Tekna-geologer leter etter kritiske råstoffer

På rekke og rad i det gamle lagerbygget ved den gamle skolen i Nome kommune i Telemark ligger meterlange kjerneprøver av stein. Det geologene Gaute Magnushommen (28) og Eirik Bache Stokmo (34) i selskapet Rare Earths Norway (REN) finner i dem kan bli av stor betydning for det grønne skiftet i Europa.

De to unge geologene sitter på viktig og unik kompetanse som kan være med på å utvikle en ny industrivirksomhet og verdikjede som kan gi Ulefoss og Norge flere hundre arbeidsplasser og store inntekter i fremtiden.

Kinomodus Slå av kinomodus Minispiller

Under det idylliske jordbruksområdet Fen ved Ulefoss var det en aktiv vulkan for 580 millioner år siden. I det nedslepne tilførselsrøret til vulkanen er det i dag bergarter med store mengder sjeldne jordartsmetaller. De kan bli viktige for det grønne skiftet i Europa.

Kritisk råstoff

Vi har fått bli med de to Tekna-medlemmene til den gamle skolen på gruveåsen i Fen ved Ulefoss. Ute på gårdsplassen står en av boremaskinene som snart skal i sving med nye boringer i det som er fastslått å være Europas største forekomst av såkalt sjeldne jordarter (Rare earth elements, REE). At de kalles jord, er egentlig helt feil, for det er snakk om 17 grunnstoff, som alle er metaller.

Frem til 2014 produserte Kina 90 prosent av jordartsmetallene i verden. Nå står de for 70 prosent, mens USA står for 14 prosent. Noen av dem er helt nødvendige for å få høyteknologiske produkter som elektronikk, solceller, mobiltelefoner, elbiler og vindmøller til å fungere.

Les også Skolen burde lære bort mer om geologi

Av strategiske og sikkerhetsmessige grunner ønsker Europa å gjøre seg mer uavhengig av produksjon fra Kina. Det er uttrykt blant annet gjennom EUs nye regler for kritiske råmaterialer «Critical Raw Material Act» der det er satt et mål om at minst 10 prosent av EUs årlige forbruk av slike materialer skal utvinnes innen Europa. Derfor kan funnene i Fen få stor betydning for Europa.

Eirik Bache Stokmo og Gaute Magnushommen lager tredimensjonale modeller av kjerneboringene i Fensfeltet.

I første omgang har Gaute Magnushommen analysert 20 000 meter med kjerneprøver.

Fra kalkholdig magma

Geologisk er Fensfeltet tverrsnittet av et tilførselsrør til en vulkan som var aktiv for 580 millioner år siden. Resultatet av den vulkanske aktiviteten er blant annet bergarten jerndolomitt-karbonatitt, som inneholder Europas største forekomst av sjeldne jordarter. Men det har vært drevet gruvedrift på annen malm i Fensfeltet helt fra 1600-tallet. Først jernproduksjon av kanoner og kuler, og sist på 1950-60-tallet ble niobium utvunnet for bruk i stålproduksjon.

På overflaten er Fensfeltet fire-fem kvadratkilometer i utstrekning. Det er stort sett et landbruksområde, der det bor om lag 600 mennesker. Nærmeste sentrum er Ulefoss der REN har sitt kontor, foreløpig med 11 ansatte. Selskapet har skaffet seg utvinningsrettighetene til cirka 90 prosent av Fensfeltet.

Sist juni i år ble resultatene fra 20 000 meter med kjerneboringer gjort kjent. De viste at Fensfeltet inneholder Europas til nå største forekomst av sjeldne jordartsmetaller (Rare earth elements, REE), anslått til 9 millioner tonn sjeldne jordarter i oksidform. Til sammenligning lå den totale produksjonen av sjeldne jordarter i verden på 300 000 tonn i 2022.

Kinomodus Slå av kinomodus Minispiller

Gigantisk puslespill i 3D

Ved kjerneprøvene i lagerlokalet på den gamle skolen forteller Gaute at jobben hans kan sammenlignes med en fastleges. Han studerer og beskriver hva han ser i kjerneprøvene, og stiller en diagnose. Til å hjelpe seg bruker han blant annet et håndholdt røntgenapparat.

– Dette slipper jeg ikke av syne, for det er verdt 500 000 kroner, smiler han.

Den unge geologen ser hovedsakelig etter de fire mineralene bastnäsitt, parisitt, synchysitt og monazitt. Vel gjennomført deles kjernene i to på langs. Den ene sendes til et laboratorium i Sverige der den knuses og analyseres på mikronivå for hvilke metaller/grunnstoff den inneholder. Den andre prøven lagres for fremtidig bruk.

