Uppdraget: Lösa kritiska batterimetallens gåta

Mindre än två mil från Northvolts batterifabrik i Skellefteå försöker malmgeologen Joel Andersson hitta svar på litiumets hemligheter. Metallen som vi måste ha, men förstår för lite om hur den kan spåras.

Med en ficklampa lyser Joel Andersson upp väggarna i den gamla orten. Det glimmar och gnistrar att alla mineral som finns i berget.

Med en ficklampa lyser Joel Andersson upp väggarna i den gamla orten. Det glimmar och gnistrar att alla mineral som finns i berget.

Foto: Pär Bäckström/ Frilans

Skellefteå2023-12-26 08:00

Det gnistrar och glimmar i den gamla gruvorten när ljuset från pannlampan vandrar över väggarna och taket. Joel Andersson lyser med ficklampa på de rosa och gröna fläckarna där mineral sitter insprängd i bergarten som kallas pegmatit.

– Turmalin. Det används bland annat i smycken. Det här lila är litiumglimmer, och det som glänser i silver är muskovit. Det är typiska mineral för den här typen av litiumpegmatit, säger han.

undefined
Med en ficklampa lyser Joel Andersson upp väggarna i den gamla orten. Det glimmar och gnistrar att alla mineral som finns i berget.
undefined
Turmalin är det gröna mineralet, som är populärt till smycken.

Det droppar från taket och ner på marken, cirka 20 meter under jord där en gammal räls är dragen. Känslan är lite som att befinna sig i en grottlik skattkammare med diamanter, rubiner och smaragder redo att hackas loss.

– Otroligt vackert. Den här gruvan är Sveriges enda historiska litium- och cesiumgruva. Pegmatitkroppen är välkänd och värdefull för studier och för att sprida kunskap om vikten av de här bergarterna. Men hittills har den inte visat sig vara lönsam att bryta, säger Joel Andersson.

Vi befinner oss i Varuträsk, mellan Skellefteå och Boliden.

undefined
Området vid den gamla gruvan är väl bevarat och drar många intresserade till sig, inte minst barn. Joel Andersson vill dra en lans för vikten av att det utbildas geovetare i framtiden. "Man kommer vara en viktig del av samhällslösningarna", säger han.

Här upptäckte hemmansägaren Harald Holmgren i början av 1930-talet ovanliga mineral. Fyndigheten såldes senare till Boliden, men efter tio års brytning lades gruvan ned 1946.

Numera heter den Vildmarksgruvan, och är en del av Skellefteå Adventure park och den besöksturism som ägaren Tobias Erngrund startade 2016. Bland annat finns en höghöjdsbana och möjlighet att besöka gruvan. Man kan själv plocka och leta stenar i området. Här går också att spela paintball och vintertid arrangerar man bland annat snöskoturer.

Joel Andersson, biträdande lektor i malmgeologi vid Luleå tekniska universitet, har blivit en flitig gäst.

undefined
Joel Andersson är en flitig gäst i Vildmarksgruvan, där Tobias Erngrund bedriver besöksturism sedan 2016.

Sedan två år tillbaka är han en av forskarna i ett treårigt EU-finansierat forskningsprojekt som ska ge oss viktig kunskap om litium och kobolt, två av de metaller som är allra mest kritiska för produktionen av batterier till elbilar. Projektet heter Exploration Information System och ingår i det omfattande innovationsprogrammet Horizon Europe.

– Vi är 17 partners i Europa, en i Sydafrika och en i Brasilien. Det är oerhört tydligt vilket fokus det är i EU kring de här frågorna, som direkt kopplar till den nya verklighet som vi lever i vad gäller råvaruförsörjning och där den gröna omställningen är motorn.

Joel Andersson syftar bland annat på import från gruvnationer som är diktaturer, exempelvis Kina och Ryssland, samt på livsfarlig arbetsmiljö och utnyttjande av barnarbetare, som bland annat avslöjats i Kongo och Madagaskar.

– Vi är alltför beroende av vår omvärld. EU vill därför säkra sin egen försörjning av viktiga metaller och mineral, säger Joel Andersson.

undefined
Vi tar oss cirka 100 meter efter orten. Överallt på väggar och i taket glimmar det av olika mineral.

Samtidigt tickar klockan. Utvecklingen kring elbilar går i rasande tempo. Kurvan över hur behovet av litium ökar pekar brant uppåt och snart kommer de tillgångar som är kända i dag inte att räcka till.

– Vi är på efterkälken när det gäller forskning kring batterimetaller. Det är dock inte så konstigt, eftersom många av metallerna inte haft så stor efterfrågan förrän utvecklingen mot elfordon tagit fart.

undefined
Joel Andersson anser att det vore en dröm om det gick att producera litium till Northvolts batterifabrik i Varuträskområdet.

