Audi’s miljøfond – Audi Environmental Foundation – har i samarbejde med det tekniske universitet Bergakademie Freiberg forsket i nye metoder til udvinding af højteknologiske metaller og såkaldte sjældne jordarter, der er uundværlige til moderne teknologier som glasfibre, solceller eller semiconductors. Ved hjælp af forskellige teknikker skal råstofferne udvindes på en mere miljøvenlig og bæredygtig måde i minerne.
Metalliske råstoffer forefindes i begrænsede mængder. De skal bruges til mange forskellige fremtidige teknologier, herunder også den elektriske mobilitet. De teknologiske metaller indium og germanium, kobolt, litium og sjældne metalarter står på listen over kritiske råstoffer for EU 2020. Denne liste over de økonomisk set vigtigste råstoffer med høj forsyningsrisiko skal fungere som en hjælp i forbindelse med forhandlinger om handelsaftaler, men også fremme forskning og innovationer samt en bæredygtig udvinding.
Mange af de primære råstoffer forefindes kun i nogle få lande. De har en geografisk set ujævn fordeling og er vanskeligt tilgængelige. Til dels forefindes de i så små mængder, at det ikke er rentabelt at udvinde dem. Derudover medfører mineaktiviteter ret store påvirkninger af miljøet.
Så der er mange gode grunde for Audi Environmental Foundation til i samarbejde med instituttet for termisk procesteknik, miljø- og naturstofprocesteknik på Technische Universität Bergakademie Freiberg i Tyskland at etablere alternative udvindingsmetoder til sikring af råstofferne.
Det 2-årige forskningsprojekt havde problemstillingen: ”Hvordan kan man gøre minedrift mere miljøvenlig?” I den forbindelse har forskerne både arbejdet på laboratoriet og i minen under realistiske forhold i en forskningsmine for at implementere teori i praksis.
Metoder til mere bæredygtig udvinding
Målsætningen er at frigøre højteknologiske elementer fra malmen uden at ødelægge naturen med store boringer og sprængninger. I modsætning til den klassiske metode til malmudvinding arbejdes der her minimalt invasivt som i nutidens kirurgi. Det giver flere fordele: Der skal ikke anvendes tunge maskiner, der skal anvendes væsentligt mindre energi og færre kemikalier, og der opstår heller ingen skader i landskabet.
-Processen er miljøvenlig og innovativ, da man i stor udstrækning undgår større minedriftsaktiviteter, og der også udvindes små mængder malm, siger Rüdiger Recknagel, som er øverste chef for Audi miljøfonden, Audi Environmental Foundation. Det styrker uafhængigheden af import og øger dermed forsyningssikkerheden.
Processen, den såkaldte in-situ bio-udludning, er blevet udviklet og optimeret i laboratoriet og efterfølgende testet i forskningsminen hos TU Bergakademie Freiberg under realistiske forhold. I den forbindelse borer forskerne ingen huller i malmgangen i minen. I løbet af udludningsprocessen løsnes råstofelementerne fra malmen ved hjælp af mikroorganismer. Disse mikroorganismer findes allerede i minen.
-Bakterierne er for os de små minearbejdere, som hjælper med at overføre metal-ionerne til en opløsning, forklarer Roland Haseneder fra instituttet for termisk procesteknik, miljø- og naturstofprocesteknik. På den måde løsnes en del af de mineralske bestanddele.
Eksperterne kombinerer dette trin med en direkte totrins membranbearbejdning.
-Der er ingen transportomkostninger og logistik, fordi vi arbejder på stedet, siger Haseneder. Anlægget udskiller desuden mikroorganismerne og tilfører dem til udludningsprocessen igen som et led i den cirkulære økonomi.
Målsætningen med denne proces er at udskille og berige indium og germanium ud fra en multikomponentblanding. Disse to strategiske metaller er nødvendige til hightechprodukter som fladskærme, touchscreens, navigationssystemer, glasfiberteknologi, computerchips, solcelleanlæg og billejer.
Laboratorietests og praksistests i minen dokumenterer effektiviteten
Eksperterne ønskede at finde ud af, hvordan systemet klarer sig 147 meter under jorden med en luftfugtighed på over 90 pct. ved 10°C og med surt drypvand. De vigtige parametre i den forbindelse var blandt andet sammensætningen af bakterieopløsningen, berigelsen med målelementerne, de anvendte procesparametre og udbyttet af målelementer. De forskellige tests kunne dokumentere systemets effektivitet.
-Vi har tilpasset trykket, strømningshastigheden og rengøringsprocesserne og dermed forbedret udskillelsen markant, siger Haseneder videre. Udskillelseseffekten ved germanium er blevet øget med 20 pct. i forhold til laboratorieeksperimenterne.
Fremover skal den bæredygtige udvindingsproces også anvendes til andre elementer som fx kobolt, der findes i andre aflejringssteder. I den forbindelse er processen særligt velegnet til udvinding af råstofelementer fra fattig malm – malmtyper med et lavt indhold af råstoffer – og fra sekundære råstoffer samt til anvendelse i gamle miner, hvor man udnytter den eksisterende infrastruktur. Derudover oplyser Haseneder, at processen har kunnet overføres til andre problemstillinger som fx urban mining. På TU Bergakademie Freiberg er man i fuld gang med at lede efter egnede partnere til anvendelsen på andre lokationer. Den store vision er at implementere den minimalt invasive minedrift over hele verden.
Audi Environmental Foundation fremmer aktivt forskning i nye teknologier og videnskabelige metoder for en bedre fremtid. Fondens erklærede målsætning er at yde et bidrag til miljøbeskyttelsen samt at skabe og fremme metoder til bæredygtig adfærd. Fonden har især fokus på fremme og udvikling af miljøvenlige teknologier, tiltag til oplysning om miljøet samt på beskyttelse af de naturlige livsgrundlag for mennesker, dyr og planter. Den blev grundlagt i 2009 af Audi AG som 100 pct. ejet datterselskab og er en del af koncernens samfundsmæssige og miljøpolitiske engagement.
