दुर्लभ पृथ्वी संकट: NdFeB चुंबक आपूर्ति श्रृंखला सुरक्षित करने की रणनीति

भू-राजनीतिक जोखिम: 80% दुर्लभ पृथ्वी प्रसंस्करण चीन द्वारा नियंत्रित

चीन दुर्लभ पृथ्वी प्रसंस्करण पर वर्चस्व बनाए रखता है, क्योंकि नियोडाइमियम चुंबक के लिए वैश्विक आपूर्ति श्रृंखला बेहद चुनौतियों का सामना कर रही है। दुनिया के 80% दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (REEs) के प्रसंस्करण को चीन में किया जाता है, जिसके कारण दुनिया भर में मजबूत चुंबकों के निर्माताओं को अपनी आपूर्ति श्रृंखला में महत्वपूर्ण कमजोरियों का सामना करना पड़ रहा है। इस सांद्रता से उद्योगों के लिए काफी जोखिम पैदा हो रहा है, जो इन महत्वपूर्ण सामग्रियों पर भारी निर्भरता रखते हैं, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर अक्षय ऊर्जा तक।

चीनी एकाधिकार का विघटन

दुर्लभ पृथ्वी प्रसंस्करण में चीन की वर्चस्वता रातोंरात नहीं हुई। पिछले दो दशकों में रणनीतिक निवेश और नीतियों के माध्यम से, चीन ने दुर्लभ पृथ्वी उत्पादन के लिए एक अद्वितीय पारिस्थितिकी तंत्र विकसित किया है:

• वैश्विक NdFeB चुंबक उत्पादन का 90% चीन में होता है

• चीन के बाहर 60% दुर्लभ पृथ्वी की खुदाई होती है, लेकिन 80% को प्रसंस्करण के लिए वहां भेज दिया जाता है

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में सभी दुर्लभ पृथ्वी चुंबकों में 75% में चीनी-प्रसंस्कृत सामग्री होती है

इस सांद्रता का विशेष रूप से 2010 में दुर्लभ पृथ्वी संकट के दौरान पता चला जब चीन ने अस्थायी रूप से निर्यात पर प्रतिबंध लगा दिया, जिससे कुछ तत्वों के लिए कीमतों में 600-1000% की बढ़ोतरी हुई। हाल ही में, 2023 में गैलियम और जर्मेनियम पर निर्यात नियंत्रण ने चीन की आवश्यक सामग्री में अपने वर्चस्व को साबित कर दिया है।

पश्चिमी निर्भरता सांख्यिकी

चीनी-प्रसंस्कृत दुर्लभ पृथ्वी पर पश्चिम की निर्भरता का विस्तार विशिष्ट उद्योगों की जांच करने पर स्पष्ट हो जाता है:

यह निर्भरता महत्वपूर्ण कमजोरियों को जन्म देती है, विशेष रूप से जब भू-राजनीतिक तनाव बढ़ता है। चीन से दुर्लभ मृदा निर्यात में व्यवधान एक साथ कई उद्योगों को ठप कर सकता है।

विविधता प्रयास: MP Materials के संयुक्त राज्य में NdPr धातु उत्पादन (1,000टन/वर्ष)

इन कमजोरियों को पहचानते हुए, पश्चिमी राष्ट्र और कंपनियां अंततः चीन से परे दुर्लभ मृदा आपूर्ति श्रृंखला में विविधता लाने के लिए सार्थक कदम उठा रही हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में MP Materials की NdPr धातु उत्पादन सुविधा की स्थापना इस प्रयास में सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से एक है।

वर्तमान पश्चिमी उत्पादन क्षमता

अभी भी चीनी उत्पादन की तुलना में कम है, लेकिन पश्चिमी दुर्लभ मृदा क्षमताएं बढ़ रही हैं:

• MP Materials (USA) : वर्तमान में प्रति वर्ष 1,000 टन NdPr का उत्पादन कर रहा है, 2025 तक 5,000 टन तक विस्तार की योजना है

• लाइनस (ऑस्ट्रेलिया/मलेशिया) : 800 टन एनडीप्रति वर्ष का उत्पादन कर रहा है, 2024 में टेक्सास में नया प्रसंस्करण संयंत्र शुरू होने वाला है

