Hoe Tesla in Amerika aan een mijn bouwt waar auto’s uit komen

Waar moeten de grondstoffen voor de batterijen vandaan komen, die onze benzinetanks gaan vervangen?

Van dichtbij.

Dat is althans het antwoord van het bedrijf dat vanaf eind dit jaar een half miljoen betaalbare elektrische auto’s per jaar wil gaan produceren. In die auto’s gaan accu’s die zijn opgebouwd uit duizenden stevig uitgevallen lithium-ion-penlites.

Tesla dus. ‘Idealiter parkeer ik deze fabriek boven een mijn en laat er een auto uit komen,’ zei CEO Elon Musk eerder deze maand tijdens een vragenrondje in de Gigafabriek in Nevada, de plek waar de batterijen voor die auto’s - Model 3 - zullen worden gemaakt.

De Tesla’s die je nu op de weg ziet, rijden nog op batterijen gemaakt door het Japanse bedrijf Panasonic, dat grondstoffen uit de hele wereld haalt. Maar dat moet op termijn gaan veranderen. In 2014 kondigde Tesla aan de grondstoffen voor batterijen alleen nog uit Noord-Amerika te willen halen.

Dat plan zou weleens in een stroomversnelling kunnen komen nu er een president is gekozen die zo veel mogelijk productiebanen in de VS wil.

Of niet: Donald Trump heeft óók de olie-industrie achter zich, die er geen belang bij heeft dat diesel- en benzineauto’s verdwijnen.

Hoe dan ook zou Tesla’s plan de grondstoffenwinning voor batterijen sterk kunnen verbeteren. En leert het je een hoop over hoe innovatie werkt, of zou moeten werken.

Het huidige probleem met grondstoffen voor batterijen

Batterijen zijn nodig om zonne- en windenergie op te slaan. Van het type dat in auto’s gaat (lithium-ion) hebben we een ongelofelijke berg nodig, zelfs als je maar een deel van de benzine- en dieselauto’s wilt vervangen. En dat wil je, want zoals bekend vergassen we onszelf nu met broeikasgassen. Transport is voor circa één vijfde van de totale uitstoot verantwoordelijk.

Transport is voor circa één vijfde van de totale uitstoot verantwoordelijk

Maar er is een groot probleem met de manier waarop de grondstoffen voor batterijen op dit moment worden gedolven. De ellendigste verhalen zal je misschien deels al kennen, zoals die over Congolese kinderen die voor warlords moeten werken in handgegraven mijnen om kobalt (de relatief meest schaarse stof in batterijen) op te graven. Meer over dit soort misstanden lees je in een recente serie van The Washington Post.

Het moet dus anders.

Daarom slaat de krant met haar onderzoek nu afnemers van grondstoffen voor batterijen om de oren. Ook het bedrijf Tesla, dat heeft gezegd dat het grafiet in de batterijen oké is, maar weigert duidelijkheid over de herkomst te geven.

The Washington Post draagt ijzersterke argumenten aan voor volledige transparantie, zodat iedereen weet waar de grondstoffen van zijn batterijen precies vandaan komen.

Heel goed. Maar er is meer mogelijk. En nodig.

Waarom we die batterijen sowieso nodig gaan hebben

Wat The Washington Post niet deed, is een vergelijking maken met hoe het leven eruitziet op plekken in de wereld die van de olie-industrie afhangen. Bij De Correspondent schreven we eerder onder meer over de negatieve gevolgen daarvan in Canada, Nigeria en Bangladesh.

Dat zijn vergelijkbare treurige verhalen, die iets heel belangrijks laten zien: namelijk dat die batterijen niet maken geen optie is, tenzij we auto’s afschaffen.

Autobezit minimaliseren lijkt mij een uitstekend plan en zelfrijdende technologie (zoals Tesla’s Autopilot) kan hieraan gaan bijdragen. Maar deur-tot-deurvervoer op vier wielen zal noodzakelijk blijven. En dus heb je een technologisch alternatief nodig. Daar heeft Tesla de afgelopen tien jaar aan gewerkt, en andere autofabrikanten volgden.

Een elektrische auto is beter omdat die zelf geen broeikasgassen uitstoot, maar het belangrijkste voordeel is dat de energie die je erin stopt uit wind en zon kan komen, wat bij diesel- en benzineauto’s onmogelijk is.

Tegen dit alles moet je die ellende rondom grondstoffen voor batterijen afzetten.

En The Washington Post laat nog een kwestie buiten beschouwing: namelijk de kans dat de grondstoffenwinning de komende jaren en decennia compleet gaat veranderen. En juist die verandering wordt ingezet door datzelfde Tesla en diezelfde Gigafabriek.

De filosofie van Musk: kijk naar wat er mogelijk is, niet naar wat er al is

Je kunt deze paragraaf en de volgende overslaan, als je niet wilt weten hoe Elon Musk nadenkt over batterijen en grondstoffen. Hierna gaat het weer over aardse zaken - namelijk hoe de grondstoffen gedolven moeten gaan worden. Maar begrijpen hoe Musk redeneert kan ook inspiratie geven om zelf anders na te denken. Collega Ernst-Jan wijdde daar al eens een apart verhaal aan.

Elon Musk gaat uit van wat er theoretisch mogelijk is

Musk gaat niet uit van wat er al is, maar van wat er theoretisch mogelijk is. Hij noemt dat redeneren volgens (physics’) first principles. Hij herhaalt dat te pas en te onpas - zelfs boven saaie slides over batterijen - en legt het op YouTube ongeveer duizend keer uit.

In de video hieronder past hij die logica toe op batterijen. Samengevat: vroeger dachten mensen ook dat auto’s geen paarden zouden kunnen vervangen, omdat er niet genoeg benzine voor iedereen was, en wel genoeg gras.

Bekijk de video vooral zelf, hij duurt maar een paar minuten.

Waar je op uitkomt met batterijen en grondstoffen als je volgens eerste principes redeneert? Dat vertelt Musk in de video hieronder. Samengevat zegt hij dit:

‘Er zit meer dan genoeg van alle benodigdheden in de aarde om alle batterijen te maken die de mensheid nodig heeft. Tevens is er zonlicht te over om ze mee op te laden.’
‘Mocht een grondstof toch schaars zijn, of te duur, dan is het zaak op zoek te gaan naar vervangende stoffen. Zoals dat eerder al gebeurde bij kobalt.’
‘Metalen kun je in tegenstelling tot olie recyclen, dus na verloop van tijd heb je steeds minder grondstoffen nodig.’

Deze video duurt 4 minuten en is een must als je je voor batterijen interesseert.

Van het probleem dat je denkt te zien naar het probleem dat je moet willen oplossen

Nu duurde het even voordat ik de consequenties van het eerste principe voor mijn eigen werk begreep. Drie versies van dit verhaal geleden wilde ik namelijk uitzoeken of er überhaupt genoeg grondstoffen waren voor alle batterijen die we nodig hebben.

Het idee van Musk dat er genoeg grondstoffen in de aarde zitten, klonk mij aanvankelijk erg theoretisch in de oren. Ik had namelijk dit geconstateerd: de vastgestelde reserves van grondstoffen voor batterijen in Noord-Amerika zijn zichtbaar te klein voor Tesla’s behoefte. En op de informatiewebsite van de Amerikaanse mijnbouwassociatie las ik dat de kans dat een gevonden grondstoffendepot rijk genoeg is om een mijn te worden 1 op 10.000 is.

Mijn aanvankelijke conclusie luidde dan ook: er is nooit genoeg dat je snel genoeg kunt winnen, in elk geval niet voor Tesla op het eigen continent. Maar wat ik ben gaan snappen is dit: dat is nou precies het probleem dat je moet willen oplossen.

