rfr · H90WRFR10 · 2022-05-04 00:00:00 — vudsakligen SGU som utför sådan kartläggning. Om SGU ges bättre förutsätt- ningar för sådan geologisk information ger det, enligt forskarrapporten, i sin tur möjlighet till utökad grundforskning och tillämpad forskning inom områ- I förlängningen ges också bättre förutsättningar att identifiera nya poten- Det är, enligt forskarrapporten, inte möjligt för SGU att möta detta behov med nuvarande resurser för geovetenskaplig forskning.44 3.2 Forskning om innovationskritiska metaller och Ett flertal lärosäten i bedriver forskning om innovationskritiska metaller och , men det rör sig mestadels om ett fåtal forskare per lärosäte som bedriver forskning om ett begränsat antal metaller och inom delar av värdekedjan. Den resursstarkaste forskningsmiljön i finns vid () med ca 25 forskare som bedriver forskning relaterad till 41 och , 2021, s. 56, bil. 42 I form av SGU och därefter genom () och () samt . 43 och , 2021, s. 57, bil. 44 och , 2021, s. 91, bil. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH innovationskritiska metaller och längs hela värdekedjan (prospektering, malmkaraktärisering, brytning, utvinning, återvinning och miljöpåverkan). Forskning pågår vid LTU kring karaktärisering av innovationskritiska metaller och i och restprodukter i samarbete med gruvindustrin i alla malmdistrikt. Det handlar exempelvis om förekomst, fördelning och halter av innovationskritiska metaller och i malmmineral och i slagg, hur dessa beter sig i anrikningsprocesser, om de utgör en förorening eller framtida tänkbar biprodukt samt deras roll i malmbildningsprocessen. Analysmetodik för detektion av dessa små beståndsdelar av en malm utvecklas med hjälp av den senaste tekniken inom svepelektronmikroskopi, tomografi, laserteknik och synkrotronanalys (). Ett avslutat EU-finansierat projekt har handlat om bl.a. sällsynta jordartsmetaller i olika värdmineral och procesströmmar i malmer45. Andra frågor man forskar om är hur innovationskritiska metaller och förekommer och rör sig vid vittring av gruvavfall och hur de påverkar omkringliggande vattendrag, men också hur de förekommer naturligt i vattendrag. Forskningen handlar då om att förstå hur dessa metaller rör sig naturligt i miljön för att öka kunskapen om deras beteende vid eventuell gruvbrytning.46 Universitet, högskolor och forskningsinstitut har tillsammans med gruvbolag och teknikleverantörer gemensamt utvecklat en forsknings- och innovationsagenda för gruvindustri och metallutvinnande industri i – det strategiska innovationsprogrammet Innovation (SMI)47. SMI är en del av , och Formas satsning på strategiska innovationsområden. SMI syftar till att stärka centrum och kluster för forskning och innovation inom gruvindustri och metallutvinnande industri i och är den centrala noden för svensk gruv- och metallutvinnande forskning. SMI har olika inriktningar med bäring mot tillgången till innovationskritiska metaller och , bl.a. malmkaraktärisering (kunskap om en mineralresurs), mineralteknik (hur ett kan utvinnas) samt återvinning och metallurgi (tillvarata metaller i materialströmmar). En styrka som framkommit i utvärderingar av FoU-miljöer inom gruv- och metallbranschen är denna typ av samverkan mellan industrin och akademin som har funnits länge i . Samverkan bidrar bl.a. till att forskningen inom området har industriell relevans och skapar förutsättningar för nyttiggörande.48 Vad gäller spetskompetens i svenska FoU-miljöer finns de inom flera ämnesområden t.ex. brytningsteknik, anrikningsteknik, metallurgi och miljö. Flertalet av de svenska styrkeområdena inom gruv- och mineralteknik bedöms bidra till en cirkulär ekonomi. 45Wanhainen m.fl. 2017. 46Wanhainen och , 2021, s. 77, bil. 47https:///sv/. 48Se bl.a. , Forskning inom gruv- och mineralområdet – En studie av styrkor och samverkan, 2017:01. