisiivillä miljoonien säästöihin
Robottiautojen esiinmarssihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robottiautojen-esiinmarssi.aspxRobottiautojen esiinmarssi
Liiketoimintaa liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoimintaa-liikenteeseen.aspxLiiketoimintaa liikenteeseen
Idean jyvistä isoihin innovaatioihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Idean-jyvista-isoihin-innovaatioihin.aspxIdean jyvistä isoihin innovaatioihin
Suomi tavoittelee kärkipaikkaa tekoälyn soveltamisessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-tavoittelee-karkipaikkaa-tekoalyn-soveltamisessa.aspxSuomi tavoittelee kärkipaikkaa tekoälyn soveltamisessa
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
For Industry veturina Suomen valmistavalle teollisuudellehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/For-Industry-veturina-Suomen-valmistavalle-teollisuudelle.aspxFor Industry veturina Suomen valmistavalle teollisuudelle
Kestävästi lankaa puukuidustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestavasti-lankaa-puukuidusta.aspxKestävästi lankaa puukuidusta
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Kolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kolmiulotteinen-virtuaalitodellisuus-ja-lisätty-todellisuus-Kohti-uusia-maailmoja.aspxKolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmoja
Puukuitu haastaa muovin kauppakasseissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puukuitu-haastaa-muovin-kauppakasseissa.aspxPuukuitu haastaa muovin kauppakasseissa
Kvanttinormaaleita uudistuvalle SI-järjestelmällehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kvanttinormaaleita-uudistuvalle-SI-jarjestelmalle.aspxKvanttinormaaleita uudistuvalle SI-järjestelmälle
Koppurasormin ja suurennuslasin avulla verkkopankkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Koppurasormin-ja-suurennuslasin-avulla-verkkopankkiin.aspxKoppurasormin ja suurennuslasin avulla verkkopankkiin
Hyvää kaupunkielämää teknologian avullahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hyvaa-kaupunkielamaa-teknologian-avulla.aspxHyvää kaupunkielämää teknologian avulla
Salofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Salofa-tuo-pikatestit-terveyden-ja-ympariston-seurantaan.aspxSalofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaan
Vanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteillahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/FiR-1-tutkimusreaktori-poistetaan-kaytosta.aspxVanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteilla
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Energia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energia-ala-varautuu-yhdessa-kyberuhkiin.aspxEnergia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiin
S-ryhmä uskoo monikanavamalliinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/S-ryhma-uskoo-monikanavamalliin.aspxS-ryhmä uskoo monikanavamalliin
Uudet synteettisen biologian teknologiat mullistavat mikrobien muokkauksenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudet-synteettisen-biologian-teknologiat-mullistavat-mikrobien-muokkauksen.aspxUudet synteettisen biologian teknologiat mullistavat mikrobien muokkauksen
5G tuo vauhtia verkkopalveluihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5G-tuo-vauhtia-verkkopalveluihin.aspx5G tuo vauhtia verkkopalveluihin
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Kohti potilaskeskeistä, yksilöllistä terveydenhuoltoahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-potilaskeskeista-yksilollista-terveydenhuoltoa.aspxKohti potilaskeskeistä, yksilöllistä terveydenhuoltoa
Kohti hiilineutraaleja materiaalejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-hiilineutraaleja-materiaaleja.aspxKohti hiilineutraaleja materiaaleja
Tulevaisuuden 5G-verkko etenee koekäyttöön Oulussahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-5G-verkko-etenee-koekayttoon-oulussa.aspxTulevaisuuden 5G-verkko etenee koekäyttöön Oulussa
Intohimo siivittää tutkimustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/intohimo-siivittaa-tutkimusta.aspxIntohimo siivittää tutkimusta
Älypuhelinsovelluksella työhyvinvointia tehdasympäristöönhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alypuhelinsovelluksella-tyohyvinvointia-tehdasymparistoon.aspxÄlypuhelinsovelluksella työhyvinvointia tehdasympäristöön
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Mahdollisuus piilee haasteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Puhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puhtaampaa-kaupunkiliikennetta-puupohjaisella-dieselilla.aspxPuhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillä
Suomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-suuntaa-vahahiiliseen-alyliikenteeseen.aspxSuomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseen
Avoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Avoimen-lahdekoodin-infrastruktuuri-sahkomekaanisen-alan-tuotekehityksessa.aspxAvoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessä