Akkumateriaalien sormenjälkimenetelmä toisi näkyväksi vastuullisesti ja kestävällä tavalla tuotetut raaka-aineet

Fossiilisista polttoaineista luopuminen tarkoittaa muun muassa sitä, että akkumateriaalien globaali kysyntä kasvaa hurjaa vauhtia. Samaan aikaan kaivostoiminnan tuottamien raaka-aineiden edellytetään tulevan vastuullisesti toimivista kaivoksista. Tässä työssä Suomi on eturintamassa. Toimiva akkumateriaalien jäljitysmenetelmä voisi luoda suomalaisille kaivostoimijoille kilpailuetua kestävien toimintatapojen vuoksi.

Kuvituskuva, jossa käsi, maapallo ja kuvakkeita. Kuvan lähde Shutterstock.
Kuva: Shutterstock

Tietyn akkumateriaalin jalostusprosessien edetessä tapahtuu usein eri lähteistä peräisin olevien erien sekoittumista globaalin kaupankäynnin ja keskittyneen jalostustoiminnan vuoksi. Jokaisella akkumineraaliesiintymällä on kuitenkin oma ”sormenjälkensä”, joka tarkoittaa kyseiselle esiintymälle tyypillistä mineralogista ja geokemiallista koostumusta.

Suomessa on parin vuoden ajan tutkittu, miten tämä sormenjälki ilmenee ja kuinka pitkälle se säilyy tunnistettavana tuotantoprosessin edetessä. Tutkimuksen avulla pyritään selvittämään, minkälaisella tarkkuudella tämän sormenjäljen avulla voisi tehdä johtopäätöksiä akkumateriaalin alkuperästä. Tutkimushanke − Sustainable processing and traceability of battery metals, minerals and materials (BATTRACE) − sai alkunsa teollisuuden tarpeesta jäljittää akkuihin käytettäviä metalleja ja tuottaa niitä kestävällä tavalla. Hanketta ovat olleet alusta saakka kehittämässä yhteistyössä suomalainen teollisuus sekä tutkimuslaitokset Geologian tutkimuskeskus GTK ja VTT.

Alkuperän selvitys materiaalin hankintavaiheessa

Markkinoilla on jo jäljitettävyysratkaisuja, jotka perustuvat tiedon keräämiseen ja yhtenäistämiseen useista arvoketjun tietolähteistä. Niiden oletetaan ilmoittavan materiaalin alkuperän totuudenmukaisesti, mutta takeita tiedon oikeellisuudesta ei ole. Sormenjälkimenetelmä astuu kuvioon tässä vaiheessa.

”Sormenjälkimenetelmällä voidaan selvittää, täsmääkö akkumateriaalin analysoitu koostumus siihen, minkälainen sen pitäisi väitetyn alkuperän perusteella olla. Menetelmä voisi olla ensisijaisesti lisätyökalu selvitettäessä akkuraaka-aineen alkuperää sen hankintavaiheessa. Sillä voisi arvioida muista jäljitettävyysmenetelmistä riippumattomasti, vaikuttaako tieto materiaalin alkuperästä pitävän paikkansa. Siksi sille olisi tarvetta ja riittävän hyvin toimiessaan myös kaupallista potentiaalia”, kertoo asiantuntija Harri Kaikkonen GTK:sta.

Pelkkä sormenjälki ei riitä

Jotta jäljitettävyydellä olisi vastuullisuusnäkökulmasta merkitystä, olisi sen toimittava globaalilla tasolla. Tämä johtuu siitä, että kaivostoiminnan vastuullisuudessa tulee ottaa huomioon useita näkökulmia niin ympäristön, työturvallisuuden, eettisen toiminnan kuin sosiaalisen toimintaympäristön kannalta. Myös metallien tuotantomenetelmät vaikuttavat materiaalien tuotannon kestävyyteen. Tarvitaan optimoituja tuotantoprosesseja, joilla metalleja otetaan talteen malmeista ja jalostetaan raaka-aineiksi akkumateriaalien tuottajille.

”Akkuteollisuudessa tarvitaan puhtaampia ja jalostetumpia raaka-aineita kuin perinteisessä metalliteollisuudessa. Perinteisillä prosesseilla tuotetaan yleensä rikasteista alkuainemuodossa olevia metalleja, kun taas akkujen tuotannossa käytetään metallisuoloja, kuten nikkeli- ja kobolttisulfaatteja”, kertoo Päivi Kinnunen, tutkimustiimin päällikkö VTT:ltä.

Kilpailuetua suomalaiselle akku- ja raaka-ainetuotannolle

Suomessa on akkumetallikaivoksia sekä toiminnassa ja suunnitteilla olevia akkukemikaali- ja akkutehtaita. Suomessa on EU-alueen suurin nikkelin kaivostuotanto, ja olemme EU:n ainoa maa, jossa on koboltin kaivostuotantoa. Litiumin tuotanto alkaa lähivuosina. Lisäksi Suomessa tuotetaan akkumetalliksi luettavaa kuparia, ja Suomessa on myös grafiittiesiintymiä.

BATTRACE-hankkeessa halutaan luoda uutta teknologiaa, jonka avulla kaivostoiminnasta pystytään tekemään kestävämpää sekä kotimaisella että globaalilla tasolla. Samalla pyritään tukemaan kotimaisen kaivostoiminnan kilpailukykyä.

”Suomessa toimivilla kaivoksilla on erinomainen maine vastuullisina toimijoina, ja siitä syystä ne haluavat ja voivat näyttää esimerkkiä myös jäljitettävyyden osalta koko kaivosteollisuudelle. Jäljitettävyyden parantuessa suomalaiset kaivostoimijat voivat myös saada kilpailuetua siitä, että niiden hiilijalanjälki on kilpailijoita pienempi, mikä voi parantaa tuotteiden kysyntää markkinoilla”, kertoo Harri Kaikkonen.

Kun GTK:ssa kehitettävän jäljitettävyysmenetelmän käytännön toimivuudesta on riittävästi tietoa ja kokemusta, menetelmän käyttöä voisi laajentaa muihinkin kuin akuissa käytettäviin metalleihin ja materiaaleihin.

BATTRACE-projektin tutkimusosuus toteutetaan VTT:llä ja GTK:lla vuosina 2020−2023. BATTRACE-konsortion yhteistyössä ovat mukana Suomen Malmijalostus, Finnish Battery Chemicals, Keliber Technology, Metso-Outotec, Valmet Automation, Latitude 66 Cobalt, Grafintec, Mawson sekä FinnCobalt.

Lisätietoja BATTRACE-hankkeesta voi lukea GTK:n keväällä 2022 julkaisemasta raportista.