Uutiset

Viisi asiaa, jotka päättäjien tulisi tietää yhteiskunnan sähköistymisestä

Sähköistyminen on avainasemassa ilmastokriisin ratkaisemissa. Aalto-yliopiston tutkijat kertovat, mitä haasteita siihen liittyy – ja miten niitä voidaan ratkoa.
Metals
Murskattujen piirilevyjen jakeita. Aalto-yliopisto, Eren Öztekin.

Metalleista tulee pulaa – ja niiden saatavuuteen liittyy geopoliittisia riskejä

Sähköistymisessä tarvittavien metallien kysyntä on jo nyt rajussa kasvussa. Energiajärjestö IEA:n arvion mukaan esimerkiksi sähköautojen akkujen perusraaka-aineen eli litiumin kysyntä yli 40-kertaistuu vuoteen 2040 mennessä.

Euroopan unionin alueella jalostetaan hyvin vähän litiumia ja monia muita sähköistymiseen tarvittavia metalleja, kuten harvinaisia maametalleja. Etenkin harvinaisten maametallien tuotannossa ja jalostuksessa Eurooppa on yhä täysin riippuvainen Kiinasta, mikä on huomioitava, jos eurooppalaiset yhteiskunnat haluavat irtautua fossiilisista polttoaineista.

Sähköistyminen lisää myös yleisten metallien kuten kuparin ja alumiinin kysyntää

Sähköistäminen vaatii monenlaisia metalleja. Esimerkiksi tuulivoimalan siipien liike-energian muuttamiseksi sähköksi tarvitaan kestomagneetteja, jotka sisältävät rautaa, booria ja harvinaisia maametalleja, kuten neodyymiä ja terbiumia. Yhteiskuntien sähköistyminen lisää myös kuparin ja alumiinin kysyntää. Esimerkiksi merituulivoimalan tuottama sähkö kulkee merenpohjasta mantereelle tukkipuun paksuista kuparikaapelia pitkin ja sähköautoon tarvitaan neljä kertaa enemmän kuparia kuin polttomoottoriautoon.

Väestönkasvu lisää kulutusta entisestään – raaka-aineiden käyttötarpeet pitää priorisoida

Maapallon väkiluvun ennustetaan kasvavan 9,7 miljardiin vuoteen 2050 mennessä. Kasvava väestö tarvitsee puhtaamman ympäristön ja uusiutuvasti tuotettua sähköä – ja elintason noustessa yhä useampi hankkii myös älypuhelimen, sähköauton ja kodinkoneita.

Tämä kaikki kuluttaa energiaa ja metalleja.  Siksi meidän pitää priorisoida. Mihin haluamme käyttää rajalliset raaka-ainevarat: sähköpotkulautoihin vai uusiutuvaa energiaa tuottaviin tuotantolaitoksiin? 

Kierrättäminen ei ratkaise metallipulaa – eikä kaivosbuumikaan riitä kysynnän tyydyttämiseen

Elektroniikkaromun kierrätysaste nousee vasta lähivuosina noin 20 prosenttiin. Sähköautojen akkujakin tulee merkittävässä määrin kierrätettäväksi vasta noin kymmenen vuoden kuluttua, ja silloinkin niistä saatavat materiaalit kattavat arviolta viidenneksen kulutuksesta.

Tärkeimpien metallien kysyntä kasvaa siis paljon nopeammin kuin niiden määrä kierrätyksessä.   Metallien kiertotalous ei olekaan vielä pitkään aikaan vaihtoehto kaivoksille. Siksi kaivostoimintaa on pakko kasvattaa, ja edessä onkin maailmanlaajuinen kaivosbuumi. 

Vaikka kaivostoimintaa lisättäisiin huomattavasti nykyisestä, lisäys tuskin ehtii tapahtua ilmastonmuutoksen hillinnän vaatimassa aikataulussa. Kaivoksen perustamiseen saattaa hyvin mennä 10 – 25 vuotta siitä, kun riittävän vahva esiintymä on tunnistettu.

Kaivostoiminnalla on aina vaikutusta ympäristön tilaan ja luonnon monimuotoisuuteen, ja globaalissa mittakaavassa siihen liittyy myös monia sosiaalisia ongelmia. Siksi sähköistymisen haasteiden ratkaiseminen ei ole pelkästään luonnontieteellinen kysymys, vaan se vaatii laajaa yhteiskunnallista keskustelua. 