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH En stor del av forskningen bedrivs på EU-nivå – ofta om återvinning Forskning på EU-nivå49 utgörs till stor del av sammanställningar och kartläggningar av redan kända mineraliseringar med historiska data.50 Ett exempel är , som avslutades och har gett ökad kunskap om den geologiska potentialen av utvalda innovationskritiska metaller och inom EU. Resultaten visar bl.a. att har förekomster av flera kritiska och metaller när det gäller både primära och sekundära källor. Grafit, kobolt, litium, tantal och sällsynta jordartsmetaller är exempel på kritiska och metaller där den geologiska potentialen i bedöms som god. Majoriteten av den forskning som EU via forskningsprogrammet 2020 finansierat om innovationskritiska metaller kretsar kring återvinning, framför allt av magneter och batterier med fokus på sällsynta jordartsmetaller, men även av annat avfall, gruvornas restprodukter samt substitution. För att undersöka möjligheten till alternativa källor till innovationskritiska metaller bedrivs ett antal forskningsprojekt inriktade på djuphavsbrytning (s.k. deep sea mining) och asteroidbrytning (s.k. asteroid mining). Under Horisont finns plattformen Platform on (ETP SMR)51, med fokus på att stötta innovation och företagande längs hela råmaterialvärdekedjan. Under Horisont finns vidare EIT RawMaterials52, ett initiativ inom ramen för . Plattformen omfattar drygt 120 parter från 22 europeiska länder, har ett av sina sex kontor i . lanserades initiativet Europeiska råvaruallinsen (, )53 som ett led i EUs strategi för att skapa industriallianser. drivs tre olika kluster inom , med fokus på batterivärdekedjan, magnetvärdekedjan samt högre utbildning. De flesta universitet i med forskning inom gruvvärdekedjan har ett antal forskningsprojekt som inkluderar innovationskritiska metaller och . Exempel på universitet och forskningsmiljöer i med hög vetenskaplig produktion inom området är Freiberg for ()54 och med 49Wanhainen, , 2021, s. 81f, bil. 50https:/// och Cobalt resources in Europe and the potential for new discoveries. 51https:///. 52https://eitrawmaterials.eu/. 53https://erma.eu/. 54https:///db/Cms?pNid=2937. 55http://emps.exeter.ac.uk/csm/research/critical-metals/. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH Svensk forskning om återvinning är begränsad Antalet forskningsmiljöer i där återvinningsforskning om innovationskritiska metaller utförs med mål att utveckla fungerande processer är mycket litet (en miljö finns vid )56. Detta gäller även den inhemska finansieringen av dylika projekt. En majoritet av befintlig forskningsfinansiering går till systemstudier, snarare än utveckling av processer.57 Forskningsinstituten Rise58 och Swerim59 bedriver viss FoU om innovationskritiska metaller och . Den handlar om utvinning och återvinning av innovationskritiska metaller och från avfall samt om livscykelanalys och spårbarhet.60 3.3 Behovet av mer grundläggande forskning är stort Det finns många potentiella fyndigheter i , och brytning av annat än basmetaller, järn och guld skulle kunna vara en framtida möjlighet. Däremot har det inte gjorts några större vetenskapliga undersökningar av majoriteten av de här fyndigheterna i modern tid. Sedan den statliga prospekteringen upphörde har prospekteringen av den svenska berggrunden fått ett annat fokus. statlig prospektering bedrevs i större regioner med syftet att hitta nya uppslag som senare skulle kunna följas upp med mer detaljerade insatser. Denna typ av prospektering bedrivs i stort sett inte längre. Nuvarande prospektering sker till största delen omkring redan kända mineraliseringar, vilket medför att det genereras få nya objekt och att stora områden fortfarande aldrig är undersökta, annat än översiktligt. Enligt en av forskarrapporterna är den samlade omfattningen av forskning vid svenska universitet och högskolor inom området innovationskritiska metaller och , i en värdekedja som innefattar prospektering och utvinning av juvenilt material, utvinning ur gruvornas restprodukter samt miljöaspekter av detta, relativt begränsad. Av forskarrapporten framgår att det finns en otillräcklig