En smartphone indeholder mange forskellige grundstoffer. Flere af dem bruges også i vindmøller og andre grønne teknologier, og der bliver rift om dem i fremtiden. Udvindingen af grundstofferne kræver energi, belaster miljøet og skal i reglen importeres fra andre dele af kloden. Med den rette teknologi kan materialerne genindvindes, men det er ikke uden udfordringer.

Af Stig Irving Olsen

Smartphones er små, smarte og uundværlige, og vi udskifter dem i rivende hast. Danskerne køber 2,3 millioner af dem om året. Smartphones indeholder mange sjældne og ædle metaller. Når smartphones bliver smidt væk uden at blive indsamlet og genanvendt, sker der et tab af disse ressourcer. Selv om nogle af materialerne kun findes i meget små mængder i den enkelte telefon, kan mange af dem ikke erstattes af andre materialer, fordi de har helt specifikke egenskaber, som der er behov for i smartphonen.

Der er knappe ressourcer i din smartphone
Der er kobber, guld og sølv, platin og mange mindre kendte grundstoffer som f.eks. palladium og neodymium i en smartphone (se tabellen).

Flere af dem kan vanskeligt erstattes af andre stoffer, og de er samtidig vigtige for megen grøn teknologi. Neodymium er f.eks. en vigtig bestanddel af magneterne i en vindmølle, og palladium bruges bl.a. i de katalysatorer, der renser udstødningsgasserne fra biler og skal også bruges i brintbiler.
    Materialeressourcer forekommer i små mængder i hele jordskorpen. Men for manges vedkommende er der kun relativt få steder, hvor de findes i så store koncentrationer, at det i dag kan betale sig at udvinde dem med minedrift. Når minerne med de høje koncentrationer af mineralerne bliver udtømt, tvinges man til at udnytte forekomster med lavere og lavere koncentrationer, hvor forurening og omkostninger stiger i takt med at koncentrationen falder.
    Minedrift har længe været forbundet med store miljøbelastninger. Udvinding af f.eks. guld ødelægger de lokale vandområder pga. af det såkaldte ”acid mine drainage” (AMD). AMD er vand, som er blevet forurenet efter at have været i kontakt med svovlholdige mineraler fra minen. Det kan enten være som drænvand fra bunkerne af udgravet materiale eller pga. udsivning fra forladte miner. AMD er dels en syre, dels indeholder det store mængder af giftige metaller. Når det trænger ud i de lokale vandområder, ødelægger det både grundvand og levesteder for mange dyr. Den 130 år gamle guldmine Witwatersrand i Sydafrika har på den måde efterladt en giftig arv til miljøet, som det nu bliver meget dyrt at afbøde. Udvinding af guld fra elektronikskrot er derimod ikke nær så miljøbelastende og foregår i vores del af verden under mere kontrollerede forhold.
    EU importerer en stor del af grundstofferne til den europæiske industri og er stærkt afhængig af import af metaller som f.eks. kobalt, gruppen af sjældne jordarter og titanium. Det er metaller, som er uundværlige for den grønne omstilling, og som også bruges i smartphones. Ud over bekymringen for en fremtidig knaphed på nogle grundstoffer, så er der også et ønske i EU om at undgå at blive afhængig af import fra nogle få politisk ustabile lande. For eksempel står Rusland og Sydafrika alene for 73 pct. af produktionen af palladium, mens guldproduktionen er langt mere spredt med bl.a. Kina, Rusland, Australien og USA som store producenter.
    EU har derfor stort fokus på at identificere ”kritiske råmaterialer” og vil anspore til større udforskning af muligheder for at udvinde flere råmaterialer i Europa. Derudover satser EU på udvikling af den såkaldte cirkulære økonomi, der promoverer reparation, genbrug og i sidste ende genanvendelse af materialer.

