משבר עתודות נדירות: אסטרטגיות להבטיח ספקי שרשראות אספקה של מגנטים NdFeB

סיכונים גאופוליטיים: 80% מעיבוד המתכות הנדירות בשליטה סינית

שרשרת האספקה העולמית למגנטים ניאודימיום מתמודדת עם אתגרים חסרי תקדים, כאשר סין מנהיגה את עיבוד המתכות הנדירות. עם עיבוד של 80% מהיסודות הנדירים (REEs) בעולם המתרחש בסין, יצרני מגנטים חזקים ברחבי העולם ניצבים בפני חולשות משמעותיות בשרשראות האספקה שלהם. ריכוז זה יוצר סיכונים משמעותיים עבור תחומים מגוונים, החל מאמצעי אלקטרוניקה לצרכן וכלה באנרגיה מתחדשת, אשר סובבים סביב חומרים קריטיים אלו.

שבש ההשתלטות הסינית

העמדת סין כמעצמה עיקרית בעיבוד יסודות ארצות hiếm לא התרחשה בלילה אחד. במהלך העשرين השנים האחרונות, על ידי השקעות מדיניות ואסטרטגיות, הצליחה סין לבנות מערכת ייחודית לייצור יסודות ארצות hiếm:

• 90% מייצור האימנים NdFeB בעולם נוצר בסין

• 60% מהכרייה של יסודות ארצות hiếm נעשית מחוץ לסין, אך 80% מועבר לשם לעיבוד

• 75% מכל האימנים ליסודות ארצות hiếm באלקטרוניקה לצריכה כוללת חומרים מעובדים בסין

ריכוז זה הפך לברור במיוחד במהלך משבר האתרים הרכים ב-2010, כאשר סין הגבילה זמנית את היצוא, מה שהוביל לעליית מחירים של 600%-1000% עבור חלק מהיסודות. לאחרונה, ב-2023, שליטת היצוא על גליום וגרמניום הדגימה את הרצון של סין לנצל את דומיננטיותה בחומרים קריטיים.

נתונים על תלות מערבית

מידת התלות המערבית בעיבוד יסודות ארצות hiếm בסין הופכת ברורה כאשר חוקרים את התחומים הקונקרטיים:

תלות זו יוצרת פגיעויות משמעותיות, במיוחד בעקבות עליית המתחים הגאופוליטיים. הפרעה ביצוא מוצרי ארטוז נדירים ממצריך להפסיק את פעילותם של מספר תחומי תעשייה בו-זמנית.

מאמצי הפסיפיקציה: ייצור מתכת NdPr על ידי חברת MP Materials בארצות הברית (1,000 טון בשנה)

בעקבות זיהוי הפגיעויות הללו, מדינות מערביות וחברות התחלו סוף סוף לבצע צעדים קונקרטיים כדי לפזר את שרשרת האספקה של ארטוז נדירים מעבר לסין. הקמת מפעל הייצור של MP Materials למתכת NdPr בארצות הברית מייצגת אחת מההתפתחויות החשובות ביותר במאמץ זה.

יכולת ייצור מערבית נוכחית

אם כי היא עדיין קטנה בהשוואה לייצור הסיני, היכולת המערבית של ארטוז נדירים גדלה:

• MP Materials (ארה"ב) : מייצרת כרגע 1,000 טון NdPr בשנה, עם תוכניות להרחבה ל-5,000 טון עד 2025

• לינס (אוסטרליה/מלזיה) : ייצור 800 טון NdPr בשנה, עם מפעל עיבוד חדש בטקסס שנכנס לפעולה ב-2024

• Rainbow Rare Earths (אפריקה) : צפוי לייצר 300 טון NdPr בשנה עד 2025

facilit‏ות אלו מהוות את הצעדים הראשונים החיוניים בפיתוח מחדש של יכולות אירופאיות לייצור ארטות נדירות שקמו בעשור האחרון כתוצאה ממיזוג הייצור לסין.

