Het Kinabalu Park in Maleisië, dat Mount Kinabalu omringt, de 20e grootste piek ter wereld, is de thuisbasis van een nikkelmijn als geen ander. In plaats van zware machines, pluimen van zwaveldioxide of rivieren rood met afvloeiing, vind je vier hectare van een bladgroene struik, sinds 2015 verzorgd door lokale dorpelingen. Een of twee keer per jaar scheren ze ongeveer een voet groei af van de 20 meter hoge planten. Vervolgens verbranden ze dat gewas om een ashy “bio-erts” te produceren dat tot 25 procent nikkel per gewicht is.
Het produceren van metaal door planten te kweken, of fytomining, is al lang getipt als een alternatieve, ecologisch duurzame manier om de mijnbouwindustrie te hervormen – zo niet te vervangen. Van de 320.000 erkende plantensoorten zijn er slechts ongeveer 700 zogenaamde ‘hyperaccumulatoren’, zoals die van Kinabalu. P. rufuschaneyi. Na verloop van tijd zuigen ze de grond droog van metalen zoals nikkel, zink, kobalt en zelfs goud.
Terwijl tweederde van nikkel wordt gebruikt om roestvrij staal te maken, wordt het metaal ook opgepikt door producenten van alles, van keukengerei tot mobiele telefoons, medische apparatuur tot energieopwekking. Zink, aan de andere kant, is essentieel voor het produceren van verf, rubber, cosmetica, farmaceutische producten, kunststoffen, inkten, zepen en batterijen. En terwijl de aanvoer van deze moeilijk te vinden metalen over de hele wereld opdroogt, blijft de vraag onverminderd sterk.
Het idee van fytomining werd voor het eerst naar voren gebracht in 1983 door een agronoom van het Amerikaanse ministerie van Landbouw genaamd Rufus L. Chaney. Andere onderzoeksgroepen vóór het Maleisische team hebben aangetoond dat het door zonne-energie aangedreven en koolstofneutrale metaalwinningsproces in de praktijk werkt – een belangrijke stap om investeerders in de mijnbouwindustrie te winnen, die hebben aangedrongen op veldproeven van verschillende hectaren om bewijs van principe te tonen. De meest recente gegevens van Kinabalu Park, een unesco-beschermde erfgoedsite op het eiland Borneo, draaien eindelijk de aandacht van de industrie, omdat ze laten zien dat de weegschaal is gekanteld in het voordeel van de commerciële levensvatbaarheid van fytomining.
“We kunnen nu aantonen dat metaalboerderijen jaarlijks tussen de 150 en 250 kilogram nikkel per hectare (170 tot 280 pond per hectare) kunnen produceren,” zei Antony van der Ent, een senior research fellow aan de Australische Universiteit van Queensland wiens proefschriftwerk de Maleisische proef aanspoorde. In het midden van dat bereik zou een boer een koele $ 3.800 per hectare nikkel netto krijgen tegen de huidige prijzen – wat, voegde Van der Ent eraan toe, “vergelijkbaar is met enkele van de best presterende landbouwgewassen op vruchtbare bodems, terwijl de bedrijfskosten vergelijkbaar zijn.”
Neem bijvoorbeeld palmolie – een gewas dat net zo berucht is om zijn winstgevendheid als zijn rol in het stimuleren van ontbossing in Azië en Afrika. Boeren die oliepalmbomen plantten, vóór de pandemie, stonden gemiddeld 2,84 ton (3,12 ton) ruwe olie per jaar te verwijderen – of $ 2.710 in de prijzen van vandaag. Voor boeren in Maleisië en Indonesië, waar 90 procent van ’s werelds palmolie wordt verbouwd, zou nikkelteelt wel eens een aantrekkelijkere optie kunnen zijn.
“In dit stadium kan fytomining onmiddellijk op volledige schaal voor nikkel gaan, terwijl fytomining voor kobalt, thallium en selenium binnen handbereik is,” zei Van der Ent.
Hoewel het team van Van der Ent sommigen in de mijnbouw heeft gewonnen, is de adoptie van fytomining nog niet in een stroomversnelling geraakt. Dat is ondanks het Maleisië-plot en andere voorbeelden die suggereren dat hoewel fabrieken natuurlijk minder kapitaalintensief en milieuvriendelijker zijn dan traditionele mijnbouw, ze ook efficiënter zijn. Toch, in een industrie die van der Ent karakteriseert als bestand tegen verandering, zou de onmiddellijke toekomst van fytomining meer een aanvulling op de traditionele mijnbouw kunnen zijn dan de vervanging ervan.
Verschillende Indonesische nikkelmijnbedrijven zijn nu op zoek naar samenwerking met het Maleisische team van Van der Ent. “We hebben verschillende industriële partners opgesteld die ermee hebben ingestemd om proeven in Indonesië te implementeren,” zei hij. “Maar door COVID staat deze ontwikkeling momenteel on hold.”
Wanneer reisbeperkingen worden opgeheven en grenzen opengaan, hoopt Van der Ent te laten zien dat er een aantal voordelen zijn aan fytomining die traditionele mijnbouw simpelweg niet kan bieden. “Er is een overvloed aan onconventionele ertsen die kunnen worden ontgrendeld door fytomining,” zei hij. Een voorbeeld is grond die overvloedig aanwezig is in tropische gebieden die doorgaans 0,5 tot 1 gewichtsprocent nikkel bevatten, wat lager is dan de cut-off waar een bedrijf winstgevend conventionele strip mining zou kunnen implementeren.
