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.

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:

Lue lisää uutisia

Piano Top Loungessa
Kampus, Yhteistyö, Opinnot, Yliopisto Julkaistu:

Opiskelijat päättivät: kaksi yhteiskäyttöistä pianoa saapui kampukselle

Aalto-yliopiston opiskelijoiden osallistavan budjetoinnin projektin voittajaksi nousi yhteiskäyttöinen piano.
Nesteen polttoainejalostamon tankit Porvoossa
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Yhteistyö Aallon kanssa tuo Nesteelle merkittävää taloudellista hyötyä

Yhteistyön tuloksena Nesteen polttoainetutkimukseen tuotiin digitaalisia työkaluja perinteisen testaamisen rinnalle.
Laboratory work at the School of Chemical Engineering
Yhteistyö Julkaistu:

Tervetuloa Unite! Engineering Biology -verkostoitumistapahtumaan 11.9.2024

Tapahtuman tavoitteena on tuoda yhteen yhdeksän Unite!-allianssiin kuuluvan yliopiston tutkijat edistämään avainteknologioita ja kestäviä prosesseja.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Virtuaalinen kirjastokortti koekäytössä

Virtuaalinen kirjastokortti koekäytössä