John van Schagen
03 april 2025, 13:00

Diepzeemijnbouw: de race naar goud onder water

De druk op zeldzame metalen loopt wereldwijd flink op. En dus richten overheden en bedrijven hun pijlen op een nieuw ‘El Dorado’: de diepzee. Onder het wateroppervlak liggen letterlijk bergen aan waardevolle grondstoffen die nodig zijn voor accu’s, windmolens en andere technologie om de energietransitie draaiende te houden. Maar ja, is het ecologisch wel verantwoord om in die bodem te gaan wroeten?

Getty Images 1722305287 3 Mangaanknollen op de bodem van de zee kunnen waardevolle metalen bevatten. | Credits: Getty Images

Van nikkel tot kobalt, mangaan en koper. Het is al langer bekend dat dit soort kritieke metalen in de bodem van de oceanen liggen opgeslagen. In grote hoeveelheden, maar hoeveel precies? En op welke plekken? Daarover is nog veel onduidelijkheid. Zo is het bijvoorbeeld ook nog niet bekend wat het kost om al die waardevolle grondstoffen naar boven te krijgen. President Trump wil daar liever niet op wachten. Persbureau Reuters meldt deze week dat het Witte Huis een speciale maatregel overweegt die bedrijven de mogelijkheid geeft om zónder VN-toestemming de oceaanbodem te ontginnen. Dat plan leidt wereldwijd tot opgetrokken wenkbrauwen bij milieudeskundigen. Want niet alleen de locaties, de potentie en de kosten zijn nog in mist gehuld, ook over de gevolgen voor het bodemleven is nog veel onduidelijk.

Wat weten we inmiddels wél? En hoe moet je de mijnbouw op kilometers diepte voorstellen? René Kleijn is hoogleraar Industriële Ecologie aan de Universiteit Leiden en geeft tekst en uitleg.

1. Wat is diepzeemijnbouw eigenlijk?
Simpel gezegd gaat het om het delven van metalen en mineralen uit de oceaanbodem. Dat gebeurt op dieptes waar je je nauwelijks een voorstelling bij kunt maken, van 4 tot 6 kilometer. Hier liggen zogeheten mangaanknollen – keiharde, eeuwenoude klonten ter grootte van een aardappel – die tjokvol koper, nikkel en kobalt zitten. “En dat zijn precies de grondstoffen die we bijvoorbeeld nodig hebben voor elektrische auto’s en zonnepanelen. De energietransitie vraagt om heel veel van dit soort metalen”, aldus Kleijn. Het Internationaal Energieagentschap verwacht dat de vraag naar grondstoffen als lithium en nikkel in 2040 minstens verdubbeld is.

2. Hoe krijgen ze die kritieke metalen naar boven?

Grote, op afstand bestuurbare voertuigen, worden via kabels naar de bodem van de oceaan gestuurd. “Je moet hierbij denken aan een soort robotstofzuigers. Die zuigen de knollen op of schrapen ze los, waarna het materiaal via lange buizen naar een schip aan het oppervlak wordt gepompt. Daar worden de knollen opgeslagen en later aan land gebracht”, zegt Kleijn. Dit klinkt niet alleen futuristisch, dat ís het vooralsnog ook. De technologie is complex, duur en nog volop in ontwikkeling.

3. Hoe zeker weten we dat die metalen daar liggen?

Vrij zeker. Wetenschappers hebben al duizenden polymetallische knollen in kaart gebracht, vooral in de Clarion-Clipperton Zone tussen Hawaï en Mexico. Volgens schattingen van de International Seabed Authority ligt daar alleen al zo’n 21 miljard ton aan knollen, goed voor miljoenen tonnen koper, nikkel en kobalt. Het Canadese bedrijf The Metals Company staat te popelen om daar aan de slag te gaan. Niet experimenteel, maar commercieel. Kleijn: “We moeten wel beseffen dat veel data is gebaseerd op verkennende expedities en modellen. We weten dus dát het er ligt, maar de precieze hoeveelheden, kwaliteit én wat het kost om het naar boven te halen, moeten nog verder onderzocht worden.”

