Metallit, markkinat ja megawatit: Energia-alan kriittinen materiaalihaaste

Vihreä energiasiirtymä kiihtyy poikkeuksellisella nopeudella. Merituulipuistoja rakennetaan, aurinkovoimaloita näkyy maisemassa yhä enemmän, akkujen varastoinnista on tulossa keskeinen osa verkon vakautta ja siirtoverkot laajenevat vastaamaan kasvavaan kysyntään. Yhdessä nämä teknologiat muokkaavat globaaleja energiajärjestelmiämme ja määrittelevät teollisuuden painopisteitä uudelleen.

Näkyvän rakentamisen taustalla on kuitenkin monimutkaisempi todellisuus. Vihreä energiasiirtymä on myös materiaalinen haaste. Puhtaan energian järjestelmät ovat riippuvaisia suhteellisen pienestä joukosta kriittisiä raaka-aineita, kuten kuparista, litiumista, nikkelistä, koboltista ja harvinaisista maametalleista. Nämä materiaalit louhitaan, jalostetaan ja niillä käydään kauppaa maailmanlaajuisissa toimitusketjuissa, jotka kuormittavat ympäristöä ja joihin liittyy yhä enemmän geopoliittisia riskejä.

Materiaalit ja energiamurros

Toisin kuin fossiilisiin polttoaineisiin perustuvissa järjestelmissä, joissa energiavirrat ovat riippuvaisia jatkuvasta polttoaineen saannista, uusiutuvat teknologiat edellyttävät suuria alkuinvestointeja materiaaleihin. Kun tuulivoimalat, aurinkopaneelit ja akut on asennettu, ne eivät polta polttoainetta, vaan niiden suorituskyky, kustannukset ja kestävyys on sidottu valmistuksessa käytettäviin metalleihin ja mineraaleihin. Näin ollen kriittisten raaka-aineiden toimitusvarmuus vaikuttaa energiamurroksen nopeuteen, kustannuksiin ja kestävyyteen yhtä paljon kuin poliittiset tavoitteet tai investointivirrat.

Nämä riippuvuudet aiheuttavat jo nyt systeemisiä paineita. Monien kriittisten raaka-aineiden jalostuskapasiteetti on keskittynyt muutamalle alueelle, mikä luo strategisia pullonkauloja. Kuparin, litiumin ja nikkelin raaka-aineiden hintojen epävakaus vaikeuttaa investointipäätöksiä. HVDC-kaapeleiden, muuntajien ja turbiinikoteloiden kaltaisten keskeisten komponenttien valmistuskapasiteetti on rajallinen, mikä johtaa pitkiin toimitusaikoihin. Samaan aikaan toimitusketjujen ympäristöön, yhteiskuntaan ja hallintoon liittyvät riskit rajoittavat rahoituksen saantia ja haastavat hankkeiden yleistä hyväksyntää.

Euroopassa, Pohjois-Amerikassa ja osassa Aasian ja Tyynenmeren aluetta hallitukset ovat tunnustaneet kriittiset raaka-aineet strategiseksi omaisuudeksi. EU:n asetus kriittisistä raaka-aineista sekä vastaavat viitekehykset mm. Yhdysvalloissa, UK:ssa ja Kanadassa heijastavat yhteisymmärrystä siitä, että materiaaliturvallisuus on nyt erottamaton osa energiavarmuutta ja teollisuuden kilpailukykyä. Vaikka terminologia vaihtelee, logiikka on johdonmukainen: materiaalit, jotka ovat välttämättömiä puhtaille energiajärjestelmille mutta samalla alttiita häiriöille, muodostavat strategisen riskin, jota ei voida enää pitää sivuseikkana.

Ilman toimenpiteitä näistä paineista uhkaa tulla rajoitteita. Toimituskatkokset, hintapiikit ja materiaalipula voivat hidastaa puhtaan energian käyttöönottoa, nostaa kuluttajien kustannuksia ja heikentää teollisuuden kilpailukykyä. Pahimmillaan ne voisivat heikentää luottamusta itse energiasiirtymään.

Resilienssi haastavassa materiaaleihin liittyvässä tilanteessa

Keskustelussa ei pidä enää keskittyä vain tarjonnan lisäämiseen. Kriittisten materiaaliriskien hallinta edellyttää systeemisempää vastausta, jossa yhdistyvät kiertotalousstrategiat, suunnitteluinnovaatiot, ennakointi, toimitusketjun monipuolistaminen ja monialainen yhteistyö. Se edellyttää myös, että materiaaliajattelu sisällytetään aikaisemmin energiasuunnitteluun, investointipäätöksiin ja teknologian suunnitteluun.

Energia-alan materiaaliperustan ymmärtämisestä on tulossa ratkaiseva tekijä, jotta energiasiirtymä onnistuu ja on kestävä. Mikäli haluat tietää lisää, lataa whitepaper.