Strip mijnbouw vindt plaats in dikke lagen grond met meer dan 1 gewichtsprocent nikkel die voorkomen in plaatsen zoals Brazilië, Cuba, Indonesië, de Filippijnen en Nieuw-Caledonië, het Franse grondgebied in de Stille Zuidzee. Dit proces omvat het verwijderen van een laag grond of gesteente, aangeduid als overbelasting, voordat die naad voor het doelmetaal wordt gedolven. En het brengt grote milieukosten met zich mee. Omdat nikkel moeilijk te winnen is, vereist het proces zware machines die op diesel werken en koolstof genereren, evenals grote, zuuruitlogende installaties die nodig zijn om het metaal van zijn erts te scheiden.
Die nikkelrijke bodems worden echter steeds schaarser – en het zou goed kunnen dat een onderaanbod uiteindelijk steeds meer bedrijven ertoe aanzet fytomining te omarmen. Dat, en het feit dat bioerts 20 tot 30 procent nikkel per gewicht bevat, en ook compacter en goedkoper te vervoeren is dan typische ertsen – die rond de één tot drie procent gewichtsgrens zweven.
Toch is het, ongeacht hoe de Indonesische partnerschappen uiteindelijk verlopen, onwaarschijnlijk dat grote mijnbouwbedrijven van de ene op de andere dag stripmijnen zullen verruilen voor struikgewas. Dat is de reden waarom fytoremediatie, een spin-off technologie die mijnbouw aanvult in plaats van vervangt, misschien wel het dunne uiteinde van de wig is.
Momenteel, terwijl strip mining plaatsvindt, wordt de omliggende bovengrond bezaaid met giftige metalen tailings. Deze laag moet meestal worden uitgegraven, afgevoerd en verkocht aan stortplaatsen, vaak tegen hoge kosten voor de mijnexploitant. In het geval van steenkoolwinning bedragen de kosten van rehabilitatie, voor gestript land, gemiddeld $ 71.000 per hectare. Alleen al in de EU zijn er naar schatting 130 miljoen hectare die moeten worden opgeruimd. Het is een forse rekening voor mijnbouwbedrijven – en dat is als ze ervoor kiezen om het überhaupt te betalen. Uit spraakmakende onderzoeken in Indonesië, Australië en de VS blijkt dat mijnbouwbedrijven maar al te vaak bereid zijn om zich te onttrekken aan rehabilitatieverantwoordelijkheden.
Het residu bestaat echter meestal uit nikkel, kobalt, natrium en cadmium. Met een beetje fysische of chemische behandeling van de grond kan men precies de omstandigheden creëren waarin bepaalde hyperaccumulatoren gedijen – het is zo eenvoudig als het planten van een zaadje en het herstellen van het extra erts op een later tijdstip. “Afval uit schat”, zoals van der Ent het uitdrukte.
Marcus Radford, een milieuconsultant gevestigd in West-Australië, voegde eraan toe dat fytomining op deze sites een win-win is. Het zou mijnsanering goedkoper, sneller en gemakkelijker maken. Voeg daar nog aan toe dat het het lokale ecosysteem nieuw leven zou inblazen. “Het is een manier om terug te zetten, in plaats van weg te nemen,” zei hij.
Fytoremediatie is getest in Frankrijk, Griekenland, Albanië en Italië, maar de experimenten hebben verschillende niveaus van succes gekend. In de Italiaanse regio Toscane plantten onderzoekers bijvoorbeeld verschillende katoenhout- en wilgensoorten over met arseen verontreinigd pyrietafval. Hoewel beide planten succesvol groeiden in uitdagende omstandigheden, werd arseen niet op een significant niveau hersteld. Dat gezegd hebbende, is aangetoond dat kleinschalige fytoremediatie in Frankrijk en elders nikkel, zink en cadmium terugwint.
Om fytoremediatie door de mijnbouwindustrie te laten adopteren, heeft de praktijk steun van de raadkamer nodig, legde Van der Ent uit, eraan toevoegend dat de ondersteuning draait om grootschalige implementatie. Schaalvergroting vereist echter financiering, dus er is een beetje een kip-en-ei-probleem.
“Alleen de opname door de industrie belemmert de vertaling van fytomining naar grootschalige toepassing,” zei Van der Ent. “De industrie vraagt steevast om een demonstratie op veldschaal van fytomining om de operationele levensvatbaarheid aan te tonen, maar is niet bereid om zo’n proefproject te financieren. Ik ben ervan overtuigd dat zodra er een bewezen velddemonstratie op schaal bestaat, dit financiering zal aantrekken.”
Van der Ent is optimistisch dat de door de pandemie vertraagde opmars naar Indonesië de doorslag zal geven. Voor de zekerheid is hij echter ook van plan om de Maleisië-proef op te schalen tot bijna 50 hectare – wat de toepassing van een hydrometallurgische fabriek op industriële schaal zou vereisen, die het doelmetaal, in dit geval nikkel, scheidt van zijn erts via een watergedragen medium. Ze hoeven het gewas niet handmatig te verbranden zoals ze nu doen – wat betekent dat het proces koolstofnegatief zal zijn, in tegenstelling tot wat van der Ent als koolstofneutraal bestempelt.
Zodra de COVID-beperkingen worden opgeheven, hoopt hij dat het team de term ‘smelterijen’ nieuw leven zal inblazen.
Dit verhaal is onderdeel van de SoJo Exchange van het Solutions Journalism Network, een non-profitorganisatie die zich toelegt op rigoureuze rapportage over reacties op sociale problemen. Het werd oorspronkelijk gepubliceerd door Grist op 3 augustus 2021.
