Кризис редкоземельных металлов: стратегии обеспечения цепочек поставок магнитов NdFeB

Геополитические риски: 80% переработки редкоземельных металлов контролируется Китаем

Цепочка глобальных поставок неодимовых магнитов сталкивается с беспрецедентными проблемами, поскольку Китай сохраняет доминирование в переработке редкоземельных металлов. С учетом того, что 80% мировых запасов редкоземельных элементов (REE) перерабатываются в Китае, производители сильных магнитов по всему миру сталкиваются с серьезными уязвимостями в своих цепочках поставок. Такая концентрация создает значительные риски для отраслей промышленности — от потребительской электроники до возобновляемой энергетики, которые сильно зависят от этих критически важных материалов.

Разрушение китайской монополии

Доминирование Китая в переработке редкоземельных элементов не произошло за одну ночь. За последние два десятилетия благодаря стратегическим инвестициям и политике Китай создал беспрецедентную экосистему для производства редкоземельных элементов:

• 90% мирового производства магнитов NdFeB осуществляется в Китае

• 60% добычи редкоземельных элементов происходит за пределами Китая, но 80% отправляется туда на переработку

• 75% всех редкоземельных магнитов в потребительской электронике содержат материалы, переработанные в Китае

Эта концентрация стала особенно очевидной во время кризиса с редкоземельными элементами в 2010 году, когда Китай временно ограничил экспорт, что привело к росту цен на некоторые элементы на 600–1000%. Более недавние экспортные ограничения на галлий и германий в 2023 году показали готовность Китая использовать свое доминирование в области критически важных материалов в своих интересах.

Статистика зависимости Запада

Масштаб зависимости Запада от редкоземельных элементов, переработанных в Китае, становится ясным при рассмотрении конкретных отраслей:

Эта зависимость создает значительные уязвимости, особенно на фоне роста геополитических напряжений. Перебой в экспорте редкоземельных материалов из Китая может парализовать несколько отраслей одновременно.

Меры диверсификации: производство металлов NdPr на базе MP Materials в США (1000 т/год)

Осознавая эти уязвимости, западные страны и компании наконец предпринимают конкретные шаги по диверсификации цепочек поставок редкоземельных материалов за пределами Китая. Создание производственного предприятия по выпуску металла NdPr компанией MP Materials в Соединенных Штатах является одним из самых значимых достижений в этом направлении.

Действующие западные мощности по производству

Хотя объемы производства редкоземельных материалов на Западе пока значительно уступают китайским, они продолжают расти:

• MP Materials (США) : В настоящее время производит 1000 тонн NdPr в год, с планами расширения до 5000 тонн к 2025 году

• Lynas (Австралия/Малайзия) : Производство 800 тонн NdPr/год, с новым заводом в Техасе, который начнет работать в 2024 году

• Rainbow Rare Earths (Африка) : Ожидается производство 300 тонн NdPr/год к 2025 году

Эти предприятия являются ключевыми первыми шагами на пути к восстановлению западных возможностей добычи редкоземельных элементов, которые утратили свою значимость за последние 30 лет из-за переноса производства в Китай.

Перспективные альтернативные цепочки поставок

По всему миру появляются несколько многообещающих альтернатив цепочкам поставок:

1. Североамериканская инициатива

   • Рудник Mountain Pass компании MP Materials в Калифорнии обеспечивает около 15% мирового производства редкоземельных элементов

   • Новое предприятие по разделению будет первым в США, которое десятилетиями будет выпускать тяжелые редкоземельные элементы

   • Партнерства с General Motors для цепочки поставок двигателей для электромобилей

2. Европейское движение за независимость

   • Акт ЕС о критически важных сырьевых материалах устанавливает амбициозные цели: 10% добычи, 40% переработки и 20% повторного использования редкоземельных элементов к 2030 году

   • Недавнее открытие месторождения редкоземельных элементов в Норвегии может дать 1,4 миллиона тонн оксидов редкоземельных элементов (REO)

   • Французская компания Orano развивает возможности по переработке

3. Расширение в Австралии

   • Lynas удваивает мощности к 2025 году с вводом новых объектов

   • Australian Strategic Materials строит полностью интегрированную цепочку поставок

   • Новые перерабатывающие заводы спроектированы таким образом, чтобы избежать ограничений на интеллектуальную собственность Китая

Эти разработки представляют собой самое значительное вызов доминированию Китая на рынке редкоземельных элементов за последние двадцать лет, хотя для достижения реальной устойчивости цепочки поставок еще предстоит проделать большую работу.

Создание запасов против локализации: Индия столкнулась с дефицитом в 265 миллионов долларов США в сфере рафинирования редкоземельных элементов

Разные страны применяют различные стратегии для обеспечения поставок неодимовых магнитов, опыт Индии демонстрирует как сложности, так и потенциал локализационных усилий.

Стратегии создания запасов

Несколько стран внедрили программы стратегического резервирования в качестве краткосрочной меры против перебоев в поставках:

Создание запасов обеспечивает немедленную безопасность, но не решает фундаментальные проблемы уязвимости цепочек поставок.

