Det er bare to land i Europa som produserer betydelige mengder av krystallinsk grafitt («flakgrafitt»), Norge og Ukraina, og det er en klar sammenheng mellom dette faktum og at EU har grafitt på listen over kritiske mineraler.
Kina er verdens ledende produsent av grafitt, og landet dekker rundt regnet 70 prosent av den totale produksjonen (både krystallinsk og amorf grafitt) som utgjør 1,2 millioner tonn per år. Andre betydelige produsenter er India, Brasil og Canada (kilde: USGS Minerals Yearbook). Norge (som produserer ca. 10.000 tonn per år) og Ukraina (med ca. 15 000 tonn per år) har til sammenligning liten produksjon. For hver av landene utgjør den likevel ca. én prosent av verdensproduksjonen.
Skaland Graphite på Senja er Norges eneste og Europas største produsent av krystallinsk grafitt, men ressursen er begrenset, til tross for at den med en reserve på ca. 600 000 tonn grafitt vil kunne rekke til mer enn 50 års produksjon med dagens volum. Bedriften ser derfor selvsagt på nye muligheter. Bergindustrien har som kjent svært langsiktige perspektiv, og for et lite lokalsamfunn med få arbeidsplasser betyr lokal industri mye.
Det er her Norges geologiske undersøkelse (NGU) kommer inn. De statlig finansierte kartleggingsprogrammene MINN («Mineralressurser i Nord-Norge») og MINS («Mineralressurser i Sør-Norge») har ved bruk av helikoptermålinger påvist mange anomale resistivitetssoner som kan skyldes grafitt.
– Med støtte fra Nordland fylkeskommune har NGU foretatt oppfølgende undersøkelser i Meløy, Lofoten og Vesterålen, og i tillegg har Troms fylkeskommune støttet undersøkelser på Senja og ved Kvæfjord, sier prosjektleder Jan Steinar Rønning.
Formålet er å bringe kunnskapen om grafittmineraliseringene opp på et så høyt nivå at kommersielle interessenter finner dem så interessante at de vil undersøke dem i detalj.
– Resultatene er lovende. Det viser seg at den norske berggrunnen har et potensial for mange og rike grafittforekomster, om enn ikke volummessig store, fremholder Rønning.
Skaland Graphite er den eneste norske produsenten i dag, men grafitt har tidligere blitt produsert i Jennestad ved Sortland i Vesterålen (1948-1960) og Rendalsvik i Meløy (1932-1945). På forekomsten i Jennestad boret Norwegian Graphite flere hull for fem-seks år siden. Selskapet er senere slått konkurs.
Kritiske mineraler
Med kritisk mineral forstår vi mineraler som er viktige for samfunnet og vanskelig kan erstattes av andre mineraler for gitte bruksområder, og hvor framtidig tilgang til råstoff er usikker, samtidig som mineralene er viktige for økonomisk og nasjonal sikkerhet (geo365.no, 31.03.16: «Nytt kart over kritiske mineraler»). Forsyningsrisiko kan skyldes at verdensproduksjonen domineres av ett eller få land.
Legger til rette for industrien
– Vår nye forståelse av mulige norske grafittforekomster hører med til de mest interessante funnene vi har gjort i MINN- og MINS-programmene, hevder forsker Håvard Gautneb ved NGU, og Jan Steinar Rønning sier seg fullt ut enig.
Den nye kunnskapen er ervervet etter svært omfattende datainnsamling. Først ved elektromagnetiske målinger fra helikopter, der grafittens egenskaper som ledende materiale blir tatt fordel av, deretter ved godt, gammeldags feltarbeid på bakken med bruk av bakkegeofysikk og geologisk kartlegging.
Gautneb fremhever at arbeidet er et stort teamarbeid, der NGUs eksperter på geofysikk, mineralressurser, berggrunnsgeologi og laboratorieundersøkelser alle bidrar.- Helikoptermålinger er helt nødvendige fordi grafittskifre alltid er sterkt forvitret og vanskelig å lokalisere i fast fjell. I tillegg har vi brukt forskjellige geofysiske målemetoder på bakken, benyttet lokale gravemaskiner, samt NGUs lastebilmonterte borerigg. Det siste er nødvendig for å komme gjennom myrlag som dekker det faste fjellet på steder der vi har kartlagt tydelige anomalier.
