鉱業は、歴史を通じて技術の進歩と人類の発展を可能にする上で重要な役割を果たしてきました。
エネルギー転換に必要な鉱物・金属への需要の高まりに対応するため、鉱業界は革新的で破壊的な技術を導入し、それに投資していく必要があります。
持続可能な鉱業イニシアチブは、世界経済フォーラムのUpLinkプラットフォームとProspect Innovationによる3年間のパートナーシップであり、起業家が資金調達の機会、認知度と信頼性、主要な意思決定者へのアクセスを得られるエコシステムを構築することで、起業家を支援しています。また、これらの技術を導入して新興企業の規模拡大を後押しできる企業との接点も提供しています。
このページをスマートフォンやパソコンでご覧になっているなら、想像以上に鉱物と金属に依存しています。人類の歴史を通じて、鉱業は技術の進歩と人類の発展を可能にする上で重要な役割を果たしてきました。石器時代や鉄器時代から各産業革命に至るまで、鉱物はさまざまな形で用いられ、変革を推進し、数え切れないほど多くの経済活動を実現してきました。鉱業は一貫して人類の進歩に欠かせないものであり、その変革は常に自らの領域を超えて広がり、日常生活に不可欠な無数の産業に及んできました。
人口の増加と、電気自動車、エネルギーシステム、先端電子機器などの技術への依存により、リチウム、コバルト、希土類元素、銅などの鉱物・金属に対する需要が高まっています。この転換により、従来の方法と比べて、これらの鉱物への依存はさらに大きくなります。例えば 電気自動車は、従来型の自動車の6倍の鉱物投入量を必要とします。
この課題に取り組むには、業界は革新的なアプローチとさらなる投資が必要になります。この目的のため、Prospect Innovation、UpLink、そして世界経済フォーラムの鉱業・金属業界コミュニティの連携は、起業家が資金調達の機会、認知度と信頼性、主要な意思決定者へのアクセスを得られるエコシステムを構築することで、起業家を支援する重要な役割を果たすことを目指しています。
鉱業・金属分野に応用可能な革新的で破壊的な技術を発掘するため、世界経済フォーラムのUpLinkプラットフォームは最近、持続可能な鉱業チャレンジを実施しました。この取り組みから、151件の質の高い応募者の中から選ばれた13社のスタートアップが発表されました。この革新者グループは、Prospect InnovationとUpLinkが世界中で革新的で破壊的な技術の規模拡大を図るために実施している3年間のパートナーシップ、持続可能な鉱業イニシアチブを通じて選出された、初の持続可能な鉱業コホートの受賞者です。
革新的な探査技術
鉱業において、画期的な探査技術は、深部や複雑な鉱床を正確に特定するために不可欠です。これらの革新により、これまで未開発だった供給源からの重要な金属・鉱物の入手可能性が高まり、探査の効率が向上し、地質モデリングにおける不確実性が低減されます。資源発見のスピードと信頼性を高めることで、これらの技術は、世界的に増大する鉱物需要に応えるための、より持続可能で効果的なアプローチを支えています
Datarockプラットフォームは、探査中に得られたコアサンプルを手作業で記録する際に生じる一般的な課題に対処するために開発されました。機械学習、特にコンピュータービジョンを活用することで、Datarockの分析はボーリングコアの画像を解析し、鉱業企業がコア記録プロセスを強化・自動化できるようにします。この技術は、従来の方法と比べて前例のない規模、速度、透明性で地質学的・地質工学的な知見をもたらします。
鉱物と金属の持続可能で脱炭素化された採掘
革新的な採掘、分離、輸送技術は、鉱物と金属の回収を変革し、よりエネルギー効率が高く、安全で、最適化されたものにしています。複雑な鉱石鉱床を処理するために、より侵襲性の低い方法に重点を置くことで、これらの進歩は土地、水、生物多様性への影響を低減します。この持続可能な採掘への移行は、世界の鉱物需要に責任をもって応えつつ、環境負荷を最小限に抑えるという鉱業界の目標を支えています。