Når smartphonen ikke dur mere
Indholdet af især guld gør det attraktivt at genindvinde materialerne. Guld repræsenterer 80 pct. af pengeværdien af de materialer, som findes i en smartphone, efterfulgt af 10 pct. fra palladium og 7 pct. fra sølv. Isoleret set er det derimod ikke særlig økonomisk attraktivt at genindvinde de resterende materialer, som findes i så små mængder i den enkelte telefon. I forhold til EU's fokus på kritiske råmaterialer og cirkulær økonomi giver det imidlertid god mening at genindvinde de fleste materialer.
    EU's direktiv for elektronikskrot, WEEE, siger, at 65 pct. af al elektronisk skrot skal genanvendes, netop fordi det indeholder mange værdifulde materialer. Det gør vi allerede i Danmark. Vi kan leve op til 65 pct. målet, selv om mange knappe materialer ikke bliver genindvundet. Det kan vi, fordi indholdet af de knappe materialer procentvis er så lille. Som det ses af tabellen, kan der genvindes mange kg materialer fra smartphones, hvis man genindvinder alle metaller fra de 2,3 millioner smartphones, som sælges årligt. Det drejer sig om f.eks. ca. 500 kg neodymium, 2415 kg tin, 841 kg sølv og 195 kg guld. Men hvordan foregår bortskaffelsen i Danmark?
    Der ligger rigtig mange kasserede smartphones hjemme i skufferne. Men på et eller andet tidspunkt bliver telefonen smidt ud. Producenterne har ansvaret for at materialer, der kan genanvendes, bliver indsamlet og genanvendt. Gamle smartphones skal afleveres på genbrugsstationen til en kommunal indsamlingsordning eller hos butikken, hvor den er købt. Herfra bliver smartphonen kørt til en genindvindingsvirksomhed.

En teknologisk udfordring at genindvinde råstofferne
Der er blandet mange råstoffer sammen i en smartphone, og ofte i mikroskopiske mængder. Det kræver megen teknisk snilde at finde metoder til at adskille dem igen. Med de eksisterende teknologier er der da også et stort tab af materialer, som det enten ikke er muligt eller også alt for kostbart at skille ad og genindvinde. Udfordringen kan sammenlignes med det at adskille en kop kaffe med sukker og fløde i sine oprindelige ingredienser: kaffebønner, vand, sukker og fløde. Men med det fokus, som der er på kritiske råmaterialer og cirkulær økonomi, er der håb om, at teknologien vil udvikle sig hurtigt.
    På genindvindingsvirksomheden, som der er et par stykker af i Danmark, skiller man først smartphonen ad i de større dele. Det er f.eks. batterier, printplader, integrerede kredsløb, plast osv. Dele med særligt skadelige materialer, f.eks. dele som indeholder kviksølv, fjernes også. Det foregår oftest manuelt. Illustrationen viser et typisk procesforløb i behandlingen af elektronikskrot.

I næste trin bliver delene slået og revet i små stykker. Det sker i maskiner, som kaldes ”shreddere”. Så har man en blanding af materialer i små stykker. Opgaven er nu at adskille materialerne i blandingen. Det sker i flere trin.
    Jernet bliver først sorteret fra. Det sker ved, at materialet kører på et transportbånd forbi nogle magneter, som tiltrækker jernet, men lader resten passere uhindret.
    Derefter bliver de andre metaller, f.eks. aluminium, kobber og guld, sorteret fra. Det sker i en maskine, som fører materialet på et transportbånd hen over en magnet, der roterer. Den inducerer en cirkulær elektrisk hvirvelstrøm, på engelsk ”eddy current”, og dermed et magnetfelt i metallerne, som så bliver frastødt af magneten og på den måde skilt fra de ikke-metalliske materialer som bl.a. glas og plastik.
    Metallerne kan herefter blive skilt fra hinanden ved flere metoder. Man kan udnytte, at de har forskellig densitet (massefylde). Man hælder f.eks. metalblandingen i en væske, hvis densitet er lidt mindre end det tungeste metal. Så vil det tungeste metal synke til bunds og de andre flyde oven på. Derefter benytter man en anden væske, som kan adskille det næsttungeste metal, osv. Det er samme fænomen, som man ser i en vandbeholder, hvor en sten vil synke til bunds, mens et træstykke vil lægge sig i overfladen. Det skyldes, at stenens densitet er større end vands, mens træets densitet er mindre end vands.
    Metaller, som er smeltet sammen og b.la. printplader vil blive sendt til behandling på et af de fire-fem store smelterier i Europa. To af dem ligger i Sverige og Tyskland. I en ”smelter” opvarmes materialet – i nogle tilfælde ved at brænde det udsorterede plastik. De forskellige metaller smelter i beholderen ved forskellige temperaturer, og på denne måde kan man hælde de enkelte metaller ud af ovnen ved hver deres smeltepunkt. I en ”kobbersmelter” genindvinder man primært kobber, guld, sølv, palladium og platin. Men de sjældne jordmetaller (rare earth metals) går tabt under denne proces og ender i slaggen fra processen.
    Ingen af metoderne er 100 pct. effektive, op mod 20 pct. af de sjældne metaller vil ende op i de andre materialer. Til slut bliver der en rest, som man ikke kan sortere, og kunsten er at gøre den rest så lille som mulig.
    I en kobbersmelter kan affaldet fra 1 ton smartphones resultere i genindvinding af 128 kg kobber, 15 kg nikkel, 10 kg tin, 3,6 kg sølv, 1 kg antimon, 347 g guld, 151 g palladium og 5 g platin. Energiforbruget er væsentligt lavere end ved minedrift. I forhold til de 17 ton CO₂ som udvinding af 1 kg guld fra miner udleder, udledes der kun 3 ton ved fremstilling af 1 kg guld fra elektronikaffald. Generelt kræver genindvinding af metaller fra elektronik højest det halve af den energi, som udvinding fra miner kræver.