שרשראות אספקה חלופיות בולדות

מספר שרשראות אספקה חלופיות מבינות מתפתחות ברחבי העולם:

1. مبادرة צפון אמריקאית

   • מכרה Mountain Pass של MP Materials בקליפורניה מספק כ-15% מהעפר הנדירות העולמי

   • Facility‏ת הפרדת חדשה תהיה הראשונה בארצות הברית שיוצר ארטות נדירות כבדות בדצמבר האחרון

   • Alliance‏ים עם General Motors לשרשרת אספקה של מנועי EV

2. התנועה לאוטונומיה אירופית

   • חוק החומרים הגבוליים של האיחוד האירופי קובע מטרות מהפכניות: 10% כרייה, 40% עיבוד ו-20% מחזור של סריפטים עד שנת 2030

   • הגילוי הנדיר של סריפטים בנורווגיה עשוי להניב 1.4 מיליון טון REO

   • החברה הצרפתית אוראנו מפתחת יכולות מחזור

3. הרחבה אוסטרלית

   • לינאס מכפיל את הקיבולת עד 2025 באמצעות פシリיטאות חדשות

   • חומר אסטרטגי אוסטרלי בונה שרשרת אספקה מאוחדת לחלוטין

   • מפעדי עיבוד חדשים שפותחו במטרה להימנע ממגבלות רכוש אינטלקטואלי סיניות

פיתוחים אלה מייצגים את האתגר המשמעותי ביותר לדומיננטיות הסינית בתחום היסודות הרכים ביותר מעשרים שנה, אם כי נותרה עבודה רבה כדי להשיג עמידות אמיתית בשרשרת האספקה.

אחסון בהשוואה למיקום מקומי: הפער של 265 מיליון דולר באיןדיה בתחום עיבוד סריפטים

מדינות שונות מאמצות דרכי פעולה שונות כדי להבטיח את אספקת האימנים הניאודימיום, ובהן המקרה של הודו מדגיש גם את האתגרים וגם את הפוטנציאל שבמאמצי אוטונומיה.

אספנות אסטרטגיות

מספר מדינות יישמו תוכניות אספנות אסטרטגיות כמצע זמני בפני הפרעות באספקלה:

איסוף מזונות מספק ביטחון מיידי אך אינו פותר את הבעיות העמוקות בשרשרת האספקה.

האתגרים של הודו ביחס למקומיות

המאמצים של הודו לבנות תשתית פרטית לייצור עתודות נדירות מדגישים את המורכבות האמיתית של תהליך מקומיות:

• 265 מיליון דולר חוסר תקינות בโครง infrastructure צריך להיענות

• נכון להיום רק 2 מפעלים להפרדת ארטות hiếmות פועלים

• 90% מחומרי הארטות נדירות עדיין מיimporטים על אף מאגרים גדולים של טוריום

• יוזמת ממשלתית חדשה של 200 מיליון דולר הושקה בשנת 2023 כדי לקדם עיבוד פנים-ארצי

החוויה ההודית מראה כי הקמת עירור חומרי ארטות נדירות מחייבת השקעות עצומות וארוכות טווח. מרבית המומחים מאמינים כי גישות היברידיות - המשלבות ייצור פנים-ארצי מסוים עם מקורות בינלאומיים מגוונים - עשויות להציע את הדרך המעשית ביותר בהמשך הדרך למרבית המדינות.

פוטנציאל 재ציקל: 95% שיקום חומרים באמצעות טכנולוגיית שימוש ישיר

בעוד שיווק בסיסי נתקל במכשולים ובבעיות סביבתיות, תהליך שיקום מגנטים צומח לכדי רכיב קריטי בשרשרת אספקה עוקבת של ארטות נדירות. טכנולוגיות שיקום מתקדמות מאפשרות כיום לשחזר עד 95% מחומרי הארטות הנדירות ממוצרים שסיימו את מחזור חייהם.

מפת השיקום הנוכחית

למרות הפוטנציאל, מחזור עתודות נדירות עדיין לא התפתח כראוי:

• פחות מ-5% ממגנטים של NdFeB שמיוצרים weltweit מומחזים בפועל

• הפוטנציאל לספק 35% מהביקוש העולמי עד שנת 2035 דרך מחזור

• תהליכים הידרומטאלורגים חדשים יכולים להשיג טוהר של 98% בחומרים המוחזרים

הפער בין הפוטנציאל למציאות הנוכחית מייצג גם אתגר וגם הזדמנות לבניית שרשרת אספקה ברת-קיימא יותר.