berggrundsgeologisk och malmgenetisk forskningsuppbyggnad i vad gäller innovationskritiska metaller och samt kunskapsluckor längs hela värdekedjan.61 Den samverkan som sker kring forskning och innovation mellan universitet och högskolor, gruvbolag och teknikleverantörer är en internationell förebild, med möjlighet till forskningsfinansiering från t.ex. SMI. Svensk gruvindustri ligger i framkant vad gäller grön omställning. Forskning om metaller och som inte ingår i de större företagens rådande strategier, vilket gäller de flesta innovationskritiska metaller och , är dock begränsad i . Den forskning industrin prioriterar och bedriver i samverkan med akademin bedöms vara i världsklass, men den forskning och 56Industriell materialåtervinning, ning/energimaterial/forskningsomr%C3%A5den/imr/Sidor/Industriell-materialatervin- ning.aspx. 57Vollmer Retegan och , 2021, s. 98, bil. 58https:///sv/vad-vi-gor/expertiser/innovationskritiska-metaller-ochmineral. 59https:///cases/utvinn-vanadin-ur-stalslagg. 60Wanhainen och , 2021, s. 81, bil. 61Wanhainen och , 2021, s. 89, bil. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH kunskapsuppbyggnad som industrin inte prioriterar är svår att få finansiering för och utförs därför i stort sett inte. och undersöker förekomst och möjlig utvinning av innovations- kritiska metaller och i sina restprodukter, ofta i samarbete med uni- versiteten, men prospekterar inte efter dessa metaller. Forskning utgår ofta från vad de stora företagen är intresserade av . riteringar, vilket mestadels är en mer hållbar och kostnadseffektiv utvinning av huvudprodukter, bedrivs marginellt med forskning om kunskapsuppbygg- nad i fråga om innovationskritiska metaller och i den svenska berg- Forskningsfinansieringen ställer oftast krav på en hög andel medfinansie- ring från industrin och/eller minst två företag. Längs värdekedjan, i synnerhet i prospekteringsstadiet, råder hård konkurrens mellan företag, och det kan vara svårt att övertyga två företag att delta i ett och samma forskningsprojekt. rör sig mestadels om mindre prospekteringsföretag som ofta inte har medel att skjuta till och som inte själva driver en kunskapsutveckling. nämnts är den svenska berggrunden inte kartlagd i en sådan ut- sträckning att det finns en heltäckande bild av berggrundens sammansättning, och det finns stora områden med endast översiktlig kunskap. satser om potential till inhemsk produktion av nya metaller krävs kunskaps- uppbyggnad mer i detalj om kända fyndigheter och berggrund, i synnerhet ut- anför dagens aktiva gruvområden.63 3.4 Tillgång till och potential för ett urval metaller och Följande avsnitt bygger på de forskarrapporter som tagits fram inom forskningsöversikten. Redovisningen utgår från urvalet av metaller och i underlagsrapporterna. Där framgår kunskapsläget, i förekommande fall exempel på forskningsprojekt samt exploateringsprojekt och det görs en bedömning av potentialen för brytning och i vissa fall återvinning. Allmänt om kunskapsläget kring det redovisade urvalet Ett stort antal vetenskapliga artiklar om malmfyndigheter har tidigare publicerats av forskare vid svenska universitet och högskolor samt av statsgeologer vid SGU. Dessa varierar från detaljerade mineralogiska arbeten på specifika fyndigheter till generella beskrivningar av enskilda fyndigheter, översiktliga studier av en speciell malmtyp och generella karaktärer av fyndigheter i ett visst malmdistrikt. Fokus har huvudsakligen varit på de viktigare svenska malmtyperna innehållande järn, koppar, zink, bly, silver och guld, och endast undantagsvis omfattat andra typer av metallfyndigheter inkluderande de flesta 62 och , 2021, s. 90, bil. 63 , s. 25. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH av de kritiska metallerna. Någon teknisk-ekonomisk aspekt av dessa metaller, eller potentialen att hitta ekonomiskt betydande fyndigheter, lyfts dock sällan fram i de vetenskapliga arbetena.64 Bedömningen av potential för utvinning av innovationskritiska metaller och i baseras på fakta om såväl kända fyndigheter som möjligheten till nyfynd. Kunskapen om kända fyndigheter utgår från tidigare undersökningar, och bedömningen av ekonomisk potential är baserad på uppgifter om halter och tonnage där dessa sätts i relation till vad som internationellt anses brytvärt, men även med hänsyn till befintlig infrastruktur i form av främst anrikningsverk. Mindre förekomster kan sällan uppnå tillräcklig lönsamhet om inte ett flertal liknande fyndigheter kan utnyttja ett gemensamt anrikningsverk eller ett för ändamålet lämpligt anrikningsverk redan finns i området.65 Tidsperspektivet för att påbörja produktion är avhängigt vilket stadium ett projekt befinner sig i. I finns flera projekt där mineralresurser är bekräftade och i vissa fall även har bearbetningskoncessioner beviljade. Dessa projekt kan vid beviljandet av nödvändiga miljötillstånd ganska snabbt gå i produktion (3 till ) om lönsamhetsstudierna ger ett positivt utfall. Projekt som ligger i en tidigare fas och saknar bearbetningskoncession har längre startsträcka (5 till ) till produktion, och för nya fyndigheter som eventuellt kan bli resultatet av prospektering kan en eventuell produktion ligga minst 10 till . Långa handläggningstider kan därtill bidra till att försena projekt eller försvåra deras finansiering.66 Den största produktionen av kobolt sker i det centralafrikanska kopparkoboltbältet. Kobolt utgör där ofta en biprodukt vid kopparutvinningen. står för av världsproduktionen. Förutsättningarna inom EU är inte särskilt goda utifrån nu kända förhållanden att få en inhemsk koboltproduktion av någon betydelse (låghaltiga och mestadels små fyndigheter). En småskalig produktion av kobolt har tidigare skett i , men några mer betydande koboltfyndigheter är inte kända och endast begränsade prospekteringsinsatser och forskning inriktade på kobolt har gjorts.67 Endast har en viss produktion av kobolt.68 Möjligheten att genom riktad prospektering påträffa ekonomiska koboltfyndigheter bedöms som relativt liten. Vid ett långsiktigt högre pris kan intresset för prospektering öka. Återvinningsgraden (end of life recycling rate) för kobolt är . Det relativt höga värdet beror främst på att kobolt används i så stor utsträckning i batteriapplikationer och den befintliga avfallslagstiftningen som kräver 64Wanhainen och , 2021, s. 56, bil. 65Wanhainen och , 2021, s. 83, bil. 66Wanhainen och , 2021, s. 83, bil. 67Wanhainen och , 2021, s. 84, bil. 68Wanhainen och , 2021, s. 61 f., bil. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH insamling av uttjänta batterier. hamnar dock mycket av avfallet av kobolt i t.ex. deponi.69 Återvinning av kobolt från batterier är en välutvecklad sektor med många nationella och internationella (europeiska) projekt av vilka de flesta har nått en hög mognadsnivå när det gäller återvinning av bilbatterier.70 I har forskning om återvinningen av bl.a. kobolt mestadels från förbrukat batteriav- fall bedrivits vid t.ex. , vilket bl.a. lett till det framgångsrika projektet Revolt71 där Northvolt lyckats ta fram en ny battericell från återvunna batte- Även nickel, mangan och litium återvinns i projektet. är att hälften av alla battericeller 2030 ska komma från återvunnet material. Andra batteriåtervinningsprojekt finns vid (KTH)72, genom (Base)73, där målet är att främja batteriforskningen såväl som återvinningen samt Swerim genom NEXT-LIB-projektet74 som syftar till återvinning av litium- jonbatterier, där kobolt också är en av komponenterna. Det finns betydande kunskap om litiumpegmatiter i . Utifrån tidigare kunskapsläge och litiumpriser är ingen redan känd fyndighet av ekonomiskt lönsam. Det ökade behovet av litium och det därmed stigande priset har resulterat i en förnyad prospektering efter litium i där flera aktörer har belagt kända fyndigheter med undersökningstillstånd och utfört vissa förnyade undersökningar. Litiumpriset fortsätter att öka i snabb takt. Prisökningen kan härledas till efterfrågan på elbilar