• रेनबो रेयर अर्थ (अफ्रीका) : 2025 तक प्रति वर्ष 300 टन एनडीप्रति का उत्पादन करने की योजना है

पश्चिमी देशों की रेयर अर्थ क्षमता के पुनर्निर्माण में ये सुविधाएं महत्वपूर्ण पहले के कदम हैं, जो पिछले 30 वर्षों में उत्पादन के चीन में स्थानांतरण के कारण कमजोर हो गई थीं।

उभरती हुई वैकल्पिक आपूर्ति श्रृंखला

वैश्विक स्तर पर कई आशाजनक आपूर्ति श्रृंखला विकल्प उभर रहे हैं:

1. उत्तर अमेरिकी पहल

   • कैलिफोर्निया में एमपी मटेरियल्स की माउंटेन पास खान 15% वैश्विक रेयर अर्थ की आपूर्ति करती है

   • नया पृथक्करण संयंत्र दशकों में पहला भारी रेयर अर्थ उत्पादन करने वाला यूएस में पहला संयंत्र होगा

   • ईवी मोटर आपूर्ति श्रृंखला के लिए जनरल मोटर्स के साथ साझेदारी

2. यूरोपीय स्वतंत्रता आंदोलन

   • ईयू क्रिटिकल रॉ मैटेरियल एक्ट ने 2030 तक दुर्लभ मृदाओं की 10% खदान, 40% प्रसंस्करण और 20% पुन:चक्रण के लक्ष्य तय किए हैं

   • नॉर्वे में हाल की खोज से 1.4 मिलियन टन REO प्राप्त हो सकता है

   • फ्रांसीसी कंपनी ओरानो पुन:चक्रण क्षमता विकसित कर रही है

3. ऑस्ट्रेलियाई विस्तार

   • 2025 तक नई सुविधाओं के साथ लाइनस क्षमता दोगुना कर रहा है

   • ऑस्ट्रेलियाई स्ट्रैटेजिक मैटेरियल्स पूरी तरह से एकीकृत आपूर्ति श्रृंखला बना रहा है

   • चीनी IP प्रतिबंधों से बचने के लिए नए प्रसंस्करण संयंत्रों की डिज़ाइन किया गया है

ये विकास चीन के दुर्लभ मृदा प्रभुत्व के लिए 20 साल में सबसे महत्वपूर्ण चुनौती का प्रतिनिधित्व करते हैं, हालांकि वास्तविक आपूर्ति श्रृंखला लचीलेपन को प्राप्त करने के लिए अभी भी बहुत काम करना बाकी है।

स्टॉकपाइलिंग बनाम स्थानीयकरण: भारत की $265 मिलियन की दुर्लभ मृदा शोधन की कमी

विभिन्न राष्ट्र अपनी नियोडिमियम चुंबक आपूर्ति को सुरक्षित करने के लिए अलग-अलग रणनीतियों का अनुसरण कर रहे हैं, जिसमें भारत के अनुभव से स्थानीयकरण प्रयासों की चुनौतियों और संभावनाओं दोनों को उजागर किया गया है।

स्टॉकपाइलिंग रणनीति

आपूर्ति में व्यवधान के खिलाफ अल्पकालिक बफर के रूप में कई राष्ट्रों ने रणनीतिक स्टॉकपाइलिंग कार्यक्रम शुरू किए हैं:

भंडारण से तुरंत सुरक्षा मिलती है, लेकिन इससे आपूर्ति श्रृंखला की मूलभूत कमजोरियों का समाधान नहीं होता।

भारत की स्थानीयकरण चुनौतियाँ

दुर्लभ पृथ्वी क्षमताओं के निर्माण के लिए भारत के प्रयास सही स्थानीयकरण की जटिलताओं को दर्शाते हैं:

• 265 मिलियन डॉलर की शोधन बुनियादी ढांचे की कमी को संबोधित करने की आवश्यकता है

• वर्तमान में केवल 2 संचालन दुर्लभ पृथ्वी अलगाव संयंत्र हैं

• भारी थोरियम भंडार के बावजूद अभी भी 90% दुर्लभ पृथ्वी सामग्री का आयात

• 2023 में घरेलू प्रसंस्करण को बढ़ावा देने के लिए शुरू की गई 200 मिलियन डॉलर की सरकारी पहल