Проблемы локализации в Индии

Попытки Индии создать собственные мощности по переработке редкоземельных материалов демонстрируют сложность настоящей локализации:

• недостаток инфраструктуры переработки в размере 265 миллионов долларов требуется устранить

• В настоящее время в эксплуатации находятся только 2 предприятия по переработке редкоземельных металлов

• несмотря на большие запасы тория, 90% материалов из редкоземельных металлов все еще импортируется

• В 2023 году инициирована новая правительственная программа стоимостью 200 млн долларов США для увеличения объемов внутренней переработки

Опыт Индии показывает, что создание полной независимости в области редкоземельных металлов требует значительных и долгосрочных инвестиций на протяжении многих лет. Большинство экспертов считают, что гибридный подход — совмещение собственных мощностей с диверсифицированными международными источниками — может предложить наиболее практичный путь развития для большинства стран.

Потенциал переработки: 95% восстановление материалов благодаря технологии прямого повторного использования

Поскольку основное производство сталкивается с ограничениями и экологическими проблемами, переработка магнитов становится важным элементом устойчивой цепочки поставок редкоземельных металлов. Современные технологии переработки позволяют восстанавливать до 95% редкоземельных материалов из вышедших из строя изделий.

Состояние современной переработки

Несмотря на потенциальные возможности, переработка редкоземельных металлов остается недостаточно развитой:

• Менее 5% магнитов NdFeB в настоящее время перерабатываются на глобальном уровне

• Потенциал обеспечения 35% мирового спроса к 2035 году за счет переработки

• Новые гидрометаллургические процессы могут достигать 98% чистоты в переработанных материалах

Разрыв между потенциалом и текущей реальностью представляет собой как вызов, так и возможность для создания более устойчивых цепочек поставок.

Прорывные технологии переработки

Несколько перспективных технологий переработки достигают коммерческой жизнеспособности:

1. Гидрогенизационная обработка магнитного лома (HPMS)

• Разработана японскими исследователями, сейчас коммерциализована в Европе

• Восстанавливает 95% магнитного материала с высокой степенью чистоты

• Потребляет на 60% меньше энергии по сравнению с первичным производством

• Особенно эффективен для промышленных магнитных отходов

2. Электрохимическая экстракция

• В лабораторных условиях достигается чистота 99%

• Может перерабатывать смешанные магнитные отходы с жестких дисков, двигателей и т.д.

• Ожидается, что несколько пилотных установок заработают в 2024-2025 годах

3. Системы прямого повторного использования

• Восстановление целых магнитов без полной разборки

• Особенно эффективен для рыболовных магнитов и других крупномасштабных применений

• Может снизить затраты на 80% по сравнению с новыми магнитами

• Компания AIM Magnet инвестирует в исследования и разработки в области прямого повторного использования с 2020 года

Эти технологии превращают переработку из нишевой деятельности в важный потенциальный источник редкоземельных материалов.

Экономические и экологические преимущества

Аргументы в пользу расширения переработки редкоземельных элементов становятся сильнее, если учитывать все преимущества:

• Экономия энергии : Каждая тонна переработанного NdFeB экономит около 8000 кВт·ч по сравнению с первичным производством

• Сокращение отходов : При переработке на каждую тонну магнитов избегается 2,5 тонны горнодобывающих отходов

• Выбросы : На каждую переработанную тонну избегается 12 тонн выбросов CO2

• Экономическая ценность : Глобальный рынок переработки магнитов ожидается на уровне 390 миллионов долларов к 2027 году

Для компаний, таких как AIM Magnet, которые придают приоритетное значение устойчивости, инвестиции в партнёрства и технологии в области переработки представляют собой как этическую необходимость, так и стратегическое преимущество в мире, где ресурсы становятся всё более ограниченными.

Создание устойчивых цепочек поставок для будущего

По мере роста спроса на неодимовые магниты в различных отраслях промышленности, создание устойчивых цепочек поставок стало стратегической необходимостью. Электромобили (с использованием 2 кг магнитов на двигатель), ветряные турбины (1,5 тонны на МВт) и потребительская электроника способствуют рекордному росту спроса.

Рекомендованный план действий

На основе текущих тенденций и технологических разработок комплексная стратегия должна включать:

1. Диверсифицировать источники : Создать сеть поставок из 20+ стран к 2030 году

2. Инвестировать в переработку : Достигнуть уровня 30% поставок за счет переработки к 2035 году

3. Разрабатывать альтернативы : Развивать технологии CeCo и MnAl магнитов

4. УЛУЧШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ : Новые конструкции магнитов, использующие на 30% меньше неодима

5. Стратегические резервы : Поддержание запасов на 6-12 месяцев

Компания AIM Magnet и обязательства в обеспечении безопасности цепочек поставок

Как ведущий производитель неодимовых магнитов и магнитных инструментов, компания AIM Magnet внедрила ряд инициатив, чтобы гарантировать надежные поставки:

• Долгосрочные контракты с этичными операциями добычи в нескольких странах

• Стратегический запас поддержание запасов критически важных материалов на 6-9 месяцев

• Партнерства по переработке с ведущими технологическими поставщиками

• Инвестиции в НИОКР в альтернативных материалах и конструкциях магнитов

• Вертикальная интеграция контролируя большую часть нашей производственной цепочки

Кризис с редкоземельными элементами создает как значительные вызовы, так и возможности. Компании, которые активно решают проблемы уязвимости цепочек поставок уже сегодня — диверсифицируя, внедряя инновации и обеспечивая устойчивость — окажутся в наилучшем положении, чтобы успешно развиваться на рынке магнитных материалов завтра. Комбинируя стратегическое приобретение материалов с технологическими инновациями, отрасль может создать более устойчивые и экологичные цепочки поставок, которые поддержат глобальный переход к чистой энергетике и передовым технологиям.