Arbeidet har blitt kronet med suksess. Forskerne ved NGU vet nå mye mer om hvilket potensial den norske berggrunnen har for drift på nye forekomster.
– Én av målsetningene med MINN/MINS var å skaffe en oppdatert oversikt over områder med grafitt, og stort sett alle geofysiske anomalier med indikasjoner på grafitt har blitt besøkt og detaljundersøkt, forteller Gautneb.
– Vi har derfor oppnådd målene våre, legger han til.
I all hovedsak vil undersøkelsene av grafittmineraliseringene avsluttes i løpet av et par år. Resultatene skal deretter sammenstilles og presenteres i en endelig rapport, men NGU har selvsagt kontinuerlig rapportert enkeltresultater slik at kommuner kan bruke dem i arealplaner, samt at industrien har fått anledning til selv å se det potensialet som nå er blottlagt.
– Vi har lagt vekt på å presentere dataene på en slik måte at gruveindustrien kan ta tak i resultatene umiddelbart, og 3-4 utenlandske juniorselskaper har allerede vist interesse, sier geologen fornøyd.
Som forsker mener Gautneb at det også er viktig med en vitenskapelig tilnærming til forekomsten av grafitt i det norske grunnfjellet.
– Nå som vi har fått en god oversikt over mineraliseringene, vil vi også se på forskjellige forskningsmessige aspekter relatert til dannelsen av grafitt.
Flere norske fortrinn
Norge har fire kjerneområder der grafitt opptrer i varierende mengde og med varierende gehalt. Dette er Senja, Vesterålen/Lofoten, Holandsfjord/Glomfjord og Bamble-området. Dette er alle områder der vi har prekambriske, sedimentære bergarter som har gjennomgått kraftig metamorfose (granulittfacies, definert ved svært høy temperatur og høyt trykk).
Noen få konklusjoner peker seg ut.
– Norske grafittforekomster har, sammenlignet med de store i Kina, Brasil, Canada, Madagaskar, Mosambik og Australia, små volum. Til gjengjeld har de høye gehalter, og ikke minst god beliggenhet.
Det siste teller mye. Norge har en lang kystlinje, og alle mineraliseringene som har blitt kartlagt så langt ligger like ved kysten, og alle de kartlagte mineraliseringene på Senja ligger i kort avstand fra mulig utskipningshavn. Skaland Graphite nordvest på Senja baserer seg for eksempel på tolv km på vei fra gruven under fjellet Trælen til oppredningsanlegget og utskipningshavnen i Skaland.
– Så enkelt er det ikke overalt i verden. I Mosambik opererer en nystartet grafittgruve med 220 km lastebiltransport fra gruven til havn, så Norge har her et klart fortrinn, selv om ressursene er mindre. Kostnadsnivået i Norge trekker derimot i motsatt retning i den internasjonale konkurransen, mener Gautneb.
Fordelen med høye gehalter er heller ikke til å kimse av. Forekomsten som Skaland Graphite driver på skiller seg ut med 30 prosent grafitt. Med unntak av en helt spesiell forekomst på Sri Lanka (98-99 prosent grafitt, i det som blir kalt «åregrafitt») er de norske mineraliseringene blant verdens rikeste. Forekomsten på Sri Lanka (med bare 4000 tonn produsert per år) dekker imidlertid langt under en halv prosent av verdens produksjon.
– Trælen-forekomsten, som det drives på i dag, er unik, men de norske mineraliseringene har gjerne en gehalt på 15 prosent karbon, og dette er fortsatt mye. Ellers i verden er det vanlig med fem prosent, pluss/minus, sier Gautneb.
To typer grafitt
Det geologiske utgangspunktet for de norske grafittmineraliseringene er sedimentære bergarter med et høyt innhold av karbon, for eksempel karbonater og svartskifre.
– Krystallinsk grafitt skyldes høy grad av metamorfose (granulittfacies), og vår forståelse er at grunnfjellsbergartene har vært gjennom to episoder for drøyt to milliarder år siden.
– Amorfe mineraliseringer er derimot et resultat av kontaktmetamorfose av kullavsetninger karakterisert av lavt trykk, men høy temperatur, forteller Gautneb.
Forekomsten som Skaland Graphite driver på er krystallinsk, gjerne kalt flakgrafitt («flake»), og for visse typer anvendelse er det kun krystallinsk grafitt som gjelder.