och därmed på batterimetaller. Enligt SGU:s marknadsöversikt når priserna rekordnivåer.75 Det har bedrivits en omfattande prospektering efter litium inom EU med avsikt att förse batteriindustrin med råvara. Ett flertal aktörer har varit inriktade på litiumpegmatiter i framför allt , , , , och . Litiumfyndigheter är under utveckling i Finland76 i en liknande berggrund som den som finns i mellersta och södra . De mest lovande områdena utgörs av de östra delarna av från upp till där flera mindre förekomster redan är kända.77 Det finns betydande luckor för att kunna närma sig god återvinning av litium ur kemisk synvinkel och mer forskning behövs för en hållbar och effektiv återvinning. Det finns plats för förbättringar i redan befintliga processer i laboratorie- eller pilotskala och säkerheten i förbehandlingen kan fortfarande 69Vollmer Retegan och , 2021, s. 99, bil. 70Vollmer Retegan och , 2021, s. 99 f., bil. 71https:///articles/recycled-battery/. 72https:///sv/ket/resource-recovery/recycling-of-batteries-1.938983. 73https:///. 74https:///en/next-lib. 75https:///om-sgu/nyheter/2022/februari/metallprisernas-utveckling-i-januari/. 77Wanhainen och , 2021, s. 58, bil. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH vara ett problem för en storskalig återvinning på grund av den höga energitätheten och riskerna för explosion och brand. Den snabba ökningen av apparater som innehåller små litiumbatterier leder till ökad insamling av sådana batterier men det segmentet ses inte som en pålitlig eller önskvärd källa för återvinning. Skälet är att dessa batterier återfinns i en uppsjö av storlekar och kemier vilket gör effektiv sortering besvärlig. Me- toder som baseras på total smältning föredras därför ofta vilket resulterar i en begränsad effektivitet i litiumåtervinningen. Snarare är de större batterier från elfordon mer intressanta på grund av större mängd litium. För att övervinna denna lucka har flera projekt ägnat sig åt att hantera både små litiumbatterier och större batterier från elbilar.78 Den rapporterade återvinningsgraden för litiumbatterier är . Globalt finns det över 50 företag involverade i återvinning av litiumbatterier där har den största marknadsandelen. Konkurrensen bland återvinningsföretagen om batterier som ska återvinnas är enligt uppgift mycket hög och varje cellkemi har positiva marknadsvärden i . Detta tyder på att det finns en efterfrågan och att återvinning kan vara ekonomiskt genomförbar.79 När det gäller forskningsverksamheten i är den snarlik för litium och kobolt när det gäller batterier som råmaterial. Verksamheter pågår på flera ställen, varav några som kan nämnas är Chalmers80, särskilt Revolt-pro- jektet81, KTH:s litiumåtervinning i batteriåtervinningsprojekt82, med (Base) 83 där målet är att främja batteriforskningen såväl som återvinning. Batteriprojekten på Swerim genom t.ex. NEXT-LIB-projektet84 som syftar till återvinning av litiumjonbatterier ka. En mer omfattande analys av tidigare och nuvarande återvinning av batterier (och implicit litium) i finns i rapporten in reuse and recycling of lithium-ion – A research review, av . En annan rapport85 belyser återvinning av batterier i per land ur ekonomisk synvinkel. Återvinning av litium från olika strömmar (batterier, gruvdrift etc.) har genomförts inom och under Europeiska unionens paraply i projekt som sträcker sig från tidiga program till det nuvarande och samlas på plattformen . De flesta av projekten har, precis som för kobolt, startat som grundforskningsprojekt och några av dem har nått mognad eller marknadsintroduktion. kan 67 projekt som handlar om återvinning av litium identifieras.86 Litiumextraktion, användning och återvinning har nått en mognad på bara och drivs utifrån behov i global skala. Den snabba utvecklingen av elektriska fordon som drivs av litium-jon-batterier har drivit på utvecklingen 78Vollmer Retegan och , 2021, s. 103, bil. 79Vollmer Retegan och , 2021, s. 103, bil. 80https:///sv/forskning/mm2021-1-nybat/. 