Криза рідкоземельних матеріалів: стратегії забезпечення ланцюгів поставок магнітів NdFeB

Геополітичні ризики: 80% переробки рідкоземельних матеріалів контролює Китай

Глобальний ланцюг поставок неодимових магнітів стикається з небаченими викликами, оскільки Китай зберігає домінування в переробці рідкоземельних матеріалів. Оскільки 80% світових рідкоземельних елементів (REE) переробляється в Китаї, виробники потужних магнітів по всьому світу стикаються із значними уразливостями в своїх ланцюгах поставок. Ця концентрація створює суттєві ризики для галузей, що варіюються від побутової електроніки до відновлюваної енергетики, які важко покладаються на ці критичні матеріали.

Розпад китайського монополізму

Домінування Китаю у переробці рідкоземельних матеріалів не сталося за одну ніч. Наприкінці минулого сторіччя Китай здійснив стратегічні інвестиції та розробив політику, які дозволили створити неперевершений екосистему виробництва рідкоземельних елементів:

• 90% світового виробництва магнітів NdFeB здійснюється в Китаї

• 60% видобутку рідкоземельних елементів відбувається поза Китаєм, але 80% відправляється до Китаю для переробки

• 75% всіх рідкоземельних магнітів у побутовій електроніці містять матеріали, перероблені в Китаї

Ця концентрація особливо проявилася під час кризи рідкоземельних елементів у 2010 році, коли Китай тимчасово обмежив експорт, що призвело до зростання цін на 600-1000% для деяких елементів. Нещодавно обмеження на експорт галію та германію в 2023 році показали готовність Китаю використовувати своє домінування у сфері критичних матеріалів як інструмент тиску.

Статистика залежності Заходу

Міра залежності Заходу від рідкоземельних елементів, перероблених в Китаї, стає очевидною при розгляді окремих галузей промисловості:

Ця залежність створює значні уразливості, особливо на тлі зростання геополітичної напруженості. Порушення експорту рідкоземельних матеріалів з Китаю може призвести до одночасного паралічу кількох галузей промисловості.

Зусилля щодо диверсифікації: виробництво металу NdPr компанії MP Materials у США (1 000 т/рік)

Усвідомлюючи ці уразливості, західні країни та компанії нарешті роблять конкретні кроки для диверсифікації ланцюгів поставок рідкоземельних елементів поза межами Китаю. Створення виробничого комплексу з випуску металу NdPr компанії MP Materials у США є одним із найважливіших досягнень у цьому напрямку.

Потужність виробництва на Заході

Хоча обсяги виробництва на Заході досі значно менші порівняно з китайськими, потужності з видобутку рідкоземельних елементів зростають:

• MP Materials (США) : Наразі виробляє 1 000 тонн NdPr щорічно, планується розширення до 5 000 тонн до 2025 року

• Lynas (Австралія/Малайзія) : Виробництво 800 тонн NdPr/рік, з новим заводом у Техасі, що почне роботу в 2024 році

• Rainbow Rare Earths (Африка) : Очікується виробництво 300 тонн NdPr/рік до 2025 року

Ці об'єкти є критичними першими кроками у поновленні західних можливостей з видобутку рідкоземельних металів, які занепали протягом останніх 30 років через переміщення виробництва до Китаю

Виникаючі альтернативні ланцюги поставок

Кілька перспективних альтернатив ланцюгам поставок виникає по всьому світу:

1. Північноамериканська ініціатива

   • Рудник MP Materials у Мантін-Пас (Каліфорнія) постачає приблизно 15% рідкоземельних металів у світі

   • Новий розділювальний завод стане першим у США, що вироблятиме важкі рідкоземельні метали протягом декількох десятиліть

   • Партнерства з General Motors для ланцюга поставок двигунів електромобілів

2. Європейський рух незалежності

   • Акт ЄС щодо критичних стратегічних матеріалів встановлює амбітні цілі: 10% видобутку, 40% переробки та 20% вторинної переробки рідкоземельних елементів до 2030 року

   • Нещодавнє відкриття рідкоземельних елементів у Норвегії може забезпечити 1,4 мільйона тонн REO

   • Французька компанія Orano розробляє потужності з переробки

3. Австралійське розширення

   • Lynas подвоїть виробничі потужності до 2025 року за рахунок нових об'єктів

   • Australian Strategic Materials будує повністю інтегровану ланцюг поставок

   • Нові переробні потужності створені так, щоб уникнути китайських обмежень на інтелектуальну власність

Ці події є найбільш значущим викликом домінуванню Китаю у сфері рідкоземельних елементів за останні двадцять років, хоча ще багато роботи залишається для досягнення справжньої стійкості ланцюга поставок.

Створення запасів проти локалізації: 265-мільйонний дефіцит переробки рідкоземельних елементів в Індії

Різні країни впроваджують різноманітні стратегії для забезпечення постачань неодимових магнітів, при цьому досвід Індії демонструє як виклики, так і потенціал зусиль щодо локалізації.

Стратегії створення запасів

Кілька країн реалізують програми стратегічного зберігання запасів як короткостроковий захист від порушень постачань:

Створення запасів забезпечує негайну безпеку, але не вирішує фундаментальні проблеми у ланцюгах поставок.