– De mest interessante metallene er neodym og praseodym. Begge er veldig viktige i fremstillingen av permanentmagneter til blant annet vindmøller og elbiler, sier Gaute og peker på noen brune områder i steinen der disse metallene kan befinne seg.

– Dette røntgenapparatet er et meget avansert og nyttig verktøy når jeg skal analysere kjerneprøvene vi har tatt opp, sier geolog Gaute Magnushommen.

Røntgenapparatet gir en god indikasjon på hvilke grunnstoffer som er i overflaten av steinprøvene.

Det har blitt mange meter med kjerneprøver, og innen året er slutt er det planer om å bore enda 10 000 meter ned til 450 meters dybde.

– Det er helt umulig å få et komplett bilde av hva som befinner seg i bergartene under oss, sier Eirik Bache Stokmo. Han synes det både er interessant og gøy å prøve å finne ut av den geologiske dannelseshistorien om hva som har skjedd, og hvorfor det har blitt som det har blitt. Sammen med Gaute lager han tredimensjonale modeller av kjerneboringene i Fensfeltet, ser etter mønstre og planlegger hvor de skal gjøre nye kjerneboringer for å skaffe seg et enda bedre bilde av geologien.

– Det er som å prøve å løse et 3D-puslespill der 99 prosent av brikkene er ukjente - et herlig og komplisert kaos, sier han.

Ifølge Eirik er det en vanvittig stor andel jordartsmetaller i Fensfeltet. Han forteller at de har funnet i snitt 1,57 prosent TREO (total rare earths oxides), summen av sjeldne jordartene i oksidform.

– Det høres kanskje lite ut, men det er mye. For at et funn skal være drivverdig, bør det inneholde 0,75 prosent sjeldne jordarter. Dessuten er det store volumet på Fen unikt, sier han.

På Fensfeltet leter de hovedsaklig etter metallene neodym og praseodym. Begge er veldig viktige i fremstillingen av permanentmagneter til blant annet vindmøller og elbiler.

I de brune områdene i steinen kan det befinne seg sjeldne jordartsmetaller.

Utvikler gruvekonseptet

Ifølge kommunikasjonsrådgiver Tor Espen Simonsen i REN er ingen geologer så heldige som Eirik og Gaute for tiden.

– De to jobber med det desidert mest spennende mineralprosjektet i Europa akkurat nå, sier han.

Han mener at magnetmetaller og batterimetaller snart blir like viktige som olje og gass, og begreper nordmenn må lære seg.

Ifølge Simonsen jobber REN nå parallelt på fem områder med å utvikle konseptet for gruvedrift. Det ene der Gaute og Eirik er dypt involvert, er ytterligere kartlegging av forekomsten ved et nytt boreprogram.

De andre områdene er forskning- og utviklingsprosjekter for selve gruvekonseptet, dessuten forskning på mineralprosessering og utvikling av et usynlig gruveprosjekt. Tre store internasjonale forskningsprogrammer med partnere i 15 land er i gang med dette.

Pilotgruve i drift om tre år

– Vi skal underbygge den norske regjerings ambisjoner i Norsk Mineralstrategi fra 2023, nemlig å utvikle og drifte verdens mest bærekraftige gruvevirksomhet, sier Simonsen.

Han opplyser at alle ambisjonene som ligger i forskningsprogrammene skal testes ut, industrialiseres, optimaliseres og verifiseres i en pilotfabrikk som REN planlegger å bygge på Ulefoss og ha i drift i 2026.

–  Det blir en småskala gruvedrift som vil ha en varighet på rundt tre år, basert på cirka 6000 tonn malm og med om lag 30 ansatte. Det dreier seg om en investering på rundt 300 millioner kroner.

Ifølge Simonsen opererer de totalt, inkludert forskningsprogrammene, med et budsjett på en milliard norske kroner. Etter en prøvedrift av pilotfabrikken på cirka tre år til 2030, håper de at svarene de får kan lede til en investeringsbeslutning på 10 milliarder kroner til en storskala gruvedrift.

Kommunikasjonsrådgiver Tor Espen Simonsen peker ut på Fensfeltet fra kontoret i Ulefoss. Derfra skal malmen til pilotfabrikken, som REN planlegger å bygge og ha i drift i 2026, tas ut.

REN har utvinningsrettigheter til omlag 90 prosent av Fensfeltet som er 4-5 kvadratkilometer i utstrekning.