 

Suomessa on maailman johtavaa metallurgian osaamista – ja sitä tarvitaan sähköistymisen ongelmien ratkaisemisessa

Jotta uusiutuvaa energiaa voidaan tuottaa ja varastoida, täytyy meidän ratkaista kriittisiin raaka-aineisiin ja laitteiden elinkaareen liittyvät haasteet. 

Suomessa on sekä metalleihin liittyvää huippuosaamista että niiden tuotantoa. Meillä on koboltin, nikkelin, kuparin ja kullan jalostusta sekä Euroopan toiseksi suurin sinkkiä tuottava laitos. Suomeen tulee myös akkujen kierrätystä tekevä laitos, ja Suomi koordinoi Aalto-yliopiston ja Metson johdolla akkujen kierrätykseen liittyvää tutkimusta Euroopassa. EU on arvioinut, että Euroopan akkumarkkinoiden arvo voi nousta 250 miljardiin euroon vuoteen 2025 mennessä. Tästä useiden miljardien siivu voi tulla Suomeen, kiitos osaamisen ja tutkimuslaitosten ja yritysten tiiviin yhteistyön. 

Aalto-yliopistossa tutkitaan esimerkiksi sitä, miten litiumioniakkuihin voitaisiin käyttää aiempaa pienempiä määriä kriittisiä metalleja sekä sitä, miten akkujen käyttöikää voidaan pidentää päällystämällä niiden komponentteja suomalaisen ALD-teknologian avulla. Myös käyttöikänsä lopussa olevien metallipitoisten romujen käyttäminen lisäraaka-aineena metallien valmistusprosesseissa on tutkimuksen keskiössä.

Ari Jokilaakso

Ari Jokilaakso

Professor (Associate Professor)
Metallurgy (MTG)
Tanja Kallio

Tanja Kallio

Associate Professor
T105 Chemistry and Materials

Lue myös

Kuvituskuva pörssikursseista

Viisi asiaa, jotka päättäjien pitäisi tietää omistajuudesta Suomessa

Miten pärjäämme omistajuudessa Ruotsiin, Tanskaan ja Norjaan verrattuna? Maailman ensimmäinen omistajuuden professori Samuli Knüpfer listaa haasteet – ja kertoo, miksi ne on tärkeä saada ratkaistua.

Uutiset
Vihreitä lehtiä ajelehtii vedessä (kuvituskuva)

Viisi asiaa, jotka päättäjän pitää tietää vihreästä vedystä

Mitä vedyn avulla voidaan oikeastaan ratkaista ja mitä teknologian laaja käyttöönotto vaatii Suomelta? Kokosimme päätöksentekijöiden avuksi tiiviin tietopaketin vihreästä vedystä.

Uutiset
X-ray of hand with fingers making OK sign

Tekoäly mullistaa terveydenhuollon: 5 asiaa, jotka tällä hetkellä on syytä ymmärtää

Tutkijamme kertovat, miten tekoälyteknologia muuttaa terveydenhuoltoa ja miten siihen kannattaa suhtautua.

Uutiset
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

A dog and two researchers. Photo: Aalto University/Mikko Raskinen
Tutkimus ja taide Julkaistu:

PAWWS – People and Animal Wellbeing at Work and in Society -konsortiohankkeelle merkittävä rahoitus Suomen Akatemialta

Aalto-yliopiston apulaisprofessori Astrid Huopalainen, Hankenin apulaisprofessori Linda Tallberg ja Helsingin yliopiston dosentti Anna Hielm-Björkman ovat hankkeen vastuullisia tutkijoita.
Alma Median projektitiimi, Aalto BIZ
Yhteistyö, Opinnot Julkaistu:

Vastuullisuus on tärkeä osa asumisen digitaalisia palveluita

Opiskelijat tekivät Alma Medialle yritysprojektin, jossa he kartoittivat asumisen digitaalisia palveluita kestävän kehityksen näkökulmasta.
A teacher and two researchers smiling and sorting through paper presentations in a classroom
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Miten lisätä empatiaa terveyspalveluihin? Tutkijat järjestivät ihmiskeskeisen suunnittelun työpajoja Arabian peruskoulussa

Aalto-yliopiston tutkijat järjestivät peruskoululaisille palvelumuotoilutyöpajat, joissa opeteltiin muotoiluajattelua sekä ihmiskeskeisten tietojärjestelmien suunnittelua.
Kimmo Karhu is a post-doctoral researcher at Aalto University.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

BalticSeaH2-hankkeessa aloitetaan vetylaakson rakentaminen Itämeren ympärille

Aalto-yliopisto keskittyy tutkimaan datavälitteisten verkostovaikutusten hyödyntämistä vetylaakson kasvun vauhdittamiseksi.