भारत के अनुभव से पता चलता है कि पूर्ण दुर्लभ पृथ्वी स्वायत्तता निर्माण के लिए कई वर्षों तक विशाल, निरंतर निवेश की आवश्यकता होती है। अधिकांश विशेषज्ञों का मानना है कि कुछ घरेलू क्षमता के साथ-साथ विविधीकृत अंतरराष्ट्रीय स्रोतों के संयोजन वाले संकरित दृष्टिकोण अधिकांश राष्ट्रों के लिए सबसे व्यावहारिक मार्ग प्रदान कर सकते हैं।

पुन: उपयोग क्षमता: प्रत्यक्ष पुन: उपयोग तकनीक के माध्यम से 95% सामग्री पुनर्प्राप्ति

प्राथमिक उत्पादन कठिनाइयों और पर्यावरणीय चिंताओं का सामना कर रहा है और चुंबक पुन: चक्रण एक स्थायी दुर्लभ पृथ्वी आपूर्ति श्रृंखला के महत्वपूर्ण घटक के रूप में उभर रहा है। उन्नत पुन: चक्रण तकनीकें अब अंतिम उत्पादों से दुर्लभ पृथ्वी सामग्री के 95% तक की पुनर्प्राप्ति करना संभव बना रही हैं।

वर्तमान पुन: चक्रण परिदृश्य

संभावना के बावजूद, दुर्लभ पृथ्वी पुन: चक्रण अभी तक विकसित नहीं हुआ है:

• वर्तमान में वैश्विक स्तर पर केवल 5% से कम NdFeB चुंबकों का पुन:चक्रण होता है

• 2035 तक पुन:चक्रण के माध्यम से वैश्विक मांग का 35% आपूर्ति की क्षमता

• नए हाइड्रोमैटलर्जिकल प्रक्रियाएं पुनर्प्राप्त सामग्रियों में 98% शुद्धता प्राप्त कर सकती हैं

संभाव्यता और वर्तमान वास्तविकता के बीच अंतर अधिक स्थायी आपूर्ति श्रृंखलाओं के निर्माण के लिए एक चुनौती और अवसर दोनों का प्रतिनिधित्व करता है।

नवाचार पुन:चक्रण प्रौद्योगिकियाँ

कई आशाजनक पुन:चक्रण प्रौद्योगिकियाँ व्यावसायिक योग्यता तक पहुँच रही हैं:

1. हाइड्रोजन प्रक्रिया चुंबक स्क्रैप (HPMS)

• जापानी शोधकर्ताओं द्वारा विकसित, अब यूरोप में व्यावसायिकृत

• उच्च शुद्धता के साथ 95% चुंबकीय सामग्री का पुनर्प्राप्ति

• प्राथमिक उत्पादन की तुलना में 60% कम ऊर्जा का उपयोग

• औद्योगिक चुंबकीय कचरे के लिए विशेष रूप से प्रभावी

2. इलेक्ट्रोकेमिकल निष्कर्षण

• प्रयोगशाला-स्तर की प्रक्रियाओं से 99% शुद्धता प्राप्त की जा सकती है

• हार्ड ड्राइव, मोटर्स आदि से मिश्रित चुंबकीय कचरा प्रसंस्करण कर सकते हैं

• 2024-2025 में कई पायलट संयंत्रों के शुरू होने की उम्मीद

3. सीधे पुन: उपयोग प्रणाली

• पूर्ण विघटन के बिना पूरे चुंबकों को नवीनीकृत करें

• मछली पकड़ने के चुंबक और अन्य बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से प्रभावी

• नए चुंबकों की तुलना में लागत में 80% की कमी ला सकता है

• एआईएम मैग्नेट ने 2020 से सीधे पुन: उपयोग अनुसंधान एवं विकास में निवेश किया है

ये प्रौद्योगिकियां रीसाइक्लिंग को एक सीमित गतिविधि से दुर्लभ पृथ्वी सामग्री के एक प्रमुख संभावित स्रोत में बदल रही हैं।

आर्थिक और पर्यावरणीय लाभ

दुर्लभ पृथ्वी रीसाइक्लिंग को बढ़ाने की आवश्यकता तब और मजबूत होती है जब पूर्ण लाभों पर विचार किया जाता है:

• ऊर्जा बचत : प्रत्येक टन रीसाइक्लिंग NdFeB से प्राथमिक उत्पादन की तुलना में लगभग 8,000 kWh ऊर्जा बचत होती है

• अपशिष्ट कम करना : प्रति टन चुंबकों से 2.5 टन खनन कचरा रोका जाता है

• उत्सर्जन : प्रति टन रीसाइक्लिंग से 12 टन CO2 उत्सर्जन रोका जाता है

• Irtschaftlicher Wert : वैश्विक चुंबक रीसाइक्लिंग बाजार के 2027 तक 390 मिलियन डॉलर के पहुंचने का अनुमान है

AIM Magnet जैसी कंपनियों के लिए जो स्थायित्व को प्राथमिकता देती हैं, रीसाइक्लिंग साझेदारियों और प्रौद्योगिकियों में निवेश करना नैतिक आवश्यकता के साथ-साथ एक रणनीतिक लाभ भी है, जो संसाधनों की कमी वाली दुनिया में अधिक प्रासंगिक है।

भविष्य के लिए दृढ़ आपूर्ति श्रृंखला का निर्माण

कई उद्योगों में नियोडिमियम चुंबकों की मांग बढ़ती जा रही है, इसलिए दृढ़ आपूर्ति श्रृंखलाओं का निर्माण करना अब एक रणनीतिक आवश्यकता बन गया है। इलेक्ट्रिक वाहन (प्रति मोटर 2 किलोग्राम चुंबक का उपयोग), पवन टर्बाइन (1.5 टन प्रति MW) और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स सभी मांग में अभूतपूर्व वृद्धि को प्रेरित कर रहे हैं।

अनुशंसित कार्य योजना

वर्तमान प्रवृत्तियों और तकनीकी विकास के आधार पर, एक व्यापक रणनीति में निम्नलिखित शामिल होना चाहिए:

1. स्रोतों को विविधता प्रदान करें : 2030 तक 20+ देशों का आपूर्ति नेटवर्क विकसित करें

2. पुन:चक्रण में निवेश करें : 2035 तक पुन:चक्रण से 30% आपूर्ति प्राप्त करें

3. वैकल्पिक विकसित करें : CeCo और MnAl चुंबक तकनीकों को आगे बढ़ाएं

4. दक्षता में सुधार करें : 30% कम नियोडिमियम का उपयोग करके नए चुंबक डिज़ाइन

5. रणनीतिक भंडार : 6-12 महीने की आपूर्ति बफर बनाए रखें

आपूर्ति श्रृंखला सुरक्षा के प्रति एआईएम मैग्नेट की प्रतिबद्धता

नेओडाइमियम चुंबकों और चुंबकीय उपकरणों के अग्रणी निर्माता के रूप में, एआईएम मैग्नेट ने विश्वसनीय आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए कई पहलों को लागू किया है:

• लंबे समय के ठेके कई देशों में नैतिक खनन संचालन के साथ

• रणनीतिक स्टॉक महत्वपूर्ण सामग्रियों का 6-9 महीने तक का स्टॉक बनाए रखना

• पुनर्चक्रण साझेदारी अग्रणी प्रौद्योगिकी प्रदाताओं के साथ

• अनुसंधान एवं विकास निवेश वैकल्पिक सामग्री और चुंबक डिज़ाइन में

• ऊर्ध्वाधर एकीकरण हमारी उत्पादन श्रृंखला का अधिक नियंत्रण

दुर्लभ पृथ्वी संकट महत्वपूर्ण चुनौतियों और अवसर दोनों प्रस्तुत करता है। वे कंपनियां जो आज आपूर्ति श्रृंखला की कमजोरियों का सामना करने के लिए अग्रसर हों - विविधता, नवाचार और स्थायित्व के माध्यम से - अपने आप में चुंबकीय सामग्री बाजार में सफलता के लिए सबसे अच्छी स्थिति में होंगी। रणनीतिक खरीददारी के साथ-साथ तकनीकी नवाचार को जोड़कर, उद्योग अधिक नायाब, स्थायी आपूर्ति श्रृंखला का निर्माण कर सकता है जो स्वच्छ ऊर्जा और उन्नत तकनीकों के लिए वैश्विक संक्रमण का समर्थन करे।