Eurooppa ja sen vihreä ja digitaalinen siirtymä: mistä ja miten saadaan tarvittavat kriittiset raaka-aineet?

EU:n vihreän ja digitaalisen siirtymän tavoitteet ovat elintärkeitä Euroopan hiilidioksidipäästöjen vähentämiselle. Liikkuvuuden sähköistäminen, siirtyminen hiilipohjaisesta energiantuotannosta uusiutuviin energialähteisiin sekä uusien teknologioiden ja tekniikoiden kehittäminen puhtaan energian varastointiin ja jakeluun ovat näitä tavoitteita. Puhtaiden teknologioiden valmistus vaatii kuitenkin valtavia määriä metalleja ja mineraaleja. Oulun yliopiston vetämä, 7,5 miljoonan euron rahoituksen saanut kansainvälinen AGEMERA-projekti selvittää, kuinka tämä onnistuu vihreän siirtymän vaatimusten mukaisesti. Oulun yliopistolla 4.-7.10. pidettyyn hankkeen aloitustilaisuuteen osallistui yli 50 konsortion jäsentä.
AGEMERA-projektin kick offin osallistujien ryhmäkuva
Horisontti Eurooppa -rahoitteisen AGEMERA-projektin aloitus kokosi asiantuntijoita 11 eri maasta Linnanmaalle pohtimaan kriittisten raaka-aineiden riittävyyttä. Kuva: Minna Kilpeläinen

AGEMERA-projektissa kartoitetaan mm., millaisia huolenaiheita ihmisillä on malminetsintään liittyen, jotta kaivosyhtiöt voivat toimia yhteiskunnallisesti hyväksytyllä, vastuullisella ja kestävällä tavalla. Hanke tukee EU:n autonomiaa kriittisten raaka-aineiden suhteen. Projektin tavoitteena on lisätä tietoisuutta kriittisten raaka-aineiden oleellisuudesta vihreän ja digitaalisen siirtymisen mahdollistajana.

”Vaikka raaka-aineiden kierrätystä kehitetäänkin jatkuvasti, vallitsee yksimielisyys siitä, että myös uutta raaka-aineiden tuotantoa tarvitaan pikaisesti. Lisäksi joitain tarvittavista raaka-aineista, kuten esimerkiksi magnesiumia, neodyymiä, vanadiumia, kobolttia ja litiumia, pidetään EU:lle kriittisinä taloudellisuuden tai saatavuuden kannalta”, sanoo projektijohtaja Jari Joutsenvaara Oulun yliopistosta.

Tällä hetkellä monien kriittisten raaka-aineiden eurooppalainen tuotanto on alle 3 prosenttia EU:n omasta tarpeesta, mikä tekee EU:sta erittäin riippuvaisen tuonnista Kiinasta, Venäjältä ja kolmansista maista. Kierrätys ja kiertotalous voivat myötävaikuttaa tarjontaan jossain määrin, mutta eivät riitä täyttämään tulevaisuuden tarpeita. Esimerkiksi Euroopan komission raportissa (Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU2020) on arvioitu, että kulkuneuvojen sähköakut ja energiavarastointiratkaisut tulisivat tarvitsemaan EU-tasolla 18 kertaa enemmän litiumia ja 5 kertaa enemmän kobolttia 2030 mennessä ja 60 kertaa enemmän litiumia ja 15 kertaa enemmän kobolttia 2050 mennessä verrattuna nykykulutukseen. 

Horisontti Eurooppa rahoittaa 20 partnerin projektia

Oulun yliopiston Kerttu Saalasti-instituutin koordinoima AGEMERA on Horisontti Eurooppa -rahoitteinen projekti, joka auttaa EU:ta saavuttamaan tavoitteensa ja tukee EU:n autonomiaa kriittisten raaka-aineiden suhteen. Projektin tavoitteena on lisätä tietoisuutta kriittisten raaka-aineiden oleellisuudesta vihreän ja digitaalisen siirtymisen mahdollistajana; toinen on tunnistaa kriittisten raaka-aineiden potentiaali Euroopassa ja kolmanneksi promotoida YK:n UNFC (United Nations  Framework Classification) ja UNRMS (United Nations  Resource Management Systems) puiteohjelmien käyttöönottamista mineraalisektorille mineraalien tuotantoon, hankintaan ja hallintaan liittyen. Projektissa on mukana kaiken kaikkiaan 20 partneria 11 eri maasta. Mukana on yliopistoja, tutkimuslaitoksia, malminetsintä- ja kaivosyhtiöitä sekä teknologia-alan yrityksiä.