4. Wie mag eigenlijk waar gaan graven?

Landen mogen binnen 200 zeemijl uit hun eigen kust zelf bepalen of ze de diepzeebodem openleggen. Voor de rest van de oceaan gelden internationale spelregels. Die worden bewaakt door de International Seabed Authority (ISA), een soort VN-mijnbouwscheidsrechter. Kleijn: “Deze club werkt al jarenlang aan een Mining Code, met regels over diepzeemijnbouw. Maar de onderhandelingen daarover gaan stroef.” Zo zijn er bijvoorbeeld zorgen over eigendomsrechten en wie er uiteindelijk aan de haal gaat met de buit.

5. En het milieu dan?
Hier zit volgens Kleijn de grote knoop. “De diepzee is een kwetsbaar ecosysteem dat nauwelijks onderzocht is. Simpelweg omdat we er zo moeilijk bij kunnen komen”, aldus Kleijn. “Wat we wel weten is dat mangaanknollen belangrijk zijn voor het ecosysteem in deze diepte. Organismen hechten zich eraan of gebruiken het als verstopplek. Ze hebben er bovendien miljoenen jaren over gedaan om zich te ontwikkelen. Wat je sloopt, komt dus niet zomaar terug.” Volgens een recente studie in Nature waren de sporen van een proefboring uit 1979(!) na ruim 40 jaar nog altijd zichtbaar. Zo zagen onderzoekers nog duidelijk de sporen van de roterende hark die destijds over de zeebodem werd gehaald.

6. Maar daar trekt Trump zich niet al te veel van aan?

De Verenigde Staten hebben het VN-zeeverdrag nooit ondertekend. Dat geeft Trump meer speelruimte om het officiële VN-traject via de International Seabed Authority te kunnen omzeilen. Volgens Reuters werkt zijn team aan een nieuwe executive order waarmee bedrijven directe toegang krijgen tot diepzeemijnbouwvergunningen via de Amerikaanse overheidsinstantie NOAA. Dit plan past in Trumps bredere koers om sneller toegang te krijgen tot kritieke grondstoffen buiten het gezichtsveld van internationale organisaties. Zo wil het Witte Huis sneller handelen dan landen als China, dat nu veel van deze mineralen beheerst.

“Als dit doorgaat, dan kan ik me goed voorstellen dat andere landen zich uit het verdrag zullen terugtrekken. De Chinezen hebben bijvoorbeeld al veel claims gelegd in de Clarion-Clipperton Zone en dat levert internationale spanningen op”, aldus Kleijn. “Dat Trump dit nu mogelijk in werking gaat zetten, is natuurlijk niet heel verrassend. We zien al langer dat de Amerikaanse regering zich niet echt bekommert om de natuur en het klimaat.”

7. Waren de Noren en Japanners niet al een stap verder?

Begin 2024 kondigde de Noorse regering inderdaad al aan om met proefboringen aan de slag te gaan, in de buurt van Spitsbergen. Dat kwam de regering in Oslo op een bak aan internationale kritiek te staan. Het was uiteindelijk de groene partij SV die er een stokje voor stak. Zij gedogen het huidige kabinet en wisten in de begrotingsonderhandelingen af te dwingen dat er voorlopig géén proefboringen komen. Onder de zeebodem bij Noorwegen liggen volgens verkennend onderzoek flinke voorraden koper en andere zeldzame aardmetalen. In het gebied bij Spitsbergen denkt men bijvoorbeeld zo’n 38 miljoen ton koper aan te treffen. Greenpeace noemde het besluit ‘een belangrijke overwinning’ in hun strijd tegen diepzeemijnbouw. “Dit moet de nagel aan de doodskist zijn van deze verwoestende sector”, aldus het hoofd van de milieuorganisatie in Noorwegen.

Japan trekt zich van de kritiek vooralsnog weinig aan. Dat land wil het liefst nog dit jaar beginnen met het opgraven van mangaanknollen in een gebied in de Pacifische Oceaan. Eerste schattingen hebben het over 610.000 ton kobalt en nog eens 740.000 ton nikkel. Dat zou voldoende moeten zijn om de Japanse vraag naar deze producten voor tientallen jaren te voorzien.

