Krize vzácných zemin: Strategie pro zabezpečení dodavatelských řetězců NdFeB magnetů

Geopolitická rizika: 80 % zpracování vzácných zemin je pod kontrolou Číny

Globální dodavatelský řetězec pro neodymové magnety čelí bezprecedentním výzvám, protože Čína si udržuje dominanci nad zpracováním vzácných zemin. S tím, že 80 % světových zásob vzácných zemin (REE) je zpracováno v Číně, stojí před značnými riziky v dodavatelských řetězcích výrobci silných magnetů po celém světě. Tato koncentrace vytváří významná rizika pro odvětví od spotřební elektroniky až po obnovitelné zdroje energie, která na tyto kritické materiály těžce spoléhají.

Rozpad čínsího monopolu

Čína se nestala dominantní v oblasti zpracování vzácných zemin náhodou ani náhle. Strategickými investicemi a politikami během uplynulých dvou desetiletí postavila Čína bezkonkurenční ekosystém pro výrobu vzácných zemin:

• 90 % globální výroby NdFeB magnetů pochází z Číny

• 60 % těžby vzácných zemin probíhá mimo Čínu, ale 80 % se odtud vyváží do Číny na zpracování

• 75 % všech magnetů ze vzácných zemin v konzumní elektronice obsahuje materiály zpracované v Číně

Tato koncentrace se zřetelně ukázala během krize vzácných zemin v roce 2010, kdy Čína dočasně omezila vývoz, čímž způsobila nárůst cen o 600–1000 % u některých prvků. Nedávná omezení vývozu galia a germania v roce 2023 poté demonstrovala ochotu Číny využívat svou dominanci v oblasti kritických materiálů jako zbraň.

Statistiky závislosti západu

Rozsah závislosti západu na zpracovaných vzácných zeminách z Číny se stává zřejmým při pohledu na konkrétní průmyslová odvětví:

Tato závislost vytváří významné zranitelnosti, zejména v době rostoucích geopolitických napětí. Náruchy čínského exportu vzácných zemin by mohly současně paralyzovat více odvětví průmyslu.

Úsilí o diverzifikaci: Výroba NdPr kovu na bázi společnosti MP Materials (1 000 t/rok) se sídlem v USA

Vzhledem k těmto zranitelnostem nyní konečně západní země a firmy podnikají konkrétní kroky směřující k diverzifikaci dodavatelských řetězců vzácných zemin mimo Čínu. Uvedení výrobního zařízení pro výrobu NdPr kovu společností MP Materials v USA představuje jedno z nejvýznamnějších opatření tohoto úsilí.

Současný západní výrobní kapacita

Ačkoliv je západní výroba stále mnohonásobně převyšována čínskou, schopnosti západních zemí v oblasti vzácných zemin rostou:

• MP Materials (USA) : V současnosti vyrábí 1 000 tun NdPr ročně, s plánem rozšíření na 5 000 tun do roku 2025

• Lynas (Austrálie/Malajsie) : Výroba 800 tun NdPr/rok, s novým texaským zpracovatelským závodem, který bude uveden do provozu v roce 2024

• Rainbow Rare Earths (Afrika) : Předpokládaná výroba 300 tun NdPr/rok do roku 2025

Tyto závody jsou klíčovými prvními kroky při obnově západních kapacit v oblasti vzácných zemin, které upadly během posledních 30 let, kdy se výroba přesunula do Číny.