SharpPulseのイノベーションは、高電圧パルスプラズマ技術を新たに開発しています。この技術は、鉱石やテーリングからの金属回収を促進すると同時に、破砕・粉砕に必要なエネルギーを削減します。通常、高度な熱的・化学的分離プロセスを必要とする鉱物に対して、この技術は特に有用です。
Tidal Metalsは、再生可能エネルギーのみで稼働する高度な脱塩技術を用いて、海水からマグネシウムを抽出しています。この『クリーンでグリーン』なプロセスは、独自技術と実証済みの物理的手法を用いてマグネシウム塩を濃縮・抽出するもので、水に何も添加せず、廃棄物も一切発生させません。Tidal Metalsは、完全に持続可能なマグネシウム製造プロセスを開発しており、炭素排出ゼロ、採掘なし、蒸発池なし、廃棄物ゼロを実現しています。
Ekionは、「電気運動式インサイチュ回収（EK-ISR）」と呼ばれる新たな採掘技術を開拓しています。この完全電動のプロセスは、掘削や水圧破砕（フラッキング）を行うことなく鉱石鉱床から金属を抽出します。採掘廃棄物は一切発生せず、帯水層を排水する必要もなく、有害な粉じんも発生させません。同社は、この技術を実験室規模で実証することに成功し、銅、金、銀、ニッケル、コバルト、希土類元素など、グリーン転換に不可欠な重要元素の回収に成功しています。Ekionの技術は完全に電動で、太陽光発電や風力タービンなどの間欠的なエネルギー源と組み合わせるのに非常に適しています。また、すでに稼働している湿式冶金抽出プラントとも円滑に統合できます。
Endolithは、先進的な生物学的技術を用いて、黄銅鉱や粘土などの低品位鉱石から重要鉱物を抽出しています。「プラグアンドプレイ」型のアプローチにより、大きな変更を加えることなく既存の採掘事業に容易に組み込むことができます。従来の採掘方法はエネルギー集約的であり、貴重な資源を残してしまうことがしばしばあります。特定の地質条件でうまく機能するよう特別に適応させた微生物を用いることで、Endolithは、これまで採掘に値しないほど低品質とみなされてきた鉱石から金属を抽出できます。このアプローチにより、現在の鉱山の寿命が延び、新たな鉱山を掘る必要性が減少します。
Destiny Copperは、革新的で低コストのモジュール式クリーンテック湿式冶金銅抽出システムを開発しました。独自の環境に配慮した添加剤を溶液に加えることで、リサイクル鉄を用いて高純度の銅を迅速に回収できます。このプロセスは拡張性があり、設備投資と運用コストが低く、エネルギー消費も少ないことが、オンタリオ州でのパイロットプラント運転で実証されています。得られる銅粉は粒径が均一で、99.9%という高純度を実現しています。これは従来の電解採取技術で達成される純度に匹敵するものでありながら、エネルギー消費は大幅に少なくなっています。
Tersa Earth InnovationsのTersaCleanは、自己給電式でモジュール式、フローベースの設計を特徴としており、採掘廃棄物の修復や金属回収に関する業務を効率化し、手作業による介入や監督の必要性を最小限に抑えます。各機器コンポーネントに自動制御戦略を備えることで、本システムは最小限の人的監視で効率的に稼働するよう設計されており、従来の処理作業における労働力の必要性を減らします。システムが自己給電式であるため、外部電源に依存することなく連続運転が可能であり、効率と信頼性がさらに向上します。
Eden GeoPowerの独自のアプローチは、地熱、鉱業、炭素貯留、地質水素を含む複数の産業において、地下の透水性を高めるのに非常に適しています。Eden GeoPowerは、同種として初となる電気式貯留層刺激（ERS）技術を開発しました。この技術は、環境への影響を最小限に抑えつつ、天然資源の回収率を高め、資源採掘の経済性を向上させることを目的としています。この特許取得済みのERS技術は、電気を用いて透水性を高め、新規および既存の資産の両方における回収率を向上させます。さらに、Eden GeoPowerの技術は、水の使用量を削減し、炭素排出を抑制し、従来の水圧破砕に伴う地震リスクを緩和するため、資源回収をより根本的に持続可能なものにします。