Smartphones’ klimabelastning
Udvinding af materialer til smartphones udgør en stor klimabelastning. Ved at genindvinde materialerne fra dem, kan vi reducere klimabelastningen væsentligt. Men selve produktionen og brugen af smartphonen har også en stor klimabelastning, og samlet er smartphones ansvarlig for en til to procent af en danskers CO₂-udledning.
    Smartphones bliver hele tiden hurtigere og bedre. Selv om telefonerne fastholder samme størrelse eller bliver større, bliver komponenterne stadig mindre og giver plads til endnu flere funktioner. Telefonsamtaler er ikke mere den vigtigste funktion, hvilket har medført en udbredelse af hurtigt mobilbredbånd (3G og 4G). Det stiller større og større krav til både telefonerne og infrastrukturen, f.eks. sendemaster og dataservere. Søjlediagrammet viser, hvordan klimapåvirkningen fra produktionen af en iPhone er steget fra model 4s til model 6.
    Udvinding i minerne af materialerne til telefonen og produktionen af den udgør den største klimabelastning. Til produktionen af de mange små elektroniske komponenter bliver der brugt store mængder kemikalier og materialer, som skal være ekstremt rene, og produktionen sker i meget rene omgivelser, hvor ingen støvpartikler kan forurene elektronikken. Det kræver et højt energiforbrug og skaber i øvrigt meget affald.
    Når vi bruger vores smartphones, kommer der en klimabelastning fra den strøm, der bruges, når vi oplader telefonen. Men der er en langt større klimabelastning fra computere, servere, sendemaster osv., som vi bruger til at sende sms’er, ringe, streame musik, til at være på Facebook, Twitter osv. Undersøgelser viser, at en amerikansk gennemsnitsbruger dagligt bruger 16 minutter til opringninger, 18 minutter til spil, 30 minutter på internet eller sociale netværk og 15 minutter på beskeder – eller i alt 105 minutter dagligt på smartphonen. Søjlediagrammet viser tydeligt, at sendemaster, servere osv., som er vigtige for de funktioner en smartphone har, spiller en væsentlig rolle i den samlede klimabelastning.

One man’s trash, another man’s treasure
Vores gamle kasserede smartphones er en potentiel guldmine, kobbermine, palladiummine etc. I fremtiden skal vi hente endnu flere ressourcer ud af den ”mine”. Nogle kalder det ”urban mining”. Det vil bidrage til, at de knappe ressourcer kan vare længere, og det vil også nedbringe miljøbelastningen og energiforbruget væsentligt.
    Det kræver selvfølgelig, at forbrugerne ikke bare lader de kasserede telefoner ligge i skufferne derhjemme, men bortskaffer dem korrekt. Politikerne skal arbejde videre med at lovgive om bedre rammer for genanvendelse af elektronisk skrot. Og ingeniørerne skal udvikle smarte teknologier, så det bliver muligt at udvinde endnu flere materialer med et mindre energiforbrug fra minerne i vores smartphones.

Mere viden
På YouTube findes flere videoer om minedrift, f.eks.: Geography – Lithosphere: Mineral resources of the Lithosphere; Geography – Lithosphere: Gold; Geography – Lithosphere: Environmental Impacts of mining.

Foto: Lisa Risager (Creative Commons)