Vznikající alternativní dodavatelské řetězce

Globálně se objevuje několik nadějných alternativ dodavatelských řetězců:

1. Severoamerická iniciativa

   • Důl Mountain Pass od společnosti MP Materials v Kalifornii dodává přibližně 15 % vzácných zemin na celosvětovém trhu

   • Nové oddělovací zařízení bude prvním takovým zařízením ve Spojených státech, které bude desítky let vyrábět těžké vzácné zeminy

   • Partnerství se společností General Motors pro dodavatelský řetězec elektromotorů

2. Evropský hnutí za nezávislost

   • Zákon EU o kritických surovinách stanovuje ambiciózní cíle: 10 % těžby, 40 % zpracování a 20 % recyklace vzácných zemin do roku 2030

   • Nedávný nález vzácných zemin v Norsku může přinést 1,4 milionu tun REO

   • Francouzská společnost Orano vyvíjí schopnosti v oblasti recyklace

3. Australské rozšíření

   • Lynas zdvojnásobuje kapacity do roku 2025 díky novým zařízením

   • Australian Strategic Materials buduje plně integrovaný dodavatelský řetězec

   • Nová zpracovatelská zařízení jsou navržena tak, aby se vyhnula čínským omezením duševního vlastnictví

Tato opatření představují nejvýznamnější výzvu pro čínskou dominanci ve vzácných zeminách za posledních více než dvacet let, i když ještě zbývá mnoho práce na dosažení skutečné odolnosti dodavatelského řetězce.

Ukládání zásob vs. lokalizace: indická mezera ve rfinaci vzácných zemin ve výši 265 milionů dolarů

Různé země přijímají odlišné strategie k zabezpečení dodávek neodymových magnetů, přičemž indická zkušenost ukazuje jak výzvy, tak potenciál lokalizačních opatření.

Strategie tvorby zásob

Několik zemí zavedilo strategické programy tvorby zásob jako krátkodobou pojistku proti narušení dodávek:

Skladování zajišťuje okamžitou bezpečnost, ale neřeší základní zranitelnosti dodavatelského řetězce.

Indické výzvy v oblasti lokalizace

Indické snahy o budování domácí výroby vzácných zemin odhalují složitosti skutečné lokalizace:

• 265 milionů dolarů rozdíl v infrastruktuře rafinace musí být vyřešeno

• V současnosti pouze 2 provozované továrny na separaci vzácných zemin

• 90 % materiálů ze vzácných zemin stále dováženo, navzdory velkým zásobám thoria

• Nová vládní iniciativa ve výši 200 milionů dolarů spuštěna v roce 2023 za účelem podpory domácího zpracování

Zkušenosti Indie ukazují, že vytvoření úplné nezávislosti na vzácných zeminách vyžaduje obrovské, dlouhodobé investice po mnoho let. Většina odborníků věří, že hybridní přístupy – kombinující určitou domácí výrobní kapacitu s diverzifikovanými mezinárodními zdroji – mohou nabídnout nejrealistickější cestu vpřed pro většinu zemí.

Potenciál recyklace: 95 % obnovení materiálu prostřednictvím technologie přímého opakovaného použití

Zatímco primární výroba čelí omezením a environmentálním obavám, recyklace magnetů se stává klíčovou součástí udržitelného dodavatelského řetězce vzácných zemin. Pokročilé technologie recyklace nyní umožňují obnovit až 95 % materiálů ze vzácných zemin z výrobků po skončení jejich životnosti.

Současný stav recyklace

Navzdory potenciálu zůstává recyklace vzácných zemin nedostatečně rozvinutá:

• Globálně se v současnosti recykluje méně než 5 % magnetů NdFeB

• Recyklací lze do roku 2035 pokrýt až 35 % globální poptávky

• Nové hydro metalurgické procesy mohou dosáhnout čistoty 98 % u recyklovaných materiálů

Rozdíl mezi potenciálem a současnou realitou představuje jak výzvu, tak příležitost pro budování udržitelnějších dodavatelských řetězců.

Průlomové technologie recyklace

Několik slibných technologií recyklace dosahuje komerční životaschopnosti:

1. Zpracování magnetického odpadu pomocí vodíku (HPMS)

• Vyvinuto japonskými vědci, nyní komerčně využíváno v Evropě

• Získává 95 % magnetického materiálu s vysokou čistotou

• Spotřebovává 60 % méně energie než primární výroba

• Obzvláště účinné pro průmyslový magnetický odpad

2. Elektrochemická extrakce

• Laboratorní procesy dosahují čistoty 99 %

• Může zpracovávat smíšený magnetický šrot z pevných disků, motorů atd.