81https:///articles/first-cell/. 82https:///sv/ket/resource-recovery/recycling-of-batteries-1.938983. 83https:///. 84https:///en/next-lib. 85Energimyndigheten, 2021. 86Vollmer Retegan och , 2021, s. 104 f., bil. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH av återvinning redan vid tillverkningen. När det gäller denna typ av återvinning kan designforskningen kopplas till återvinningen på ett produktivt sätt.87 Recycling88 bygger med start en anläggning i för återvinning av alltifrån batterier från eldrivna bilar till batterier från olika typer av konsumentprodukter. Målet är att återvinna av ett litiumjonbatteri och att samla in batterier från hela till anläggningen i . Därigenom ska anläggningen bli en ledande batteriåtervinnare i . Sällsynta jordartsmetaller (rare earth elements, REE) används i många olika tillämpningar men mestadels i små kvantiteter. har efterfrågan ökat kraftigt då vissa av dem har fått ökad användning i superstarka magneter i elmotorer och generatorer och flera typer av högteknologiska tillämpningar. Pegmatiter med REE-haltiga har varit kända i och delvis varit föremål för närmare mineralogiska studier. SGU har gjort en omfattande genomgång av kända objekt med REE.89 En betydande prospektering efter REE skedde i främst statlig regi under 1980-och 1990-talen. Det resulterade i en stor mängd uppslag, varav endast några få blev föremål för närmare undersökning. Prisbilden för REE har efter en kraftig uppgång 2011–2012 legat relativt stabilt tills då särskilt neodym och praseodym (vilka båda används i superstarka magneter) visat en stark ökning, vilket kan vara början på en långsiktigt högre prisnivå. Det kan leda till ett ökat intresse för prospektering av REE och möjlighet till nyfynd i flera delar av landet genom uppföljning av gamla uppslag från tidigare prospektering, men man kan även att helt nya fyndigheter påträffas och då kanske främst i Malmfälten.90 och planerar inom ramen för industrisatsningen Ree- MAP91 att anlägga en industripark i för att utvinna pyritkoncentrat från Aitikgruvan i som senare ska förädlas till fossilfri svavelsyra. Svavelsyran ska användas i processer för utvinning av REE och fosfor. Svavelsyraproduktionen kommer i sin tur att generera överskottsvärme som kan användas i industriparken. Från restprodukter innehållande pyrit och apatit från de båda företagens verksamheter i och kommer således svavelsyra och fosfor, sällsynta jordartsmetaller och gips att produceras. har liknande planer för utvinning av apatit från sandmagasinen från tidigare järnmalmsbrytning i . Bo- liden AB har bl.a. utfört geometallurgiska studier på möjligheten att utvinna (monazit) som biprodukt ur anrikningsavfall från 87Vollmer Retegan och , 2021, s. 103, bil. 88https:///nyheter/stena-recycling-kraftsamlar-kring-batteriatervin- ning/. 89Rare earth elements distribution, mineralisation and exploration potential in , SGU 2019. 90Wanhainen och , 2021, s. 84 f, bil. 91https:///sv/. 3 KUNSKAPSLÄGET I OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH Kankbergsgruvan i möjlighet undersöktes tillsammans med ett tiotal andra gruvavfall inom det internationella projektet . Där var slutsatsen att resterna från brytningen vid Kankberg var speciellt lämpade på grund av både fysisk och kemisk form. är en relativt stor fyndighet, som om den visar sig vara tekniskekonomiskt och miljömässigt möjlig att exploatera kan bli en viktig producent av REE inom EU. Leading Edge Materials94 har utfört anrikningstester och metallurgiska tester för utvinning av REE. Fyndigheten har fördelen av att inte innehålla förhöjda halter av uran och torium men har en relativt låg halt av REE som dessutom uppträder som en mindre beståndsdel i mineralet eudialyt. Det innebär att ny teknik måste utvecklas för extraktion av REE och att en stor mängd koncentrat måste processas. Fyndigheten är relativt låghaltig och värdmineralet har inte tidigare utgjort råvara för REE i andra delar av världen och kräver syralakning i utvinningsprocessen.