Ang pag-uusap tungkol sa decarbonization ay nagdala sa harapan ng isang pangkat ng mga hilaw na materyales na dati ay halos hindi napapansin. Sa ngayon, kung walang matatag na daloy ng mga mapagkukunang ito, imposibleng mag-deploy ng renewable energy, i-digitize ang ekonomiya, o makuryente ang transportasyon, kaya mahalagang maunawaan kung ano ang nasa likod ng kanilang value chain. Sa madaling salita, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga mineral na ang demand ay tumataas habang ang kanilang supply ay nagiging mas kumplikado para sa maraming mga kadahilanan, mula sa mga geological na kadahilanan hanggang sa kalakalan at pampulitikang tensyon. Na "mismatch" sa pagitan ng kung ano ang hinihingi ng merkado at kung ano ang aktwal na umaabot sa industriya Iyan ang puso ng bagay.
Ang interes ay hindi puro teknikal: mayroong panlabas na pag-asa, geopolitical na mga panganib, at isang epekto sa kapaligiran na hindi maaaring balewalain. Ang mga pamahalaan at kumpanya sa buong mundo ay gumawa na ng mga hakbang upang magarantiya ang pag-access sa mga materyal na ito at gawin ito nang responsable. Ang tanong ay kung paano masisiguro ang isang secure, sustainable, at competitive na supply. sa oras na kinakailangan ng emergency sa klima, nang hindi ipinapasa ang mga hindi patas na gastos sa mga lokal na komunidad at ecosystem.
Ano ang ibig sabihin ng mga kritikal na mineral?
Sa madaling salita, ang mga kritikal na elemento ay ang mga elemento ng kalikasan na may mataas na demand at mahina na supply chain, dahil man sa kanilang heolohikal na kakulangan, kanilang heograpikal na konsentrasyon, o mga bottleneck sa pagproseso. Ang pagiging kritikal ay hindi static: nagbabago ito sa mga pangangailangang panlipunan at magagamit na mga mapagkukunanupang ang isang materyal ay maaaring pumunta mula sa estratehiko hanggang sa kritikal at kabaligtaran habang nagbabago ang teknolohiya at ang merkado.
Walang pangkalahatang tinatanggap na kahulugan, at ang mga termino ay nagsasapawan: naririnig natin ang usapan tungkol sa mga madiskarteng mineral, mga mineral sa paglipat ng enerhiya, o mga kritikal na hilaw na materyales. Ang bawat bansa o bloke ng ekonomiya ay bumuo ng sarili nitong listahan ng priyoridad. Ang European Union, halimbawa, ay nag-publish ng imbentaryo ng mahahalagang materyales noong 2020. na kinabibilangan, bukod sa iba pa, cobalt, indium, magnesium, tungsten, lithium o strontium.
Kabilang sa pinakamadalas na paulit-ulit na mga pangalan ay aluminum, chromium, cobalt, copper, graphite, indium, iron, lead, lithium, nickel, zinc at ang grupong kilala bilang rare earths. Ang mga ito ay mahahalagang bahagi para sa mga teknolohiyang may malakas na potensyal na paglago at walang malinaw na mga kapalit. sa marami sa mga gamit nito, na nagpapataas ng panganib nito kung mabibigo ang supply.
Ano ang ginagamit nila ngayon?
Ang kemikal, magnetic, at optical na katangian nito ay nagbibigay-daan para sa paggawa ng lahat mula sa mga mobile phone at computer hanggang sa mga speaker at tablet, na may kasamang mga pagpapahusay sa kahusayan, pagganap, bilis, tibay, at thermal stability. Ang consumer electronics at digital na imprastraktura ay umaasa sa mga materyal na ito sa maraming bahagimula sa microchips hanggang sa permanenteng magnet.
Ang kanilang papel ay mas mahalaga sa paglipat ng enerhiya. Mahalaga ang mga ito para sa mga photovoltaic panel, wind turbine, at, higit sa lahat, mga baterya ng de-koryenteng sasakyan at mga sistema ng imbakan. Ang bawat teknolohiya ay nangangailangan ng iba't ibang kumbinasyon at dami.Ang solar energy ay gumagamit ng mas maraming aluminyo at tanso; enerhiya ng hangin, bakal at sink; geothermal energy, nickel at chromium; mga de-kuryenteng baterya, grapayt, nikel at kobalt.
