Grafiet is als de collega die in stilte al het werk verzet, terwijl lithium en kobalt de show stelen

De handelsrestricties waarmee de Verenigde Staten en China elkaar om de oren slaan, hebben één bijkomend voordeel: eindelijk krijgt grafiet, het buitenbeentje onder de cruciale grondstoffen, eens alle aandacht. Vanaf deze vrijdag geldt in China een vergunningsplicht voor de export van grafiet, een belangrijk bestanddeel van de accu’s van elektrische auto’s. En hoewel het afwachten is of grafiet daadwerkelijk schaars wordt, zijn de gevolgen wereldwijd merkbaar.

De Chinese regering kondigde de maatregel 20 oktober aan. Het was een directe reactie op een stap van de VS, drie dagen eerder, om de export van chipmachinetechnologie aan banden te leggen. Die ingreep had als doel om de technologische ontwikkeling van China af te remmen.

Een volstrekte verrassing was de Chinese stap niet. In de zomer was er ook al zo’n ronde van actie en reactie. De VS, Nederland en Japan beperkten ook toen de export van chiptechnologie naar China. Andersom kwam er in China een vergunningsplicht voor de export van gallium en germanium, metalen die nodig zijn voor de productie van chips. De escalatie van de huidige ingreep zit hem in het belang van grafiet.

Lithium steelt de show

Grafiet zit natuurlijk in potloden, en kent toepassingen in de staalproductie en de elektrotechniek, maar een steeds groter deel van de beschikbare voorraad is nodig voor de productie van elektrische auto’s. Één accu bevat zo’n 50 tot 100 kilogram aan grafiet, vaak ruim twee keer zoveel als het gewicht aan lithium. En aangezien alle ontwikkelde economieën de omslag naar elektrisch rijden hebben ingezet, zal er in de toekomst veel meer grafiet nodig zijn. Het Internationaal Energieagentschap verwacht dat de vraag in 2040 zes tot dertig keer hoger zal zijn dan in 2020. De grote onzekerheidsmarge komt vooral doordat nu nog niet valt te voorspellen hoe de batterijtechnologie zich zal ontwikkelen.

Hoewel westerse landen zich samen met Japan en Zuid-Korea steeds bewuster zijn van hun afhankelijkheid van Chinese grondstoffen, gaat het debat vrijwel nooit over grafiet. Dit terwijl ook grafiet aandacht nodig heeft. Grafiet is als de collega die ’s ochtends als eerste op kantoor is en in stilte het dienstbare werk verzet, terwijl lithium, kobalt, nikkel en mangaan daarna de show komen stelen.

Dat heeft te maken met de prijs en de rol van deze grondstoffen in de batterij. De cellen waaruit de batterijen in elektrische auto’s zijn opgebouwd bevatten een positieve en een negatieve elektrode – de kathode en de anode. De anode bestaat doorgaans uit grafiet, de kathode kent verschillende samenstellingen met onder andere lithium, kobalt, nikkel en mangaan. De meeste technologische ontwikkeling vindt plaats op het gebied van de kathode, die ook veel duurder is dan de anode. Het is dus niet vreemd dat de aandacht meestal uitgaat naar de kathode.

Maar ook op het gebied van grafiet staat de geïndustrialiseerde wereld voor belangrijke keuzes, en de Chinese handelsrestricties maken die des te urgenter. De belangrijkste vraag: in hoeverre moet er een alternatief komen voor de Chinese dominantie? En vervolgens: welke vorm van grafiet moet dan de voorkeur krijgen?

Wat grafiet anders maakt dan de kathodegrondstoffen, is dat het geen metaal is, maar een koolstofverbinding. Dat betekent dat de mens het niet per se uit de natuur hoeft te halen, maar ook zelf kan maken, uit aardolie. In de meeste accu’s (zo’n 70 procent) zijn de anodes gemaakt van dit synthetische grafiet. Dat is de ironie van de elektrische auto: hij moet de auto die op aardolie rijdt vervangen, maar zijn belangrijkste component is voor een aanzienlijk deel gemaakt uit aardolie.