טכנולוגיות מחזור מהפכניות

מספר טכנולוגיות מחזור מבטיחות מגוונות מגיעות לנiveau מסחרי:

1. עיבוד מימן של פסולת מגנט (HPMS)

• פותח על ידי חוקרים יפנים, כעת מומש-commercial באירופה

• מחזיר 95% מהחומר המגנטי עם טוהר גבוה

• צורך ב-60% פחות אנרגיה בהשוואה לייצור בסיסי

• אפקטיבי במיוחד לפסולת מגנטים תעשייתית

2. חילוץ אלקטרוכימי

• תהליכי מעבדה מגיעים ל-99% טוהר

• ניתן לעבד סורגי מגנטים מעורבבים מתקורי קשיחים, מנועים וכו'

• בשנים 2024-2025 צפויות להיבנות מספר תחנות ניסיוניות

3. מערכות שימוש חוזר пряottes

• שיפוץ מלא של מגנטים ללא פירוק מוחלט

• אפקטיבי במיוחד למגנטים לדיג ולשימושים בגדלים גדולים אחרים

• יכול להפחית את העלות ב-80% בהשוואה למגנטים חדשים

• AIM Magnet השקיעה במחקר ושילוב מחדש כבר בשנת 2020

הטכנולוגיות הללו מפנות את הפסולת מפעילות זניחה למקור עיקרי של חומרים אקלים נדירים

יתרונות כלכליים וסביבתיים

המקרה להרחבת הפסולת של חומרים אקלים נעשה חזק יותר כשמתחשבים בכל היתרונות:

• הפרת אנרגיה : כל טון NdFeB שמחזור חוסך בערך 8,000 קוט"ש לעומת ייצור ראשוני

• הקטנת פסולת : מחזור חוסך 2.5 טון פסולת כרייה לכל טון מגנטים

• פליטות : 12 טון פליטת CO2 נחסכות בכל טון מחזורי

• ערך כלכלי : השוק העולמי למחזורת מגנטים צפוי להגיע ל-390 מיליון דולר עד שנת 2027

עבור חברות כמו AIM Magnet שממקדות חשובות את הקיימות, השקעה בשיתופי פעולה ובטכנולוגיות מחזור היא גם imperativ מוסרי וגם יתרון אסטרטגי בעולם שנעשה דליל משאבים

בנייה של שרשרת אספקה חזקה לעתיד

עם הגדלת הביקוש למגנטים ניאודימיום בתחומים תעשייתיים רבים, בניית שרשרת אספקה אמיצה הפכה להיות imperativת אסטרטגית. רכבים חשמליים (המשתמשים ב-2 ק"ג מגנטים למכונה), טורבינות רוח (1.5 טון למגהוואט) ואלקטרוניקה לצריכה פרטית מנהיגים צמיחה בשיא unprecedented בביקוש.

תוכנית פעולה מומלצת

בהתאם למחזור הנוכחי ולפיתוחים טכנולוגיים, אסטרטגיה מקיפה צריכה לכלול:

1. הגבלת מקורות : לפתח רשת אספקה של 20+ מדינות עד 2030

2. להשקיע באיחוי : להשיג 30% מהאספקה דרך איחוי עד 2035

3. פיתוח אלטרנטיבות : לקדם טכנולוגיות CeCo ו-MnAl

4. שיפור היעילות : עיצובי מגנטים חדשים המשתמשים ב-30% פחות ניאודימיום

5. עתודות אסטרטגיות : שמירה על מערך אספקה של 6-12 חודשים

המוניטין של AIM Magnet ביחס לביטחון שרשרת האספקה

כיצרן מוביל של אימנים ניאודימיום ו compulsory tools, AIM Magnet יישמה מספר יוזמות כדי להבטיח אספקה אמינה:

• חוזים ארוכי טווח עם פעולות כרייה מוסריות בכמה מדינות

• מלאי אסטרטגי שמירה של 6-9 חודשים של חומרים קריטיים

• שותפויות מחזור עם ספקי טכנולוגיה מובילים

• השקעות במחקר ופיתוח בחומרים חלופיים ובעיצובים מגנטיים

• השתלבות אנכית שליטה רבה יותר על שרשרת הייצור שלנו

המשבר ביסודות הנדירים מציג אתגרים ו הזדמנויות משמעותיים. חברות שמתייחסות בצורה פרואקטיבית לחולשות בשרשרת האספקלה כבר היום - באמצעות הפסלה, חדשנות וקיימות - יהיו הכי מוכנות לגדול בשוק החומרים המגנטיים שלמחר. באמצעות שילוב בין רכש אסטרטגי לבין חדשנות טכנולוגית, ניתן לבנות שרשרת אספקלה חזקות וקיימות יותר שתתמוך במעבר העולמי ל אנרגיה נקייה ולטכנולוגיות מתקדמות.