Kung palawakin natin ang ating pagtuon, magkakaroon ng ibang mga teknolohiya sa hinaharap: hydrogen electrolyzers, data transmission network, drone, advanced robotics, power electronics, o satellite. Ang mga kamakailang pag-aaral ay nagproproyekto ng double-digit na taunang paglago hanggang 2030 Sa marami sa mga lugar na ito, may kapansin-pansing pag-asa sa mga materyales gaya ng indium at gallium (high-efficiency LEDs), silicon (semiconductors) o ang platinum na grupo ng mga metal —iridium, palladium, platinum, rhodium at ruthenium— (catalysts at fuel cell).
Saan sila hinango at sino ang nagpoproseso nito?
Ang mga makabuluhang deposito ay ipinamamahagi sa buong mundo. May tanso sa Chile at Peru; lithium sa Australia at Chile; nickel sa Indonesia at Pilipinas; kobalt sa Demokratikong Republika ng Congo; at isang kapansin-pansing konsentrasyon ng mga rare earth elements sa China. Ang hindi pantay na pamamahagi na ito ay nagpapalubha sa seguridad ng supply at nagpaparami ng pagkakalantad sa mga geopolitical na panganib..
Ang pagkuha ay bahagi lamang ng kwento. Ang pagpoproseso at pagpino ay mas puro: Pinangungunahan ng China ang pagpoproseso ng maraming kritikal na materyales at higit sa 80% ng pandaigdigang produksyon ng rare earth. Ang kontrol na ito ng intermediate link ay ginagawa ang bansa na isang tunay na nerve center ng pandaigdigang kalakalan at ipinapaliwanag ang mga bottleneck na dinaranas ng industriya kapag naaabala ang mga daloy.
Ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na ang mga merkado na ito ay karaniwang mas maliit, mas heograpikal na puro, at hindi gaanong mapagkumpitensya kaysa sa mga hydrocarbon market. Ang mas mababang pagkatubig ay nagpapalaki ng pagkasumpungin at pagiging sensitibo sa mga pagkabigla regulasyon o diplomatiko.
Europa at Espanya: panimulang punto
Sa Europe, limitado ang domestic production ng rare earth elements at iba pang kritikal na materyales, na may ilang exception. Ang Germany ay nagbibigay ng humigit-kumulang 8% ng gallium sa mundo; Finland, mga 10% ng germanium nito; France, humigit-kumulang 59% ng hafnium nito; at Spain, humigit-kumulang 31% ng strontium nito. Sa kabila ng mga islang ito ng pagdadalubhasa, ang kapasidad ng Europa ay kulang sa pangangailangan ng domestic market..
Upang mabawasan ang pagdepende, isinusulong ng EU ang mga plano upang bumuo ng isang mabubuhay at napapanatiling industriya ng extractive, pagproseso, at recycling. Sa Spain, ang subsoil ay nag-aalok ng mga pagkakataon: lithium resources ay natukoy sa Cáceres at rare earth resources sa Ciudad Real. Gayunpaman, ang mga pamamaraan sa paglilisensya at panlipunang pagsalungat sa mga bagong minahan ay humahadlang sa mga proyekto.Gayunpaman, mayroon nang pampubliko at pribadong mga hakbangin na naghahanap ng pinagkasunduan upang sumulong.
Hinaharap na pangangailangan at mga senaryo
Kung talagang gusto natin ang isang low-emission energy system, kakailanganin natin ng mas maraming mineral, hindi mas kaunti. Ang pinakamadalas na binanggit na mga projection ay tumutukoy sa mga pagtaas ng higit sa 40% sa mga elemento ng tanso at bihirang lupa, 60-70% sa nickel at cobalt, at halos 90% sa lithium. Sa pangkalahatan, sa 2040 ang kabuuang pangangailangan para sa mga kritikal na mineral ay maaaring tumaas ng apat hanggang anim na beses. sa itaas ng kasalukuyang mga antas.
Samantala, nagbabala ang UNCTAD na ang demand ng tanso na nauugnay sa mga renewable ay maaaring doble sa mga darating na dekada. Sa kasalukuyang rate ng produksyon, hindi ito magiging sapat upang matugunan ang lahat ng mga pangangailanganisinasapanganib ang layunin na limitahan ang global warming sa 1,5°C kung hindi mapabilis ang pamumuhunan, pagbabago, at kahusayan sa materyal.