• Několik pilotních závodů se očekává v letech 2024–2025

3. Systémy přímého opakovaného použití

• Obnovuje celé magnety bez úplného demontáže

• Obzvláště účinné pro rybářské magnety a jiné rozsáhlé aplikace

• Může snížit náklady o 80 % ve srovnání s novými magnety

• AIM Magnet investuje do výzkumu a vývoje přímého opětovného použití od roku 2020

Tyto technologie mění recyklaci z nikšní aktivity na hlavní potenciální zdroj vzácných zemin.

Ekonomické a environmentální přínosy

Argumenty pro rozšíření recyklace vzácných zemin sílí, pokud vezmeme v úvahu všechny výhody:

• Úspora energie : Každá tuna recyklovaného NdFeB ušetří přibližně 8 000 kWh ve srovnání s primární výrobou

• Redukce odpadu : Recyklace zabrání vzniku 2,5 tuny horninového odpadu na každou tunu magnetů

• Emise : Na každou tunu recyklovaného materiálu se ušetří 12 tun emisí CO2

• Ekonomická hodnota : Trh s recyklací magnetů dosáhne globálně 390 milionů dolarů do roku 2027

Pro společnosti jako AIM Magnet, které klade důraz na udržitelnost, představuje investice do partnerství a technologií v oblasti recyklace zároveň etickou povinnost i strategickou výhodu ve světě postupně se vyčerpávajících zdrojů.

Vytváření odolných dodavatelských řetězců pro budoucnost

Vzhledem k tomu, že poptávka po neodymových magnetech nadále roste napříč více průmyslovými odvětvími, je pro strategické zabezpečení nutné budovat odolné dodavatelské řetězce. Elektromobily (s využitím 2 kg magnetů na motor), větrné elektrárny (1,5 tuny na MW) a spotřební elektronika jsou hlavními faktory, které podporují bezprecedentní růst poptávky.

Doporučený akční plán

Na základě současných trendů a technologického vývoje by měla být součástí komplexní strategie následující opatření:

1. Rozšíření zdrojů : Vybudování dodavatelské sítě zahrnující více než 20 zemí do roku 2030

2. Investice do recyklace : Dosáhnout 30 % dodávek z recyklace do roku 2035

3. Vývoj alternativ : Rozvoj technologií CeCo a MnAl magnetů

4. ZLEPŠETE EFEKTIVITU : Nové konstrukce magnetů s využitím o 30 % méně neodymu

5. Strategické zásoby : Udržujte zásoby na 6–12 měsíců

Závazek společnosti AIM Magnet k bezpečnosti dodavatelského řetězce

Jako přední výrobce neodymových magnetů a magnetických nástrojů implementovala společnost AIM Magnet několik opatření, která zajišťují spolehlivé dodávky:

• Dlouhodobé smlouvy s etickými těžebními provozy ve více zemích

• Strategické skladování udržování zásob na 6–9 měsíců základních materiálů

• Partnerské vztahy v oblasti recyklace s předními technologickými poskytovateli

• Investice do výzkumu a vývoje do alternativních materiálů a návrhů magnetů

• Vertikální integrace větší kontrola nad naším výrobním řetězcem

Výskyt vzácných zemin přináší jak významné výzvy, tak příležitosti. Společnosti, které aktivně řeší zranitelnosti dodavatelského řetězce již dnes – diverzifikací, inovacemi a udržitelností – budou nejlépe postaveny k tomu, aby v budoucnu uspěly na trhu magnetických materiálů. Kombinací strategického zajištění surovin s technologickými inovacemi může průmysl vytvořit odolnější a udržitelnější dodavatelské řetězce, které podpoří globální přechod k čisté energii a pokročilým technologiím.