8. Hoe gaat dit aflopen?

Diepzeemijnbouw is een internationaal strijdtoneel en de druk om hier te gaan spelen neemt al jaren toe. De stap van de Amerikaanse regering zal dit proces waarschijnlijk alleen maar versnellen. Toch wil Kleijn de hoop van Trump en zijn volgelingen temperen. “Hij doet nu net alsof er goudstaven liggen op de bodem van de oceaan, die je daar alleen maar even hoeft op te rapen. Maar zo simpel is het echt niet.” Kleijn noemt onder meer de technologie die nog lang niet klaar is voor grootschalige delving en de torenhoge investeringen die nodig zijn. Als landen hiermee aan de slag gaan, kost het volgens hem namelijk nog decennia voordat er significante hoeveelheden van de bodem zijn geschraapt.

“Voorstanders die roepen dat we de oceaanbodem nodig snel hebben voor accu’s en zonnepanelen, hebben dus ongelijk. Deze oplossing komt sowieso te laat voor de energietransitie. Bovendien hebben bijna alle elektrische auto’s van Chinese makelij LFP-batterijen aan boord. Daar zit al geen nikkel, mangaan of kobalt meer in.”

Lees ook:

Deze uitvinding kan zeer zorgwekkend PFAS eenvoudig en goedkoop uit het water filteren