Waar het om draait, is dat we toe moeten naar een wereld waarin we de grondstoffen die we nodig hebben niet langer delven op de plek waar op de goedkoopste wijze het meeste te winnen valt.

Je moet kijken waar je ze theoretisch het beste vandaan kunt halen. En dan is de notie dat er genoeg in de aarde zit een perfect uitgangspunt voor nu. Juist omdat je weet dat de vraag naar grondstoffen in de toekomst onder invloed van nieuwe technologie toch zal blijven veranderen.

Alle grondstoffen uit Noord-Amerika

Tesla wil dus alle grondstoffen voor batterijen uit Noord-Amerika gaan halen. De argumenten ervoor zijn vooral bedrijfstechnisch van aard: het is uiteindelijk gewoon veel efficiënter.

Op dit moment heeft het bedrijf bij de aanvoer van de grondstoffen last van ongeveer elk probleem dat je kunt verzinnen, vertelde Musk eerder deze maand. Van orkanen tot aardbevingen tot zinkende schepen en fabrieken die in brand vliegen. De kosten aan transport nemen bovendien sterk af als je grondstoffen van dichtbij haalt. Tesla denkt dat het in totaal 30 procent in de kosten kan schelen. En ook de transportvervuiling neemt sterk af.

Dus. Nikkel, lithium, aluminium, kobalt en grafiet - waar zijn de vijf huidige benodigdheden voor Tesla’s batterijen in Noord-Amerika te vinden?

Wat we weten is dit:

Lithium is het dichtst bij de Gigafabriek te vinden, op enkele uren rijden ervandaan, in Nevada, en daarnaast in grote hoeveelheden over de grens in Mexico.
Nikkel en kobalt zijn opgeslagen in de Duluth-vallei in Minnesota en kobalt is er ook in Idaho.
Aluminium (bauxiet) is extreem veelvoorkomend en importeert de VS nu al voornamelijk uit Canada.
Canada heeft verder enorme reserves aan grafiet en nikkel. Grafiet is bovendien synthetisch te maken uit resten petroleum - iets waar Tesla de voorkeur aan schijnt te geven.

En dan is er nog van alles dat we niet weten. De vastgestelde reserves zijn in de VS niet zo groot, omdat er nog niet zo heel veel ontginningsonderzoek is gedaan: tot nog toe haalde Amerika het liever uit andermans goedkopere achtertuin. De cijfers die er zijn, zeggen dus weinig over de daadwerkelijke reserves.

Tot zover het goede nieuws.

Dan nu dit: er moet absurd veel gebeuren voordat je het uit de grond hebt. Dat gaat jaren en jaren aan innovatie en exploratie kosten, zeker als je het wilt doen met zorg voor het lokale milieu.

Wat er door de plannen van Tesla nu al verandert

Bekijk je Clayton Valley in Nevada, op drie uur rijden van de Gigafabriek, vanuit de lucht, dan zie je blauwe baden waarin lithiumgigant Albemarle op traditionele wijze lithium door de zon laat indampen.

De Chemetall Foote Lithium Operation in Clayton Valley. Foto: Doc Searls / CC

Maar sinds de aankondiging van Tesla dat het alle grondstoffen voor batterijen van het eigen continent wil halen, is de vallei volgestroomd met zogenoemde junior mining companies, die het compleet anders willen aanpakken. Sommige kozen speciaal namen om de aandacht te trekken, zoals The Elon Project en LithiumX - naar analogie van Musks ruimtebedrijf SpaceX.

Rond de Gigafabriek zijn allerlei junior mining companies opgericht

De kans van slagen? Ongeveer net zo groot als een bedrijf dat tien jaar geleden een elektrische-autofabriek dacht te kunnen beginnen. Miniem.