I Sundsvall finns en annan litiumfyndighet som undersöks i projektet. I projektet finns också en doktorand som fokuserar på kobolt i samarbete med Talga, där företaget undersöker en koboltfyndighet nära Vittangi.

I Varuträsk kartlägger Joel Andersson berggrunden och dokumenterar med koordinater. Vilken bergart finns? Hur ser strukturen ut?

Forskningen utgår från principen "källa-transport-fälla", vilket innebär att man försöker förstå hur och var litiumet bildats, hur det transporterats och hur det naturligt koncentreras i berggrunden.

Eftersom litium till exempel inte är magnetisk är metallen svår att spåra. Att hitta ett återkommande mönster är därför oerhört värdefullt.

– Målet med mitt uppdrag är att bygga ett datorprogram där man kan förutse intressanta områden. Om vi lyckas med det skulle det ge ett bra stöd åt prospekteringsföretagen.

undefined
På kartbilder i sin laptop visar Joel Andersson hur han undersökt berggrunden i Varuträskområdet.

Joel Andersson visar en karta på sin laptop.

– De här stora röda områdena här, där har man trott att litiumet i Varuträskgruvan kom ifrån. Men min åsikt är att den i stället kommer från de rosa områdena här, säger han och pekar på mindre fält.

– Det betyder att den bild vi haft så här långt behöver nyanseras.

Kan det också betyda att den bästa fyndigheten i Varuträskområdet inte nödvändigtvis är vid gruvan?

– Absolut. 

undefined
Det bästa litiummineralet heter spondumen och ser ut så här.

Det mest attraktiva litiummineralet heter spodumen, och kan innehålla upp till åtta procent litium. De ekonomiskt brytvärda fyndigheterna i världen för fasta bergarter har för det mesta snitthalter på 1-2 procent litium. Där är Australien i dag störst, men i nutid öppnas en gruva i Finland, nära Vasa.

– Om det finns brytvärda fyndigheter i Finland så kan det givetvis även finnas i Sverige eftersom de geologiska förutsättningarna är liknande.

Litium kan också återvinnas ur saltsjöar, där de flesta finns i Chile, och ur sediment, där kända fyndigheter finns på Balkanhalvön.

För ett par år sedan gjordes en ny prospekteringssatsning kring Varuträsk av Malåföretaget Critical Metals, men inte heller då hittade man något brytvärt område. Sedan dess har rättigheterna bytt ägare.

Närheten till Northvolts batterifabrik är kittlande, men företaget ingår inte som partner i EU-projektet.

– Det är så klart en dröm, om man kan skapa en cirkulär lititumekonomi här uppe. Men vägen dit är lång, säger Andersson.

undefined
Ingången till den gamla gruvan sker via en trappa. Gruvan ligger alldeles i anslutning till anläggningen Skellefteå Adventure park.

Samtidigt går teknikutvecklingen hastigt framåt. Att litium ingår i morgondagens bilbatterier är ingen självklarhet.

– Jag vill inte spekulera i nya tekniker, men oavsett vad så kommer det krävas naturresurser. Man bygger inga batterier ur luft.

Från många håll talas det om "grön kolonialism", att man cyniskt exploaterar mark och startar nya gruvor i miljöns namn. Hur känner du för det?

– Jag anser att vi måste se på vad vi vet, exempelvis vad som driver atmosfärens upphettning och vad vi kan göra åt det. Där finns det tyvärr många målkonflikter som vi måste gå in i, och hitta en balans för. EU:s plan att öka produktionen och ta kontroll över sin råvarukedja är god, men det talas för lite om att vi måste sänka konsumtionstakten och hushålla i högre grad.

Går litium att återvinna?

– Jo, men det återvinns väldigt små mängder i dag. Även här behöver vi göra stora framsteg och LTU är ensamma i Sverige att bedriva forskning längs hela mineralvärdekedjan från prospektering till återvinning. Här har vi unika förutsättningar att vara en del av lösningen på riktigt.

undefined
Batterifabriken Northvolt ett i Skellefteå.
Fakta Litium/batteri

Litium (Li) används i batterier, glas och keramik samt inom metallurgi. Litium är en alkalimetall och det lättaste grundämne som är i fast form vid rumstemperatur. Metallen upptäcktes år 1817 av svensken Johan August Arfwedson och utgör endast cirka 20 miljondelar av jordskorpans totala kemiska sammansättning.

Batteripacket i en modern elbil består av några hundra till några tusen litiumjonbatterier. Endast två procent av bilbatteriet utgörs av litium. 

Ett litiumjonbatteri består av tre huvudkomponenter; en katod, en anod och en elektrolyt. Katoden består av en tunn aluminiumfolie bestruken med litiumföreningar. Anoden består av en tunn kopparfolie bestruken med grafit.

Battericellens lagrade energi utvinns genom att litiumjoner rör sig mellan elektroderna.

Källa: SGU, Elbilen och Batteriföreningen.

Så jobbar vi med nyheter  Läs mer här!