Brugman woont al heel zijn leven in Dordrecht, dus onder de rook van PFAS-uitstoter Dupont, later veranderd in Chemours. Dat chemiebedrijf kwam via reportages in het AD en daarna van tv-programma Zembla landelijk in het nieuws omdat het al decennia lang de omgeving vervuilt met de chemische stof, die gevaarlijk is voor mens en milieu. “Al die negatieve verhalen die ik hierover las hebben een hele grote rol gespeeld in mijn onderzoek”, zegt hij. Eerste prototype Op tafel ligt een groene, geo-textiele zak met houtsnippers. Voor Brugman (30) was dit het eerste prototype van zijn vinding: een bio-filter om PFAS uit oppervlaktewater en industriële lozingen te filteren. “Ik ben fan van simpele techniek. Als de basis makkelijk is, is het snel uit te breiden. In dit geval was het idee om iets laagwaardigs zoals houtsnippers op te waarderen tot een hoogwaardig product”, zegt hij. PFAS is negatief geladen Brugman behaalde na zijn bachelor farmaceutische wetenschappen een master in scheikunde aan de universiteit van Leiden. Tijdens die laatste studie focuste hij zich op de interactie tussen negatief geladen moleculen. PFAS bevat fluoratomen en die zijn voor een deel negatief geladen. “De staart van PFAS is zeg maar negatief geladen. Daardoor kun je die moleculen er met positief geladen deeltjes uit filteren”, legt hij uit. Houtsnippers positief laden Door houtsnippers uit gemeentelijk groenafval te activeren, worden ze positief geladen en blijft PFAS eraan vastplakken. “Hoe ik dat doe, dat is het geheim van de smid”, stelt hij. “Die actief geladen houtsnippers kun je in een zak in het water leggen, maar dan haal je maar een klein deel van de PFAS eruit. Je kunt het water ook oppompen en door het filter laten stromen. PFAS is waterafstotend en blijft daardoor vaak aan de oppervlakte van het water drijven. Mijn idee is om een soort stofzuigerzak te maken in een mobiele zeecontainer, waar de bovenste laag van het oppervlaktewater doorheen wordt gepompt en gezuiverd. Dan is de PFAS-concentratie op zijn hoogst en kun je het er efficiënter uit filteren.”Hij bekijkt ook andere toepassingen. Zo zou de filterzak als een groot sleepnet achter schepen aan getrokken kunnen worden om PFAS aan het wateroppervlak eruit te halen. Ook kijkt hij naar andere type filters. “Ik heb een boekje vol ideeën. Ik zie mezelf als een Willie Wortel”, vertelt hij.PFAS zeer zorgwekkend PFAS – ook wel forever chemicals genoemd - zijn niet-afbreekbaar en water-, vet- en vuilafstotend. Ze worden onder meer gebruikt in antiaanbaklagen van pannen (Teflon), verpakkingen zoals pizzadozen, blusschuim, regenjassen en andere kleding, cosmetica of de airco’s van auto’s. Bij de productie ervan worden PFAS uitgestoten in de lucht en water, waardoor de stof zich over de hele wereld heeft verspreid. Grote uitstoters zijn onder meer chemiebedrijven Chemours (voorheen Dupont) in Dordrecht en 3M in het Belgische Zwijndrecht.Door die uitstoot wordt PFAS overal aangetroffen. In moedermelk en het bloed van mensen, maar ook in dat van ijsberen op Groenland. Het zit in het water en in de bodem, in moestuinen, in de eieren van hobbykippen en ander voedsel. Nergens in Nederland is de concentratie zo groot als rond de Chemours-fabriek in Dordrecht. Ze kunnen allerlei gezondheidsschade veroorzaken, zoals een verhoogd risico op nier- en teelbalkanker, een verzwakking van het immuunsysteem en een groter risico op onvruchtbaarheid.Sinds november vorig jaar gelden PFAS daarom als zeer zorgwekkende stoffen. Dat betekent dat ze schadelijk zijn voor mens en milieu en dat bedrijven hun uitstoot tot het minimum moeten beperken. Nederland pleit momenteel in Europa voor een verbod op PFAS. Tegen Chemours lopen inmiddels diverse rechtszaken.Andere methoden duur Momenteel wordt PFAS op verschillende manieren uit drinkwater, grondwater of industrieel afvalwater gehaald. Een waterbedrijf als Oasen, waarvan de klanten onder de rook van Chemours wonen, gebruikt hiervoor bijvoorbeeld een membraanfiltertechniek waarbij met PFAS vervuild grondwater door hele kleine gaatjes wordt geperst. Het PFAS blijft achter in de membraan. Een andere methode is actief kool, waarbij een speciaal behandelde koolstof door adsorptie allerlei stoffen aan zich bindt. Dat wordt in vele zuiveringsprocessen toegepast. Het nadeel van deze methoden is volgens Brugman dat ze duur zijn en dat er na behandeling relatief veel PFAS-houdend afval overblijft. “Mijn filter is simpeler, goedkoper en produceert minder afval”, zegt hij. Chemours in Dordrecht is een van de grootste PFAS-uitstoters van Nederland. De moeite waard Volgens professor organische chemie Han Zuilhof van de Universiteit Wageningen (WUR) verdient het idee van Brugman aandacht. “Het PFAS-probleem is heel groot. Er wordt heel veel geprobeerd en het is goed als er vanuit heel diverse perspectieven naar gekeken wordt.PFAS zijn negatief geladen, dus als er op de een of andere manier een positief geladen oppervlak kan worden gemaakt, dan