Виклики локалізації в Індії

Зусилля Індії зі створення власних потужностей з переробки рідкоземельних матеріалів демонструють складність справжньої локалізації:

• 265 мільйонів доларів США нестача інфраструктури для переробки потребує вирішення

• Наразі працюють лише 2 заводи з переробки рідкоземельних матеріалів

• 90% рідкоземельних матеріалів досі імпортуються, незважаючи на великі запаси торію

• Нова ініціатива уряду у розмірі 200 мільйонів доларів, запущена у 2023 році, спрямована на збільшення внутрішніх потужностей переробки

Досвід Індії демонструє, що для досягнення повної незалежності у сфері рідкоземельних матеріалів потрібні масштабні та тривалі інвестиції. Більшість експертів вважають, що гібридні підходи — поєднання певних внутрішніх потужностей із диверсифікованими міжнародними джерелами — можуть запропонувати найбільш реалістичний шлях для більшості країн.

Потенціал переробки: 95% відновлення матеріалів за допомогою технології прямого повторного використання

Оскільки основне виробництво стикається з обмеженнями та екологічними проблемами, переробка магнітів виходить на перший план як важлива складова сталого ланцюга постачання рідкоземельних матеріалів. Сучасні технології переробки тепер дозволяють відновлювати до 95% рідкоземельних матеріалів з відпрацьованих продуктів.

Сучасний стан переробки

Незважаючи на потенціал, переробка рідкоземельних матеріалів залишається недостатньо розвиненою:

• Менше 5% NdFeB-магнітів переробляється наразі глобально

• Потенційно можна забезпечити 35% глобального попиту за рахунок переробки до 2035 року

• Нові гідрометалургічні процеси можуть досягти 98% чистоти відновлених матеріалів

Прірва між потенціалом і сучасною реальністю є водночас викликом і можливістю для побудови більш стійких ланцюгів постачання.

Проривні технології переробки

Кілька перспективних технологій переробки досягають комерційної життєздатності:

1. Обробка магнітного брухту воднем (HPMS)

• Розроблений японськими дослідниками, тепер комерціалізований в Європі

• Відновлює 95% магнітного матеріалу з високою чистотою

• Використовує на 60% менше енергії, ніж первинне виробництво

• Особливо ефективний для промислових відходів магнітів

2. Електрохімічна екстракція

• Лабораторні процеси досягають чистоти 99%

• Може переробляти суміші магнітного брухту з жорстких дисків, двигунів тощо.

• Кілька пілотних установок очікується до кінця 2024–2025 років

3. Системи прямого повторного використання

• Відновлення цілих магнітів без повного демонтажу

• Особливо ефективний для рибальських магнітів та інших застосувань у великих масштабах

• Може знизити витрати на 80% порівняно з новими магнітами

• Компанія AIM Magnet інвестує в дослідження та розробки повторного використання з 2020 року

Ці технології перетворюють переробку з нішевої активності на значне джерело рідкісних земель.

Економічні та екологічні переваги

Переконливість необхідності масштабування переробки рідкісних земель посилюється, якщо врахувати всі переваги:

• Енергозбереження : Кожна тонна переробленого NdFeB економить приблизно 8 000 кВт·год порівняно з первинним виробництвом

• Зменшення відходів : Переробка усуває 2,5 тонни гірничого сміття на кожну тонну магнітів

• Викиди : 12 тонн уникнених викидів CO2 на кожну перероблену тонну

• Економічна вартість : Світовий ринок переробки магнітів очікується досягти 390 млн доларів США до 2027 року

Для компаній, таких як AIM Magnet, що надають пріоритет стійкому розвитку, інвестиції в партнерства та технології переробки є як етичним обов’язком, так і стратегічною перевагою в світі, де ресурси стають все більш обмеженими.

Створення стійких ланцюгів поставок на майбутнє

Оскільки попит на неодимові магніти продовжує зростати в різних галузях, побудова стійких ланцюгів поставок стала стратегічною необхідністю. Електромобілі (використовують 2 кг магнітів на мотор), вітряні турбіни (1,5 тонни на МВт) і споживча електроніка є основними чинниками рекордного зростання попиту.

Рекомендований план дій

На підставі поточних тенденцій і технологічних досягнень комплексна стратегія має включати:

1. Диверсифікувати джерела : Створити мережу поставок з 20+ країн до 2030 року

2. Інвестувати в переробку : Досягти 30% обсягу поставок за рахунок переробки до 2035 року

3. Розробляти альтернативи : Розвивати технології магнітів CeCo і MnAl

4. Підвищення ефективності : Нові конструкції магнітів із використанням на 30% менше нейодиму

5. Стратегічні резерви : Підтримувати запаси на 6-12 місяців

Зобов'язання AIM Magnet щодо безпеки ланцюгів поставок

Як провідний виробник неодимових магнітів та магнітних інструментів, компанія AIM Magnet реалізувала кілька ініціатив для забезпечення надійних поставок:

• Довгострокові договори з етичним видобутком у кількох країнах

• Стратегічний запас підтримуючи запаси критичних матеріалів на 6-9 місяців

• Партнерства з переробки з провідними технологічними компаніями

• Інвестиції в НДДКР в альтернативні матеріали та конструкції магнітів

• Вертикальна інтеграція контролюючи більшу частину нашого виробничого ланцюга

Дефіцит рідкоземельних елементів створює як суттєві виклики, так і можливості. Компанії, які активно вирішуватимуть проблеми з постачанням сьогодні — шляхом диверсифікації, інновацій та сталого розвитку — найкраще підготуються до успішного функціонування на ринку магнітних матеріалів завтра. Поєднуючи стратегічне забезпечення поставок з технологічними інноваціями, галузь може створити більш стійкі й сталі ланцюги постачання, що підтримуватимуть глобальний перехід до чистої енергетики та передових технологій.