Desondanks nemen niet alleen in Nevada nieuwe mijnbedrijfjes nu de gok, ook in Idaho en Minnesota (voor kobalt en nikkel), in het noorden van Canada (grafiet) en in Mexico (lithium) wordt gekeken of mijnen die eerder sloten, of nooit rendabel waren, geopend kunnen worden.

Voor grafiet voorspelt de US Geological Survey dat bovendien onder invloed van Tesla allerlei nieuwe synthetische productiemethodes komen. Het is een speciale vorm van koolstof.

Intussen doet Tesla ook al zaken. Met een van de juniors in de Clayton Vallei sloot het vorig jaar een langlopend contract af: Pure Energy Minerals. Dit bedrijf zegt op een radicaal nieuwe manier lithium te kunnen winnen. Niet door het een kleine twee jaar te laten verdampen in de zon, maar door het opgeloste lithium door een fabriekje te laten lopen, waar er een middel aan wordt toegevoegd. Het eindproduct, zeggen ze, is: alle lithium die erin zat, plus een vloeistof die je gewoon weer terug de aarde in kan laten lopen. Milieuvriendelijk, kleinschalig, hyperefficiënt. Als het lukt, heeft Tesla gouden technologie in handen.

Zo zou dat lithiumfabriekje gaan werken.

Daarnaast sloot Tesla ook een contract af met een Mexicaanse junior, die de verwachte reserves dit jaar naar boven kon bijstellen.

Hoe nu verder?

Hoe het verder gaat? Breken er nieuwe tijden aan voor de mijnbouw in Noord-Amerika?

Musk heeft in elk geval datgene te bieden dat Donald Trump zoekt: productiebanen voor Amerikanen.

Op de nieuwswebsite van de mijnbouwassociatie las ik deze week dat het Congres direct aan de slag is gegaan om het delven van mineralen te gaan vergemakkelijken (minder papierwerk). De mijnbouwers hadden daarom gevraagd, juist ook in verband met elektrische auto’s: alleen zo kan de Amerikaanse auto-industrie weer gaan concurreren met fabrikanten elders op de wereld.

Voor wie nu denkt: maar dat is toch rampzalig voor het milieu? Think again. Nieuwe mijnen openen heeft consequenties voor het milieu, overal ter wereld. Dat los je niet op door grondstoffen van elders te importeren. Dát heeft pas consequenties voor het milieu.

Of de goedkope Tesla er komt en concurrerend genoeg wordt, hangt wellicht nog af van wat de olie-industrie en autofabrikanten doen. Hun macht is toegenomen: Trump heeft zijn positie mede te danken aan hen, en onder zijn aanhang bevindt zich ook een club mensen die Tesla probeert kapot te maken.

In laboratoria overal op aarde wordt gezocht naar methodes om batterijen nog efficiënter te maken

Toch is daar ook weer niet alles mee gezegd. Zo herinnerde Musk er zijn Twittervolgers deze week aan dat Rex Tillerson van oliebedrijf Exxon, nu de voorgedragen minister van Buitenlandse Zaken, zich heeft uitgesproken vóór een belasting op CO2-uitstoot, wat elektrisch rijden enorm zou bespoedigen. Voor Musk is de energietransitie geen kwestie van politieke ideologie, het moet gewoon gebeuren. En dat is misschien ook wel een productieve denkmethode.

Met de grondstoffenbehoefte voor de batterijen zou het voor komend jaar in elk geval wel snor zitten: volgens Musk zitten de grootste risico’s op vertraging van de levering van de nieuwe Tesla nu bij de autostoelen en de fabricage van de deurpanelen, en niet bij de batterijen.

En voor de langere termijn kun je dit in gedachten houden: in laboratoria overal op aarde wordt gezocht naar methodes om batterijen nog efficiënter te maken, uit grondstoffen die nog makkelijker te winnen zijn. Reken maar dat daar ontwikkelingen plaats gaan vinden die we nu nog niet kunnen voorzien.

