"Palju räägitakse sellest, kui oluline on rajada avameretuulikuid ja kasutada elektriautosid, aga selle hinnaks ei tohiks olla see, et rohepöördeks vajaliku metalli kaevandamise tagajärjel tekib kusagil Indoneesias džunglisse järjekordne auk, mille kaudu reostatakse põhjavett," ütles Tartu Ülikooli biokeemia kaasprofessor ja biokaevanduskeskuse BiotaTec teadusjuht Priit Jõers. 

Näiteks vajab elektril töötav auto võrreldes tavalist kütust kasutava autoga kuus korda rohkem erinevaid metalle. Samuti on erilisi metalle vaja meretuulikute generaatorite juures. Tuulikute mootorid töötavad püsimagnetite abil, mille valmistamiseks on vaja märkimisväärsetes kogustes haruldasi muldmetalle, näiteks neodüümi.

"Vesiniku tootmine vajab katalüsaatoreid, milleks kasutatakse väärismetalle, nagu näiteks plaatina. Ka nende nõudlus pidevalt kasvab. Akudele vajaliku liitiumi nõudlus kasvab ennustuste kohaselt kümme korda," märkis Jõers.

Sõltuvuse vähendamine Hiinast

Ajalooliselt on kõik mainitud ja mitmed teised metallid tulnud kaevandustest, millest ammutatud maakidest eraldatakse soovitud metallid. Need maagimaardlad on enamasti koondunud ühe riigi kätte, milleks on Hiina, kes müüb metalle üle terve maailma. "Euroopa Liidule on see aga geopoliitiline risk, sest kui meil endal midagi ei ole ja me oleme võtnud eesmärgiks viia kogu energiatootmine üle taastuvatele allikatele, siis teoreetiliselt on võimalik, et ühel hetkel Hiina meile neid metalle enam ei müü," rääkis Jõers. Osad metallid, näiteks plaatina rühma omad, on seni tulnud enamasti Lõuna-Aafrikast ja Venemaalt.

"See kõik on toonud teravalt esile vajaduse omada autonoomseid ressursse, et me ei sõltuks teistest riikidest. See lihtsalt ei ole strateegiliselt mõistlik, eriti kui me vaatame, kuidas Venemaa käitub," lisas Jõers.

Lisaks on oluline, et rohepöördeks vajalike metallide rafineerimine on seni toiminud viisil, mis nõuab kõrgeid temperatuure ja tugevaid anorgaanilisi happeid. "See kõik tähendab, et neil on suur energianõudlus ja CO2 jalajälg," märkis Jõers.

Roheliste lahenduste eelistamine

Euroopa Liidus on võetud suund, mille järgi suunatakse keskkonnakahjulike lahenduste maksustamise kaudu ettevõtteid investeerima puhastesse lahendustesse. Selle tulemusena on mitmed seni edukalt tegutsenud rafineerimistehased kinni pandud, sest kõrgemate maksude olukorras ei ole nende tegevus enam tasuv. "Teisisõnu on tekkinud surve majanduslikult kasuliku lahenduse järele, mis oleks samal ajal roheline," ütles Jõers.

Uute lahenduste leidmisel on oluline roll bioleostamise või ka biokaevandamise nime all tuntud metoodikal, milleks vajalikku tehnoloogiat on Jõers koos kolleegide ettevõttes BiotaTec üle kümne aasta arendanud. Ettevõttel on nüüdseks valminud tööstusliku skaalal kasutatava biokaevandusreaktori prototüüp.

"Selle lähenemise mõttekus seisneb selles, et kasutame mikroorganismide tavalist elutegevust, mis ei vaja kõrgeid temperatuure ja mille energeetiline nõudlus on seega väga palju väiksem. Samuti ei tekita see praktiliselt üldse mürgiseid jäätmeid, mis tähendab, et selle keskkonnajalajälg on võrreldes harjumuspäraste meetoditega kümnetes kordades väiksem," selgitas Jõers.

Biokaevandamine kasutab tööstusjääke

Biokaevandamismeetodit rakendatakse nii madala metallisisaldusega maakidest kui ka metallimaakide rafineerimisel järele jäänud tööstusjääkidest ning ka vananenud elektroonikast ehk e-romudest metallide eraldamiseks.

"Näiteks kui alumiiniumimaagist võtta välja alumiinium, jääb järgi kõrge raua sisaldusega punane puru, kus leidub ka teisi metalle, näiteks skandiumi, mida on vaja teatud terasesulamite tegemisel. Bioleostamise käigus on võimalik sellest nii-öelda punasest mudast välja tuua olulisi ja kasulikke metallitoormeid. Ühtlasi saab selle sama protsessi käigus eraldada punases mudas sisalduvaid kahjulikke elemente, näiteks arseeni," rääkis Jõers.

Sarnaselt saab talitada näiteks fosfori tootmise ülejääkide puhul, milles leidub mitmeid olulisi muldmetalle, aga ka nõrgalt radioktiivseid ühendeid. "See aine, mis pärast bioleostamist alles jääb, on puhas ja seda saab kasutada näiteks teede- ja elamuehituses," märkis Jõers. 

Teisisõnu võimaldab bioleostamine muuta problemaatilised tööstusjäägid kriitiliste toormete allikaks. "Vanadest telefonides leiduv kullasisaldus on umbes 200-300 grammi tonni kohta, mis tähendab, et ka seda võib vaadata vägagi rikkaliku maagina," täiendas Jõers.

Bioleostamise käigus kasutatakse mikroorganisme selleks, et muuta tahkel kujul olev metall vees lahustuvaks, mis võimaldab sellest eraldada puhtaid metalle. "Kuigi selle metoodika teadliku kasutamise juured ulatuvad 1960. aastatesse, on seda tööstuslikult rakendatud üpris piiratud ulatuses. Näiteks Tšiilis kasutatakse seda vase kaevandamise juures, Lõuna-Aafrikas aga kullakaevandamiseks. Samuti kasutatakse bioleostamist väiksemas mahus ka Soomes," selgitas Jõers.

Tehnoloogia muutmine ajatõhusamaks

Põhjus, miks bioleostamine ei ole väga laialt levinud, seisneb selle hinnas. Nüüd, rohepöörde kontekstis, on aga vanad lahendused kõrgelt maksustatud ja biokaevandamise tasuvus paranenud. Võrreldes traditsiooniliste meetoditega on bioleostamine teadusjuhi sõnul oluliselt keskkonnasõbralikum. Samuti ei valmista see peavalu kohalikele kogukondadele: "On oluline vahe tossavate korstendega rafineerimistehaste ja kergelt undavate metallisilindrite vahel."

Seni on arendatava metoodika kitsaskohaks olnud pikk reaktsiooniaeg. Enamasti ulatub maagist metallide eraldamiseks kuluv aeg nädalate või isegi kuudeni. "BiotaTeci peamisi arengusuundi ongi lühendada seda ajakulu märgatavalt. Teatud materjalidega töötades oleme me suutnud seda vähendada päevade või isegi tundideni," rääkis Jõers.

Kuidas biokaevandamise tulevik tööstuslikul skaalal võiks välja näha, sõltub Jõersi sõnul osaliselt sellest, kas jätkatakse keskkonda reostavate metoodikate maksustamispoliitikat. "Ma arvan, et viie aasta pärast on see tehnoloogia juba laialt levinud. Kuigi lõpptarbija ei pruugi seda märgata, võib tema ostetud elektriauto olla mitte väga kauges tulevikus valmistatud biokaevandamise meetodil toodetud metallidest," lisas Jõers.