– I flakgrafitt er de enkelte grafittkrystallene større enn for amorf grafitt. Større krystaller har bedre termiske egenskaper, og denne egenskapen er viktig i metallurgisk industri som bruker store volumer av denne varianten, opplyser Gautneb.
Sfærisk grafitt
Vi har vært inne på at grafitt er definert som et «kritisk mineral». Bakgrunnen er at mineralet har betydning for det grønne skiftet og utviklingen av ny teknologi.
– Den nyeste anvendelsen er til oppladbare batterier, og jeg tror det det er her den største økningen i etterspørselen for grafitt vil komme. Dette krever imidlertid spesialisert videreforedling til «sfærisk» grafitt (pellets) som betinger krystallinsk grafitt med stor renhet (98-99 prosent) som råstoff.
Den dominansen som Kina har i produksjon av sfærisk grafitt ønsker EU å redusere, og det er derfor satt i gang en arbeidspakke under navnet Energy Critical Elements. Arbeidspakken ledes av NGU og Håvard Gautneb.
– Arbeidet skal resultere i en oversikt over hvilket potensial EU/EØS har for produksjon av krystallinsk grafitt, og også litium og kobolt som begge er viktige materialene i oppladbare batterier, sier prosjektlederen.
Norge høyt på listen
Verdens grafittforbruk forventes å øke kraftig i framtiden på bakgrunn av det grønne skiftet. Europas ressurser er imidlertid små, og dagens produksjon fra Norge og Ukraina utgjør kun 2,5 prosent av verdens produksjon av krystallinsk grafitt.
EU har derfor dratt i gang et prosjekt hvor Europas potensial for grafittproduksjon blir kartlagt. Norge kommer da godt ut med mange og rike forekomster som ligger nært kysten og mulige havner.
– Fra et geologisk ståsted er det definitivt et potensial for å utvikle flere gruver her i landet, spesielt i Nord-Norge, men foreløpig ser det ikke ut til at prisene er gode nok til at de seriøse investorene tør å satse, og det altså på tros av at grafitt regnes som et kritisk mineral, påpeker Håvard Gautneb.
Kina får konkurranse
Balama Graphite Project i Mosambik blir regnet som verdens største forekomst av krystallinsk grafitt («flake graphite»). Produksjonen startet i 2017, og allerede i 2018 vil australske Syrah Resources bli en av verdens største produsenter.
Produksjonen rettes mot tradisjonelle markeder, men også til litium-ionbatteri-industrien som krever leveranser av «sfærisk grafitt» (bittesmå «pellets» – 15µm).
Reservene («målt og indikert») er anslått til 80 millioner tonn med et gjennomsnittlig innhold av karbon på 16,2 prosent. Det betyr at grafittreservene utgjør 13,2 millioner tonn. Ressursen i Mosambik er imidlertid mye større og anslås til drøyt 1 milliard tonn med nesten 130 millioner tonn ren grafitt.
– Til sammenligning opererer vi med reserver på ca. to millioner tonn i Trælen, med gjennomsnittlig gehalt på ca. 30 prosent karbon, dvs. 600 000 tonn ren grafitt, forteller Trond Abelsen, adm. direktør i Skaland Graphite.
– Det er neppe mulig å utvinne alt dette, men det er andre områder i fjellet som nå kartlegges grundig for om mulig å finne nye, drivverdige grafittårer. Noen av de vi kjenner har utgående i fjellsiden, men de er foreløpig ikke kartlagt med diamantboring. Én av disse går over toppen av Trælen i over 500 m høyde.
Det finnes ellers en rekke grafittforekomster i de gamle fjellmassivene på Senja, og flere av disse kan være drivverdige. Når resursene i Trælen er tatt ut, burde det derfor være mulig å skaffe grafitt til produksjon ved verket på Skaland i mange tiår frem i tid.
– I 2018 har Syrah Resources et mål om å produsere 130 000 tonn grafitt, og på litt lengre sikt er målet å produsere 300 000 tonn per år. Syrahs anlegg vil dermed bli det største grafittverket i verden, og dersom selskapet oppnår en kvalitet som kreves i markedet, vil det kunne bli en skikkelig tungvekter i verdensmålestokk, framholder Abelsen.
Utenfor Kina er det bare ca. 20 grafittverk i drift. Mosambik vil kanskje allerede i 2018 komme på 2. plass, etter Kina, av grafittproduserende land.