Professori Irena Peytcheva Bulgarian tiedeakatemian geologisesta instituutista, Sofiasta, on taustaltaan geokemisti. Hän keskittyy projektissa tarkastelemaan kriittisten raaka-aineiden potentiaalia ja sitä, millaisia malminetsintäprosesseja tulevaisuudessa voitaisiin käyttää.  
”Meillä on mm. perinteisiä raaka-aineita kuten kuparia, mutta myös esimerkiksi kobolttia, kadmiumia ja muita raaka-aineita. Minua kiinnostaa, millaisilla prosesseilla malmia voi etsiä”, Peytcheva sanoi.
Hänelle antoisin tulos projektissa olisi saada ymmärrystä malminetsinnän sosiaalisista vaikutuksista.
”On tärkeää, että meillä on projektissa tiimi, joka keskittyy juuri näihin sosiaalisiin vaikutuksiin. Näin voimme tavoittaa mahdollisimman paljon ihmisiä ja saada tietoa sekä kaivosteollisuudelle että akateemiselle yhteisölle siitä, miksi ihmiset ajattelevat positiivisesti tai negatiivisesti kaivostoiminnasta ja mitkä tekijät heihin vaikuttavat”, Peytcheva sanoi.

Uusia teknologioita ja menetelmiä

Deep tech -alan yhtiö OPT/NET on kehittänyt tekoälyalustaa kiihdyttämään datan prosessointia, mallinnusta ja mallien kouluttamista mahdollisimman pienellä inhimillisellä panoksella. Alustaa voidaankäyttää mm. kaivosalalla. AGEMERA-projekti antaa yritykselle monipuolisen mahdollisuuden tutustua täysin uusiin teknologioihin laajassa konsortiossa.

”Suuri haaste tässä projektissa on mielestäni se, että työskentelemme täysin uusien datakokonaisuuksien kanssa, jotka on tuotettu edistyneillä uusilla teknologioilla. Sähkömagneettiset anturit ja myoni-ilmaisimet ovat meille uusia teknologioita. Meidän on tutkittava dataa ja kehitettävä sille visualisointi- ja analysointitekniikoita. Olen varma, että projekti onnistuu niin suuren osallistujamäärän ja ryhmässä olevan suuren osaamisen vuoksi. Toki toivomme voivamme luoda uuden tuotteen ja kaupallistaa sen”, OPT/NET:in toimitusjohtaja Taras Matselyukh kertoi.

Projektissa alueita tutkitaan kolmella uudenlaisella menetelmällä, jotka eivät kajoa kohteeseen tai aiheuta ympäristöhaittoja. Yksi keinoista on käyttää passiivisia seismisiä tutkimuksia, joissa havainnoidaan kallion värähtelyä (Lithica SCCL -yritys Espanjasta). Toinen on tutkia aluetta ilmasta käsin monianturijärjestelmällä varustetulla dronella (Radai Oy). Näin päästään perehtymään kohteen magneettisiin, radiometrisiin ja sähkömagneettisiin ominaisuuksiin. Kolmas tapa on selvittää kallion tiheyttä myonigrafialla (Muon Solutions Oy). Siinä havaitaan myoni-nimisiä alkeishiukkasia, jotka läpäisevät kallion ja pysähtyvät tiheämmissä kohdissa. Lisäksi projektissa kehitetään uusia koneoppimisalgoritmeja, joiden tarkoituksena on auttaa moniulotteisen geotieteellisen datan analysointityötä. Projektissa edistetään myös YK:n UNFC:n ja UNRMS:n (United Nations Resource Management System) puiteohjelmien käyttöönottoa kumppanien, sidosryhmien, kurssien ja yleisötilaisuuksien kautta. Puiteohjelmien tavoite on hallita ja käyttää mineraalivarantoja kestävästi.

”Kansainväliset EU-projektit voivat olla erinomaisia mahdollisuuksia sekä alkuvaiheen että myös PK-yrityksille. Projektit mahdollistavat yrityksille teknologia- ja palvelukehityksen, tuotteiden toimivuuden ja kaupallisen mielenkiinnon testaamisen hyödyntäen kansainvälistä projektikumppaniverkostoa, sekä tietysti saada tuotteiden lanseeraamisen kannalta oleellisia referenssejä ja asiakastarinoita. Monesti koetaan, että yrityksillä itsellään ei ole resursseja hakemus- ja projektikoordinointiin, mutta mukana voi olla myös osana kansainvälistä kumppaniverkostoa", kommentoi projektikoordinaattori Jari Joutsenvaara.

”Suuri haaste tässä projektissa on mielestäni se, että työskentelemme täysin uusien datakokonaisuuksien kanssa, jotka on tuotettu edistyneillä uusilla teknologioilla. Sähkömagneettiset anturit ja myoni-ilmaisimet ovat meille uusia teknologioita. Meidän on tutkittava dataa ja kehitettävä sille visualisointi- ja analysointitekniikoita. Olen varma, että projekti onnistuu niin suuren osallistujamäärän ja ryhmässä olevan suuren osaamisen vuoksi. Toki toivomme voivamme luoda uuden tuotteen ja kaupallistaa sen”, OPT/NET:in toimitusjohtaja Taras Matselyukh kertoi.

