Hoe een klein beetje aardmetaal de milieu-impact van magneten bepaalt
Magneten voor elektrische auto’s en windturbines bevatten maar een kleine hoeveelheid van het zeldzame aardmetaal dysprosium. Toch veroorzaakt dit metaal een groot deel van de milieu-impact en kosten, ontdekten milieuwetenschappers Stellina Samuel, Robert Istrate en René Kleijn.
Ze zijn essentieel voor de energietransitie: de magneten in onder andere elektrische auto’s en windturbines. In deze sterke, permanente magneten zit een kleine hoeveel van het zeldzame aardmetaal dysprosium. ‘Dit metaal maakt magneten krachtiger,’ legt Samuel uit. ‘Maar het voorkomt vooral dat ze hun kracht verliezen door de hoge temperaturen van de motoren.’
Hoewel dysprosium meestal maar één tot acht procent van een magneet uitmaakt, blijkt het verantwoordelijk voor een opvallend groot deel van de milieu-impact én de kosten ervan. De wetenschappers onderzochten de impact van de magneten gedurende hun hele levensduur — van mijnbouw tot eindproduct — en vergeleken daarbij verschillende samenstellingen op milieu-impact en kosten. In het model blijkt dat bij een referentiesamenstelling met 4% dysprosium het element verantwoordelijk was voor tot 78 procent van de milieu-impact, en tot 44 procent van de totale grondstofkosten.
Van mijn tot magneet: hier ontstaat de impact
De grote impact zit vooral in de winning en verwerking van het metaal. Dat gebeurt via zogenoemde in-situ leaching: het mijnbedrijf injecteert chemicaliën in een berg om zeldzame aardmetalen los te weken. ‘Ze graven gaten, gooien er chemicaliën en water in, en onderaan de berg vangen ze de oplossing weer op’, aldus Samuel. De grootschalige aantasting van het landschap is zichtbaar op satellietbeelden. Daarnaast kan een deel van de gebruikte chemicaliën in het omliggende gebied terechtkomen.
Daarna volgt een ingewikkeld scheidingsproces. Dysprosium behoort tot de zwaardere aardmetalen en is moeilijk te isoleren van vergelijkbare elementen. ‘Je moet veel chemicaliën en veel energie gebruiken om ze individueel te scheiden’, legt Samuel uit. ‘Dat stapelt zich op in de totale impact.’
Grootste winst zit in slimmer materiaalgebruik
Die hoge impact laat wel zien waar nog winst te behalen valt in de energietransitie. Die winst ligt volgens Samuel vooral bij slimmer en zuiniger materiaalgebruik, door materialen efficiënter en in kleinere hoeveelheden toe te passen. Voor de winning van dysprosium is weinig directe invloed vanuit Europa. ‘De mijnbouw gebeurt vooral in Myanmar en Zuid-China’, zegt ze. ‘Wat je hier wél kunt doen, is zoeken naar manieren om het gebruik van dit element te verminderen.’ Dat kan bijvoorbeeld door nieuwe technieken of ontwerpen waarmee minder dysprosium nodig is om magneten dezelfde prestaties te geven.
‘Kritieke grondstoffen zijn een beetje als kruiden in een maaltijd’
Zelfs kleine verminderingen in het gebruik van dysprosium kunnen al een groot effect hebben op zowel de milieu-impact als de kosten. ‘Kritieke grondstoffen zijn een beetje als kruiden in een maaltijd’, zegt Kleijn. ‘Je hebt er maar weinig van nodig, maar ze bepalen wel het eindresultaat.’
Minder materiaal, minder afhankelijk
De studie sluit aan bij bredere ontwikkelingen in de sector, waarin fabrikanten proberen minder kritieke materialen te gebruiken. Samuel: ‘Niet alleen vanwege de kosten en het milieu, maar ook omdat de industrie minder afhankelijk wil zijn van kritische grondstoffen.’ Dat maakt de keten minder kwetsbaar voor geopolitieke risico’s, zoals exportrestricties op zeldzame aardmetalen uit China. Bovendien is de herkomst van het metaal vaak moeilijk te traceren, wat het lastiger maakt om de keten te controleren.
Wat je niet direct ziet
In vervolgonderzoek willen de onderzoekers ook de sociale gevolgen van de winning van kritieke grondstoffen verder in kaart brengen. ‘Die kant is nog te weinig onderzocht,’ aldus Stellina. ‘Vooral omdat het een stuk lastiger te meten is dan milieu- en kostenaspecten. Het gaat vaak om lokale en minder goed gedocumenteerde effecten.’ Dat roept volgens de onderzoekers vragen op over de verantwoordelijkheid in de keten, juist omdat de winning en verwerking van grondstoffen grotendeels buiten Europa plaatsvindt, en daardoor minder zichtbaar is. Soms zit de grootste voetafdruk verstopt in een bijna onzichtbaar ingrediënt.
Wetenschappelijk artikel
Stellina Samuel, Robert Istrate, René Kleijn, Mitigating the disproportionate environmental impacts and costs of dysprosium in Nd-Fe-B magnets through material efficiency,Sustainable Production and Consumption, Volume 65, 2026, Pages 203-214,
ISSN 2352-5509, https://doi.org/10.1016/j.spc.2026.04.006.
Financiering
Dit werk is gefinancierd door de Europese Unie in het kader van Horizon Europe-subsidieovereenkomst nr. 101129888, als onderdeel van het GREENE-project. De inhoud van deze publicatie is de verantwoordelijkheid van de auteurs en weerspiegelt niet noodzakelijkerwijs de standpunten van de Europese Unie of het European Health and Digital Executive Agency (HaDEA).