bindt PFAS daar aan. De sterke kant van dit filter is natuurlijk de oorsprong: houtsnippers. Het is zeker de moeite waard om daar verder onderzoek naar te doen”, zegt hij. Nieuw prototype Volgens de hoogleraar dreigen dit soort filters echter vervuild te worden door andere stoffen in het water die ook negatief geladen zijn. “Vaak in veel hogere concentraties dan PFAS. Die wil je niet in je filter”, zegt Zuilhof. Daar kwam Brugman tijdens zijn pilots ook achter. Daarom is hij een nieuw prototype aan het ontwikkelen. In plaats van zakken gebruikt hij daarbij waterskimmers, dezelfde die ingezet worden om drijvende olielekkages op water te verwijderen. “Daarmee haal ik alleen de toplaag weg. Die laat ik dan door een zandfilter lopen”, zegt Brugman. “Ook ben ik in gesprek met een partij om nanobubbels te gebruiken om meer PFAS-vervuiling naar de oppervlakte te halen.” Goed om te proberen Zuilhof vraagt zich ook af of de concentraties PFAS in het filter hoog genoeg zijn. Volgens Brugman werkt zijn filter met de huidige concentraties in het water goed, maar geldt: hoe hoger de concentratie hoe beter. Verder vraagt de professor zich af welke PFAS worden verwijderd. “De ene PFAS is de andere niet”, zegt hij. “Kortom: er is nog veel niet bekend, maar zo’n vinding kan wellicht een bijdrage leveren. Goed om te proberen”, zegt Zuilhof. “Voor wetenschappers is het, als zulke data te zijner tijd beschikbaar komen, dan weer interessant om te kijken waar de werking nu vandaan komt, en op basis van dat inzicht te kijken hoe je het nog beter kunt maken.” Experts Roberta Hofman en Han Zuilhof noemen de innovatie veelbelovend. Afvalprobleem Volgens dr.ir. Roberta Hofman, senior wateronderzoeker bij kennisinstituut KWR, worden technologieën zoals die van Brugman vaker toegepast. Naast de vervuiling van de filters ziet zij nog een probleem: wat doe je met het volle filter? “Als je dat niet bij heel hoge temperaturen verbrandt, boven circa 1200 graden Celsius, dan gaan de PFAS niet stuk en breng je ze dus weer opnieuw terug in het milieu. Er is in Nederland geen afvalverwerker die dat kan. De dichtstbijzijnde zit in Antwerpen”, zegt ze. Minder afval Dat is Indaver en daar wil Brugman zijn afval ook heen brengen. “In elk geval produceert mijn methode minder afval dan actieve kool”, zegt hij. Hofman betwijfelt dat. “Actieve kool heeft een enorm oppervlak en daardoor een hoge adsorptiecapaciteit, veel hoger dan houtsnippers. En actieve kool kun je tien keer reactiveren. Houtsnippers moet je na één keer verbranden. Maar het is een goede poging”, stelt ze. Kogelmolen Brugman is ook andere methoden aan het bekijken die PFAS kunnen afbreken, als alternatief voor verbranding. Veelbelovend zijn de studies naar de afbraak via een zogeheten kogelmolen. De botsingen en wrijvingen van de metalen kogels in die molen leveren energie. Gecombineerd met absorptiemateriaal worden de lange ketens van de PFAS verbroken. De Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA) heeft een haalbaarheidsstudie naar deze methode gedaan, waarbij Hofman in de begeleidingscommissie zat. De studie toonde aan dat de kogelmolen 95 tot 99 procent van de PFAS vernietigt, technisch haalbaar is en een vier keer lagere CO2-voetafdruk heeft dan verbranding.Een internationaal team heeft onlangs een onderzoek gepubliceerd in Nature, waarbij met de kogelmolen niet alleen PFAS wordt vernietigd, maar ook gerecycled kan worden. Daar gelooft Hofman niet zo in. “Dat hergebruik zie ik nog niet zo zitten. Het gaat meestal om nanogrammen PFAS per liter. Dat is niet veel. Bovendien moet je het dan nog concentreren en zuiveren”, zegt ze. Genomineerd voor innovatieprijs Brugman werd onlangs met zijn PFAS BioFilter genomineerd voor de regionale Scale Innovation Award en is nu op zoek naar investeerders of een co-founder om grotere installaties te kunnen bouwen en testen. “Ik denk echt dat hier toekomst in zit, maar gemeenten die ik het aanbied reageren nog niet”, zegt hij. “Over tien jaar zou deze methode in heel Nederland gebruikt kunnen worden om PFAS uit het water te halen.”Zijn start-up heet Hydrogenium, het Latijnse woord voor waterstof. “Dat is het kleinste chemische element met de grootste impact op mens en natuur. Ik ben ook klein begonnen en hoop hetzelfde te doen”, zegt Brugman.Accelereer jouw duurzame transitie Zit jij midden in de duurzame transitie (of sta je nog aan het begin) en kun je wel wat inspiratie, hulp en kennis gebruiken? Kom op 23 juni naar Transition2026 in Amsterdam en laaf je aan de kennis en inzichten van pro’s en peers. De eerste sprekers zijn bevestigd, het belooft een wervelende dag te worden.Bekijk programmaLees ook:Bénédicte Ficq: ‘Ik trek het niet om te doen alsof het niet allang vijf over twaalf is’ Canadese onderzoekers halen PFAS uit water: 'maar dit is niet dé oplossing' Bijzondere ontdekking: water zuiveren met behulp van fruitschillen 1 miljard petflesjes besparen voor 2030? Deze Nederlandse scale-up is goed op weg