Projektissa alueita tutkitaan kolmella uudenlaisella menetelmällä, jotka eivät kajoa kohteeseen tai aiheuta ympäristöhaittoja. Yksi keinoista on käyttää passiivisia seismisiä tutkimuksia, joissa havainnoidaan kallion värähtelyä (Lithica SCCL -yritys Espanjasta). Toinen on tutkia aluetta ilmasta käsin monianturijärjestelmällä varustetulla dronella (Radai Oy). Näin päästään perehtymään kohteen magneettisiin, radiometrisiin ja sähkömagneettisiin ominaisuuksiin. Kolmas tapa on selvittää kallion tiheyttä myonigrafialla (Muon Solutions Oy). Siinä havaitaan myoni-nimisiä alkeishiukkasia, jotka läpäisevät kallion ja pysähtyvät tiheämmissä kohdissa. Lisäksi projektissa kehitetään uusia koneoppimisalgoritmeja, joiden tarkoituksena on auttaa moniulotteisen geotieteellisen datan analysointityötä. Projektissa edistetään myös YK:n UNFC:n ja UNRMS:n (United Nations Resource Management System) puiteohjelmien käyttöönottoa kumppanien, sidosryhmien, kurssien ja yleisötilaisuuksien kautta. Puiteohjelmien tavoite on hallita ja käyttää mineraalivarantoja kestävästi.

”Kansainväliset EU-projektit voivat olla erinomaisia mahdollisuuksia sekä alkuvaiheen että myös PK-yrityksille. Projektit mahdollistavat yrityksille teknologia- ja palvelukehityksen, tuotteiden toimivuuden ja kaupallisen mielenkiinnon testaamisen hyödyntäen kansainvälistä projektikumppaniverkostoa, sekä tietysti saada tuotteiden lanseeraamisen kannalta oleellisia referenssejä ja asiakastarinoita. Monesti koetaan, että yrityksillä itsellään ei ole resursseja hakemus- ja projektikoordinointiin, mutta mukana voi olla myös osana kansainvälistä kumppaniverkostoa", kommentoi projektikoordinaattori Jari Joutsenvaara. 

Sambian yliopiston geologian professori Imasiku Nyambelle on tärkeää päästä testaamaan uutta teknologiaa.

”Haluamme päästä testaamaan pohjoisten kollegojemme kehittämiä teknologioita. Haasteena on vakuuttaa kaivosyhtiöt ja Sambian hallinto, jotta pääsemme paikkoihin, joissa niitä voi testata. Paras lopputulos on tietysti se, että teknologiat myös toimivat”, Nyambe kertoi.

Nyamben mukaan Sambian presidentti on kannustanut etsimään kriittisiä raaka-aineita Sambiassa. Tavoitteena on perustaa Sambiaan omaa sähköautojen akkujen tuotantoa. Nyambe sanoo sambialaisten asenteiden olevan nykyään myönteisiä raaka-aineiden etsintään, sillä fossiilisia polttoaineita käyttävistä autoista halutaan siirtyä ilmastoa säästäviin sähköautoihin. 
 

Keskiössä paikallisten asukkaiden huolet

Uusien kaivosten avautuminen Euroopassa ei ole jokapäiväistä, ja monissa maissa kaivostoimintaa ei ole ollut nykyisten sukupolvien aikana lainkaan. Alueet ja paikat ovat täynnä ihmisille tärkeitä muistoja, osa kulttuuriympäristöä sekä arvokkaita luonto- ja maisema-arvoiltaan. Vanha kaivosalue voi olla hyvä esimerkki kulttuuriympäristöstä. AGEMERA-projektissa kartoitetaan ihmisten erityyppisiä huolenaiheita liittyen malminetsintään tai jopa mahdolliseen kaivostoiminnan (uudelleen)aloittamiseen heille tärkeillä alueilla. Huolien tunnistaminen ja arvottaminen on osa vastuullista toiminnan suunnittelua ja toteutusta.

Ympäristösosiologian yliopistonlehtori Leena Suopajärvi ja yliopistotutkija Hanna Lempinen Lapin yliopiston yhteiskuntatieteiden tiedekunnasta vastaavat AGEMERA-projektin ns. sosiaalista toimilupaa ja kestävyyttä tarkastelevien kartoitusten toteutuksesta. 

