Криза с редкоземни метали: Стратегии за осигуряване на веригите за доставка на NdFeB магнити

Геополитически рискове: 80% от преработката на редкоземни метали е под контрола на Китай

Глобалната верига за доставка на неодимови магнити се изправя пред безпрецедентни предизвикателства, тъй като Китай запазва доминацията си над преработката на редкоземни метали. С 80% от световното производство на редкоземни елементи (REEs), които се преработват в Китай, производителите на силни магнити по света се сблъскват със значителни уязвимости в своите вериги за доставка. Това концентриране създава сериозни рискове за индустрии, вариращи от потребителска електроника до възобновяема енергия, които разчитат изключително много на тези критични материали.

Разпадане на китайския монопол

Доминирането на Китай в преработката на редкоземни метали не се случи за една нощ. Чрез стратегически инвестиции и политики през последните две десетилетия, Китай изгради уникална екосистема за производство на редкоземни метали:

• 90% от глобалното производство на NdFeB магнити се извършва в Китай

• 60% от мининга на редкоземни метали се случва извън Китай, но 80% от тях се изпращат там за преработка

• 75% от всички редкоземни магнити в потребителската електроника съдържат материали, преработени в Китай

Тази концентрация става особено очевидна по време на кризата с редкоземните метали през 2010 г., когато Китай временно ограничи износа, което доведе до скок на цените с 600-1000% за някои елементи. По-наскоро, контролът при износа на галий и германий през 2023 г. показа готовността на Китай да използва господството си върху ключови суровини.

Статистика за западната зависимост

Размерът на зависимостта на Запада от редкоземни метали, преработени в Китай, става ясен при разглеждане на конкретни индустрии:

Тази зависимост създава значителни уязвимости, особено когато геополитическите напрежения нарастват. Нарушаването на износа на редкоземни метали от Китай може едновременно да парализира множество индустрии.

Усилия за диверсификация: Производство на NdPr метал във фабрика на MP Materials в САЩ (1 000 т/година)

Осъзнавайки тези уязвимости, западни държави и компании най-после предприемат конкретни стъпки за диверсифициране на веригите за доставки на редкоземни метали извън Китай. Изграждането на производствен обект за NdPr метал на MP Materials в Съединените щати представлява едно от най-значимите развития в това усилие.

Настояща западна производствена мощност

Въпреки че все още е много по-малка в сравнение с производството в Китай, способността на Запада за производство на редкоземни метали расте:

• MP Materials (САЩ) : В момента произвежда 1 000 тона NdPr годишно, като има планове да разшири производството до 5 000 тона до 2025 г.

• Lynas (Австралия/Малайзия) : Производство на 800 тона NdPr/година, с нов завод за преработка в Тексас, който ще започне работа през 2024 г.

• Rainbow Rare Earths (Африка) : Очаква се да произвежда 300 тона NdPr/година до 2025 г.

Тези съоръжения са критични първи стъпки във възстановяването на западните възможности за производство на редкоземни елементи, които са загубили значение през последните 30 години, докато производството се преместваше в Китай.

Изникващи алтернативни вериги за доставки

Няколко обещаващи алтернативи на веригите за доставки се появяват глобално:

1. Северноамериканска инициатива

   • Мината на MP Materials в Мънтън Пас, Калифорния осигурява около 15% от световните редкоземни елементи

   • Новото съоръжение за разделение ще бъде първото в САЩ, което ще произвежда тежки редкоземни елементи от десетилетия

   • Партньорства с General Motors за веригата на доставки за двигатели на BEV

2. Европейско движение за независимост

   • Европейският закон за критични суровини поставя амбициозни цели: 10% добив, 40% преработка и 20% рециклиране на редкоземни метали до 2030 г.

   • Новото откритие на редкоземни елементи в Норвегия може да осигури 1,4 милиона тона REO

   • Френската компания Orano разработва капацитети за рециклиране

3. Разширение в Австралия

   • Lynas удвоява мощностите си до 2025 г. чрез нови съоръжения

   • Australian Strategic Materials изгражда напълно интегрирана верига на доставки

   • Нови заводи за преработка, проектирани така, че да избягват ограниченията на китайските интелектуални права

Тези развития представляват най-значителното предизвикателство за доминацията на Китай върху редкоземните метали през последните над двадесет години, въпреки че още много работа предстои, за да се постигне истинска устойчивост на веригата на доставки.

Съхраняване като стратегически запас срещу локализация: Индийският дефицит от $265 млн. за рафиниране на редкоземни метали

Различни държави прилагат различни стратегии за осигуряване на доставки на неодимови магнити, като индийският опит подчертава предизвикателствата и потенциала на локализационните усилия.

Стратегии за съхраняване на запаси

Няколко държави са извървели стратегически програми за съхранение на запаси като краткосрочен буфер срещу прекъсвания в доставките:

Съхранението осигурява незабавна сигурност, но не решава фундаменталните уязвимости в доставките.

Локализационните предизвикателства на Индия

Опитите на Индия да изгради собствени капацитети за рядкоземни метали разкриват сложностите при истинската локализация:

• $265 млн. нефтопреработвателна инфраструктура липсва трябва да се реши

• В момента само 2 работещи заводa за разделяне на редкоземни метали

• 90% от редкоземните материали все още се внасят, въпреки големите запаси от торий

• Нова правителствена инициатива от $200 млн., стартирана през 2023 г., цели увеличаване на производството в страната

Опитът на Индия показва, че изграждането на пълна независимост от редкоземни елементи изисква големи и устойчиви инвестиции в продължение на много години. Повечето експерти смятат, че хибридният подход – комбинирането на частично вътрешно производство с диверсифицирани международни източници – може да предложи най-практичния път напред за повечето страни.