エネルギー効率の高い処理と精製
鉱業・金属産業において、エネルギー効率の高い処理および精製技術は、複雑な鉱石や低品位鉱床からであっても金属の回収を高める上で極めて重要な役割を果たしています。これらの革新的なアプローチは、金属回収率を向上させ、環境への影響を低減し、エネルギーと水の消費量の両方を削減します。鉱石に含まれるすべての有価金属の経済的な採取を可能にすることで、これらの技術は、鉱業および冶金における、より持続可能で資源効率の高い未来への道を切り拓いています。
Still Brightは、増大する世界の銅需要に対応しつつ、生産による環境負荷を最小限に抑えるという課題に取り組んでいます。同社の最先端技術は、高温、高圧、化石燃料を必要とせず、バナジウムを用いて濃縮鉱石から前例のない速度と効率で銅を抽出します。Still Brightのプロセスは、ほとんどの国で製錬が厳しく規制される原因となっている有毒汚染物質の発生も回避します。この技術により、Still Brightは、生産の国内回帰、プロセスの電化、銅生産能力の拡大を通じて、従来の銅製錬に代わる選択肢を提供することを目指しています。
Rock Zero Inc.は、高温焙焼を必要とせずに、リチウム硬岩からバッテリーグレードのリチウム塩を抽出する新たな方法を開発しています。同社の閉ループ型・低温プロセスは、水や試薬を含むすべての材料をリサイクルし、従来のプロセスと比べてリチウム抽出のエネルギー効率を高め、CO2排出量と廃棄物を削減します。この方法は、エネルギー使用量を削減するだけでなく、硬岩からバッテリーグレードのリチウム塩を製造するコストを約50%削減します。
Genominesは、植物ベースの手法による持続可能な金属抽出を専門とするバイオテクノロジー企業です。同社は合成生物学を用いて、土壌から高濃度の金属を吸収できる植物種（ハイパーアキュムレーター植物）を強化し、ニッケルなどの金属を効率的に抽出します。このアプローチは、金属回収を促進するだけでなく、土壌の除染による土地の修復にも貢献します。
Helios Cycleは、炭素の代わりにナトリウムを用いて、ブリケット化に適したグリーン鉄粉を製造する新しい鉄鉱石還元技術です。EAFとBOFの両方に対応しています。このプロセスは、酸素と脈石の副産物のみを排出し、直接的なCO2排出はゼロを実現しています。ナトリウムを再利用する閉ループシステムで稼働します。まず、ナトリウムが鉄鉱石を還元し、次に酸化ナトリウムが分解されて金属ナトリウムと酸素を放出し、ナトリウムをリサイクル可能にします。
Kofilnの新しい処理システムは、銅精鉱処理における画期的な技術であり、「多金属循環型経済」のアプローチを採用しています。従来の製錬とは異なり、溶融相を伴わない閉じた固気反応器で稼働するため、SO2排出をほぼ完全に排除し、ヒ素などの不純物を捕捉します。このシステムは発熱プロセスのおかげで非常にエネルギー効率が高く、使用する電力もはるかに少なくて済みます。還元剤としてグリーン水素を用いることで、化石燃料に代わり、炭素排出量が極めて低く、余剰のクリーンエネルギーが生じます。このエネルギーは他のプロセスを支えたり、電力網に供給したりでき、炭素オフセットを獲得できる可能性があります。
鉱山残渣の有効活用
革新的な技術は、テーリング、スラグ、廃石、フライアッシュ、さらには廃棄されたトラックのタイヤなど、鉱業の残渣の有効活用に変革をもたらし、業界をほぼゼロ廃棄物の未来へと近づけています。これらの材料から有価金属を回収し、価値のない成分を埋め戻しや建設などの用途に再利用することで、これらの技術は鉱業事業の安全性と環境性能の両方を高めます。このアプローチは廃棄物を削減し、潜在的な負債を資源へと転換し、循環型経済モデルに合致しています。
前述の技術の多くは、廃棄物の発生を防ぎ資源効率を高めるため、閉ループシステムを利用して、プロセスから生じる残渣を再利用するよう設計されています。
第1回持続可能な鉱業コホートの詳細、およびUpLinkが鉱業・金属業界で革新的で破壊的な技術の規模拡大をどのように支援しているかについては、こちら。