Les også Får besøk fra de største gruvene i verden

Usynlig gruve

Pilotuttaket skal skje fra den gamle Tuftestollen der Ulefoss jernverk på 1950-60-tallet tok ut niob fra  bergarten søvitt uten å ane hvilke andre ressurser som fantes i bergartene tett inntil.

– Vi planlegger en underjordisk gruvedrift der vi sprenger ut vertikale sjakter med malm som faller ned i et underjordisk knuseverk mer enn 300 meter under jorda. Derfra skal malmen fraktes på et transportbånd ut og opp til et industriområde 4-6 kilometer unna sjølve gruva. Der knuses det ytterligere, og prosesseres slik at 60 prosent av overskuddsmaterialet sendes tilbake som fylling i gruva.

Simonsen forklarer at overskuddsmaterialet skal tilføres et bindemiddel som gjør at strukturen i gruva blir sterkere, slik at man skal unngå setninger på jordoverflaten. I og med at så mye tilbakeføres, reduseres mye av behovet for deponi på landjorda.

– Folket på Fen skal altså være uberørt av gruvedriften. Men gruvedrift vil kreve areal til prosessanlegg og deponi. Kommunen jobber nå med en arealplan og ser på fire alternative lokaliseringer. Det stilles strenge krav med tanke på naturinngrep, topografi, avrenning, og sikkerhet, sier Simonsen.

Slik ser REN for seg at prinsippet for en usynlig gruvedrift kan bli.

Nær industrikompetanse og sjøtransport

Han forteller om et tett samarbeid og dialog med kommunen, miljøbevegelser og lokalbefolkningen for å minimere skader på natur og skape størst mulige positive ringvirkninger for lokalsamfunnet.

– Potensialet for å skape veldig mange arbeidsplasser lokalt er veldig stort. Direkte i selve mineralprosesseringen kan det være snakk om å skape flere hundre arbeidsplasser. I tillegg kommer lokale verdikjeder med arbeidsplasser innen service, vedlikehold, transport og entreprenørskap.

Han tilføyer at mens andre gruver i verden ofte ligger langt unna byer, ligger Fensfeltet 30 minutter unna Norges største industriklynge på Herøya. Innen like mange minutters kjøretid bor det 150 000 mennesker og innen en time nærmere en halv million.

– Så, det unike her er at vi ligger med tilgang til god infrastruktur med nærhet til sjøtransport, og nær befolkningssentra. Det vil si rett ved et område med stor industrikompetanse og lang industritradisjon. Det er forsiden av medaljen. Samtidig er det også en bakside av medaljen at vi skal gjøre alt dette der det bor masse folk.

– Mange har uttrykt bekymring for at vi ikke har nok folk med geologisk kompetanse i Norge. Hva tenker dere om det?

– Kompetanse er en like viktig ressurs som selve metallene. Vi må ha folk med riktig kompetanse. Senest under Arendalsuka i august var mangel på geologer i mineralbransjen et tema, sier Simonsen, som opplyser at REN har inngått et samarbeid med Nome videregående skole med planer om å bruke pilotgruva for opplæring av både elever og lærere.

– I tilknytning til pilotgruva har vi også planer om et forskningssenter, og vi holder på å etablere et samarbeid med Universitetet i Sørøst-Norge (USN) for å bygge opp kompetanse på området.

Bak denne døren og innover skal gruvegangen sikres før prøveuttaket på 6000 tonn kan gjøres.

På 1950- og 60-tallet drev AS Norsk Bergverk en niobgruve fra Tuftestollen.

Gammel niobgruvegang

På vei inn i Tuftestollen er det mørkt og vått. Geologene Gaute Magnushommen og Eirik Bache Stockmo peker på ulike soner i bergveggene og forklarer hva de ser og hvordan det kan ha blitt dannet.

– Området her består av jerndolomittkarbonatitt, og det er der vi finner disse sjeldne jordartene, spesielt neodym og praseodym, forklarer Eirik.

Han forteller at vi befinner oss i en gammel nedlagt niobgruve. Herfra skal tverrsnittet i gruvegangen økes og sikres innover de 500 meterne til området hvor de skal gjøre et prøveuttak på 6000 tonn.

Litt spesielt er det at AS Norsk Bergverk på 1950-60-tallet tilfeldigvis sneiet hjørnet av bergarten som kan være Europas største forekomst av sjeldne jordarter. Det er her det skal slås inn en ny stoll for å ta ut materiale til prøvedrifta i piloten.

– Uttaket skal brukes for å teste prosessene vi gjør i forskningsprosjektene REN deltar i, sier de to unge geologene, som tror og håper dette kan bli starten på et nytt, stort norsk industrieventyr.