Потенциал за рециклиране: 95% възстановяване на материала чрез директна употреба

Тъй като първичното производство среща ограничения и екологични проблеми, рециклирането на магнити се превръща в ключов компонент на устойчивата верига за доставки на редкоземни елементи. Най-новите технологии за рециклиране вече позволяват възстановяване до 95% от редкоземните материали от продукти в края на живота им.

Съвременната ситуация в рециклирането

Въпреки потенциала, рециклирането на редкоземни елементи остава недостатъчно развито:

• По-малко от 5% от магнитите NdFeB се рециклират глобално в момента

• Потенциал за осигуряване на 35% от глобалното търсене чрез рециклиране до 2035 г.

• Нови хидрометалургични процеси могат да постигнат 98% чистота на възстановените материали

Пропастта между потенциала и действителността представлява както предизвикателство, така и възможност за изграждане на по-устойчиви вериги на доставки.

Проривни технологии за рециклиране

Няколко перспективни технологии за рециклиране достигат комерсиална жизнеспособност:

1. Обработка с водород на магнитни отпадъци (HPMS)

• Разработена от японски изследователи, вече комерсиализирана в Европа

• Възстановява 95% от магнитния материал с висока чистота

• Използва 60% по-малко енергия в сравнение с първичното производство

• Особено ефективен за отпадъци от индустриални магнити

2. Електрохимично извличане

• Процеси в лабораторен мащаб постигат чистота от 99%

• Може да обработва смесен магнитен скрап от твърди дискове, двигатели и др.

• Очаква се няколко пилотни инсталации да бъдат пуснати през 2024–2025 г.

3. Системи за директна употреба

• Възстановяване на цели магнити без напълно разглобяване

• Особено ефективен за риболовни магнити и други големи приложения

• Може да намали разходите с 80% в сравнение с нови магнити

• AIM Magnet инвестира в изследвания и разработки за директна употреба от 2020 г.

Тези технологии превръщат рециклирането от нишова дейност в потенциално голям източник на редкоземни материали.

Икономически и екологични предимства

Аргументите за мащабиране на рециклирането на редкоземни метали стават все по-силни, когато се вземат предвид пълните ползи:

• Спестяване на енергия : Всяка тонa рециклиран NdFeB спестява приблизително 8 000 kWh в сравнение с първичното производство

• Намаляване на отпадъците : Рециклирането избягва 2,5 тона минно замърсяване на тон магнити

• Емисии : 12 тона CO2 емисии се избягват на тон рециклиране

• Икономическа стойност : Световният пазар на рециклиране на магнити се очаква да достигне 390 млн. долара до 2027 г.

За компании като AIM Magnet, които поставят устойчивостта на първо място, инвестирането в партньорства и технологии за рециклиране представлява както етическа необходимост, така и стратегическо предимство в един все по-ограничен по отношение на ресурсите свят.

Изграждане на устойчиви вериги на доставки за бъдещето

С нарастващото търсене на неодимови магнити в множество индустрии, изграждането на устойчиви вериги на доставки е станало стратегическо задължение. Електромобилите (използващи 2 кг магнити на двигател), вятърните турбини (1,5 тона на MW) и потребителската електроника са основни двигатели на безпрецедентния растеж на търсенето.

Препоръчителен план за действие

Въз основа на текущите тенденции и технологичните разработки, комплексна стратегия трябва да включва:

1. Разнообразяване на източниците : Разработване на верига от 20+ държави до 2030 г.

2. Инвестиции в рециклиране : Постигане на 30% от предлагането чрез рециклиране до 2035 г.

3. Разработване на алтернативи : Развитие на технологии за CeCo и MnAl магнити

4. ПОДОБРЯВАНЕ НА ЕФЕКТИВНОСТТА : Нови конструкции на магнити, използващи с 30% по-малко неодим

5. Стратегически резерви : Поддържане на запаси за 6-12 месеца

Дейностите на AIM Magnet за сигурност на веригата на доставки

Като водещ производител на неодимови магнити и магнитни инструменти, AIM Magnet е приложил няколко инициативи, насочени към осигуряване на стабилна доставка:

• Дългосрочни договори с добивни операции в множество страни

• Стратегически запаси поддържане на 6-9 месеца запаси от критични материали

• Партньорства в областта на рециклирането с водещи технологични доставчици

• Инвестиции в НИОКР в алтернативни материали и дизайн на магнити

• Вертикална интеграция контролиране на по-голямата част от нашата производствена верига

Дефицитът на редкоземни елементи предлага както значителни предизвикателства, така и възможности. Компаниите, които активно се заемат с уязвимостта на доставните вериги днес – чрез диверсификация, иновации и устойчивост, ще бъдат най-добре позиционирани да процъфтят на пазара на магнитни материали в бъдеще. Като комбинират стратегически набавяне с технологични иновации, индустрията може да изгради по-устойчиви и устойчиви доставни вериги, които да подкрепят глобалния преход към чиста енергия и напреднали технологии.