De productie van synthetisch grafiet in China kan voor vier keer zo veel CO₂-uitstoot zorgen als het delven en bewerken van natuurlijk grafiet uit Chinese mijnen, berekende het Britse onderzoeksbureau Benchmark Intelligence. De vergelijking valt vooral negatief uit als de synthetische productie plaatsvindt met elektriciteit die is opgewekt uit steenkool. Dat is de praktijk in Binnen-Mongolië, de Chinese regio waar de meeste synthetische grafiet vandaan komt. Het gebeurt niet vaak dat mijnbouw de groenere optie is, maar voor grafiet is het waar.

China domineert de volledige grafietketen. Van beide soorten van de ruwe grondstof levert het bijna 70 procent van de wereldwijde productie. Van het natuurlijk grafiet dat wereldwijd gedolven wordt, raffineert China ruim 90 procent. Ook de bouw van anodes is voor ruim 90 procent in Chinese handen. Die dominantie is niet zomaar gebroken; het duurt jaren om nieuwe mijnen te openen en fabrieken te bouwen.

Friendshoring

De ambitie is er wel. Natuurlijk grafiet staat op de Europese lijst van ‘strategische grondstoffen’, wat wil zeggen dat het van groot belang wordt geacht én onderwerp is van geopolitieke spanning. De Europese Commissie wil dat deze grondstoffen in 2030 voor minstens 10 procent uit Europese mijnen komen (nu is dat gemiddeld 3 procent). Ook moet een groter aandeel afkomstig zijn uit landen die – kort gezegd – niet China zijn. Dit fenomeen, friendshoring geheten, is nog veel sterker aanwezig in de strategie van de VS. Zij willen de productie van elektrische auto’s, onderdelen, halffabrikaten en grondstoffen zoveel mogelijk naar Noord-Amerika verplaatsen en stimuleren dat met belastingvoordelen.

De friendshoring van grafiet was al gaande en zal nu een impuls krijgen, verwacht de industrie. „Met dit besluit zegt China tegen het Westen: ‘We gaan jullie niet helpen met het maken van elektrische auto’s, jullie moeten zelf maar uitzoeken hoe je het doet’”, zegt een Canadese grafietproducent tegen persbureau Reuters.

Zowel op het gebied van synthetisch als op het gebied van natuurlijk grafiet zitten er projecten in de pijplijn, in Europa, de VS en landen met grote natuurlijke grafietvoorraden, waaronder Mozambique en Madagaskar. Interessant is dat er projecten bij zitten die het productieproces aanzienlijk willen vergroenen.

Zo begon het Australische Talga Resources dit najaar in het noorden van Zweden met de bouw van de eerste anodefabriek van Europa, waar grafiet verwerkt zal worden uit Talga’s eigen mijn in de regio. De nabijheid helpt de uitstoot bij het transport laag te houden. Door het gebruik van elektriciteit uit waterkracht en efficiëntere raffinage worden deze anodes volgens Talga „de groenste ter wereld”.

In Noorwegen werkt het bedrijf Vianode aan een al even ambitieus project. Het wil vanaf komend jaar synthetisch grafiet maken met 90 procent minder CO₂-uitstoot, wederom door het gebruik van waterkracht en een efficiënter productieproces.

Dit grafiet zal duurder zijn dan het Chinese, en dat is een kwetsbaar punt in het bedrijfsplan. De hoge prijs is immers de belangrijkste reden voor consumenten om géén elektrische auto te kopen. Maar door de Chinese restricties hebben de Scandinaviërs nu een sterker verhaal: ‘onze aanvoerlijn is tenminste betrouwbaar’.

De Chinese reflex kan op deze manier bijdragen aan innovatie en verduurzaming. Dat is een geluk bij een ongeluk.

Lees ook Meer Made in Europe , minder afhankelijkheid van China: hoe haalbaar zijn de Europese plannen voor groene industrie?