”Tarkoitus on tarkastella, kuinka hyväksyttäviä nämä malminetsintähankkeet ovat sekä sitä, miten malminetsintä ja mahdollinen kaivostoiminta vaikuttavat kyseisten paikkakuntien kestävyyteen ja ylipäätään tähän kestävyyskeskusteluun”, Suopajärvi kertoi.

”Hahmottelemme eri ulottuvuuksien kautta hyötyjen ja haittojen jakautumista. Kartoitamme, mitkä juuri näissä yhteisöissä ovat niitä keskeisiä, niiden näkökulmasta tärkeitä elementtejä, asioita ja arvoja. Luonnon muodostumia, sosiaalisia sidoksia ja mitkä ovat sen yhteisön säilymisen ja olemassaolon kannalta keskeisiä asioita”, Lempinen jatkoi.

Projektissa toteutetaan kysymysrunko, jota voitaisiin mahdollisimman hyvin käyttää projektiin osallistuvissa maissa.

”Lähtökohta on se, että paikallisyhteisöt itse voivat hahmottaa, mikä on toivottu tulevaisuus ja mitä on se kestävyys mikä on sille paikkakunnalle tärkeää ja oleellista.  Me lähdetään sen paikkakunnan kautta katsomaan näitä kysymyksiä. Tässäkin on niin monenlaisia paikkakuntia, monenlaisia erilaisia maita ja monenlaisia malminetsintäalueita, joten on äärimmäisen tärkeää, että ollaan paikkasensitiivisiä. Se lähtee niistä ihmisistä”, Suopajärvi selitti. 

Tavoitteena laajentaa tietoisuutta kriittisisistä raaka-aineista 

AGEMERA- projektissa ei olla käynnistämässä uutta kaivostoimintaa Euroopassa eikä Sambiassa, vaan pyritään uuden geologisen tiedon ja uusien malminetsintämenetelmien avulla tuomaan tietoa kansalaisille, kuluttajille, päättäjille ja teollisuudelle mikä voisi olla kriittisten raaka-aineiden esiintymispotentiaali hankkeen kohdealueilla Suomessa, Bosnia ja Hertsegovinassa, Espanjassa, Bulgariassa, Puolassa ja Sambiassa. 

Kriittisten raaka-aineiden merkitystä EU:lle ja tavallisten kansalaisten elämään korostetaan kehittämällä kouluille ja yliopistoille suunnattuja koulutuspakettaja, järjestämällä yleisötapahtumia, verkkotapahtumia ja julkaisemalla kriittisiin raaka-aineisiin liittyvä koulutuksellinen verkkopeli.

 

Projekti pähkinänkuoressa

AGEMERA – Kriittisten raaka-aineiden potentiaali Euroopassa: Uudet edistykselliset malminetsintämenetelmät ja mineraalijärjestelmien mallinnus

AGEMERA-projektia koordinoi Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, ja konsortioon kuuluu 20 kumppania 11 maasta, mukaan lukien 10 EU-maata, Bosnia-Hertsegovina (mahdollinen EU:n ehdokasmaa) ja Sambia. AGEMERAn kokonaisbudjetti on 7,5 miljoonaa euroa. Projektin kesto on kolme vuotta 1.8.2022 alkaen.

Projektijohtaja: Jari Joutsenvaara, Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti
jari.joutsenvaara@oulu.fi, 040 556 9396

Projektipäällikkö Eija-Riitta Niinikoski, Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti
eija-riitta.niinikoski@oulu.fi, 0400 919310
 

Konsortio

Organisaatio / Lyhenne / Tyyppi / Maa

University of Oulu, UO, Academic, Finland
University of Lapland, UL, Academic, Finland
University of Zagreb, UZG, Academic, Croatia
University of Zambia IWRM Centre, UNZA, Academic, Zambia
Tallinn University of Technology, TT, Academic, Estonia
Geological Institute of Bulgarian Academy of Sciences, BAS, Academic,Bulgaria
CSIC, CSIC, Research, Spain 
Technische Universität Bergakademie Freiberg, TUBAF, Academic, Germany
KGHM Cuprum Research & Development Centre, CUP, Research, Poland
Lithica, LITH, SME, Spain 
Radai, RAD, SME, Finland
Muon Solutions, MUON, SME, Finland
OPT/NET, OPT, SME, Netherlands
Geonardo Environmental Solutions, GEO, SME, Hungary
Latitude 66 Cobalt, LAT, Industrial, Finland
Bauxite Mines Jajce, RBJ, Industrial, Bosnia-Herzegovina 
Bauxite Mines Posušje, RBP, Industrial, Bosnia-Herzegovina
MATSA, MATSA, Industrial, Spain 
Assarel Medet, ASSAR, Industrial, Bulgaria
KGHM Polska Miedź, KGHM, Industrial, Poland

Viimeksi päivitetty: 12.10.2022