Waarom dit ongeacht de uitkomst de beste weg is

Wat Tesla doet met de aankondiging alle grondstoffen uit Noord-Amerika te halen is het volgende. Het bedrijf bereidt het eigen continent voor op efficiëntere mijntechnologie in de achtertuin. En ja, dat kost natuur en milieu, maar dat kost oliewinning ook, en dan komt daar nog het verstoken bij. De positieve gevolgen van Tesla’s plan zijn volgens mij dit:

met elke elektrische auto erbij vermindert onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen;
de milieuvervuiling in de wereld wordt eerlijker verdeeld en wordt zichtbaarder voor degenen die het veroorzaken;
er komen productiebanen terug in het Westen;
vervuiling door transport van grondstoffen wordt beperkt;
batterijenspecialisten hebben een urgente prikkel om de moeilijk lokaal te winnen ingrediënten zoals kobalt uit de batterij te verwijderen;
recycling wordt gestimuleerd en door lokale productie vergemakkelijkt.

Dit lijkt me de beste weg om in kleine stapjes te komen tot een batterij uit makkelijker te winnen grondstoffen, die overal in de wereld ruim beschikbaar zijn.

Dat is nu nog science fiction. Maar als het lukt, als Tesla’s Model 3 komend jaar een nieuw tijdperk van elektrische auto’s inleidt, dan staat de Gigafabriek straks wellicht daadwerkelijk over een mijn geparkeerd waar hele auto’s uit komen.

Een ode aan Tesla dit? Jazeker: als iets me hoop geeft op dit moment, dan is het wat ze daar aan het proberen zijn, of het lukt of niet. En ik wil niet eens een auto.

Dank jullie wel!

Wederom ben ik een paar kritische meelezers zeer dankbaar, vooral ook voor hun geduld:

Ten eerste Jan Derk Stegeman, die mij (en meer mensen op De Correspondent) liet inzien dat het feit dat je niet de toekomst moet berekenen aan de hand van wat er nu is ook consequenties heeft voor journalistieke prognoses. Stefan de Bruijn gaf opnieuw tal van goede opmerkingen en tipte me een Nederlands sciencefictionboek dat me een nieuwe blik gaf op Musk en Tesla. En Mathijs Beckers voorzag me van nuttige cijfers en legde me uit waarom er in de VS in elk geval in theorie nog veel onontgonnen grondstoffen voor batterijen te vinden zijn.

Eventuele fouten en onnozelheden komen alleen voor mijn rekening.

Wil je mijn werk volgen of helpen? Schrijf je in voor mijn nieuwsbrief, dan hou ik je per mail op de hoogte van de stukken die ik schrijf en de vragen die ik heb. Abonneer je hier

Lees verder

Vijf dingen die handig zijn om Elon Musk en Tesla beter te begrijpen Over het energie- en autobedrijf Tesla van CEO Elon Musk wordt een boel gezegd en geschreven, ook door mij. In deze explainer zet ik vijf terugkerende opmerkingen op een rijtje die volgens mij uitleg behoeven. Zoals: zijn Tesla’s er niet alleen voor de rijken? Lees mijn verhaal hier terug Elon Musk creëert de banen die Donald Trump wil hebben. En die zijn groen Fabrieksbanen. Ruimtereizen. Energieën en industrieën van morgen. Drie ideeën uit de inaugurele rede van Donald Trump die Amerika weer groot moeten gaan maken. Laten dat nou net drie dingen zijn waar één Amerikaanse ondernemer nu al heel groot in is. Lees mijn verhaal hier terug Zijn 100 gigafabrieken genoeg voor een wereld op groene energie? Ik rekende het na In de klimaatdocumentaire Before the Flood van Leonardo DiCaprio stelt Elon Musk dat er honderd Gigafabrieken van Tesla nodig zijn om alle batterijen te maken die de wereld nodig heeft om over te stappen op duurzame energie. Klopt dat? Ik ben gaan rekenen. Lees mijn verhaal hier terug