Mga pangunahing teknolohiya at pag-asa sa materyal
Ang mga baterya, wind turbine, solar panel, electrolyzer, at high-capacity grids ay hindi ginawa mula sa simula: sa loob, ang mga ito ay isang mosaic ng mga espesyal na materyales. Sinusuportahan ng Indium at gallium ang pag-iilaw ng LED na matipid sa enerhiya; ang silikon ay ang pundasyon ng microchips; Ang mga metal na pangkat ng platinum ay kumikilos bilang mga catalyst at electrodes. Ang cross-dependence na iyon sa pagitan ng mga teknolohiya at materyales Ipinapaliwanag nito kung bakit ang mga kapintasan sa isang metal ay maaaring malagay sa panganib ang isang buong industriyal na kadena.
Higit pa sa mga icon ng media (lithium at cobalt), malawak ang saklaw. Kabilang sa mga pinakamadalas na binanggit na mineral sa mga konteksto ng transition metal ay ang bauxite, cadmium, chromium, tin, gallium, germanium, graphite, indium, manganese, molybdenum, nickel, selenium, silicon, tellurium, titanium, zinc, at ang rare earth elements, pati na rin ang copper at lead. Ang pagkakaiba-iba ng mga materyales ay nagpapalubha sa pagpapalit at pinipilit kaming mag-isip tungkol sa mga solusyon para sa mga partikular na aplikasyon..
Paano natutukoy ang pagiging kritikal?
Upang masuri kung ang isang hilaw na materyal ay kritikal, tatlong pangunahing mga variable ang isinasaalang-alang. Una, ang antas ng mga reserba at ang kanilang replenishment rate. Pangalawa, ang tunay na posibilidad na palitan ito ng iba pang mga materyales na may katulad na pagganap. Pangatlo, ang mahalagang katangian nito sa mga estratehikong sektor at ang panganib ng pagkagambala sa kahabaan ng supply chain. Kapag ang kakapusan, kakulangan ng mga alternatibo at mataas na sectoral dependence ay nagtutugma, ang panganib ay tumataas.
Ang mga gumagawa ng patakarang pang-industriya sa Europa ay malinaw na nagbubuod nito: kung walang ligtas at napapanatiling supply ng mga kritikal na hilaw na materyales, hindi magkakaroon ng berdeng muling industriyalisasyon o mapagkumpitensyang digitalization. Iyan ang lohika sa likod ng mga bagong batas, alyansa, at pondo. na naglalayong protektahan ang pag-access sa mga mapagkukunang ito.
Kung saan makakahanap ng maaasahang data
Ang mabuting impormasyon ay mahalaga para sa paggawa ng matalinong mga desisyon. Ang European open data portal ay nagbabalik ng libu-libong mga resulta kapag naghahanap ng mga kritikal na hilaw na materyales, at sa pamamagitan ng pagpino ng mga filter, maaaring matukoy ang mga nauugnay na hanay. Partikular na kapansin-pansin ang pagtatasa ng Joint Research Center (JRC) 2020 sa mga Kritikal na Hilaw na Materyales. Sa pamamagitan ng sistema ng RMIS (Raw Materials Information System), maaari mong ma-access ang mga paunang nakalistang pagsusuri ng mga estratehiko, kritikal, at hindi kritikal na materyales., kasama ang paggamit nito sa pagpapagana ng mga teknolohiya.
Ang isa pang mahalagang mapagkukunan ay ang European Geological Data Infrastructure (kadalasang tinutukoy bilang EDGI), na may mga geological catalog at serbisyo na kinabibilangan ng mga mapa ng mga paglitaw ng lithium, kobalt o grapaytMarami sa mga dataset na ito ay nagmula sa proyektong FRAME, kung saan lumahok ang ilang organisasyong European gaya ng Spanish IGME, at pinapayagan ang data na ma-download sa mga format gaya ng GeoJSON. Ito ay mahalagang mga mapagkukunan para sa pag-unawa kung saan matatagpuan ang mga mapagkukunan at sa kung anong heolohikal na konteksto ang mga ito.
Sa internasyonal na antas, nag-aalok ang International Energy Agency ng Critical Minerals Demand Dataset, isang nada-download na database na nagpapadali sa mga sitwasyon at balanse ng supply at demand na nauugnay sa paglipat ng enerhiya. Sinusuportahan ng mga pinagsamang mapagkukunang ito ang mas matatag at maihahambing na mga diagnosis para sa mga kumpanya at administrasyon.
Epekto sa kapaligiran at pagmimina na may pamantayan sa klima
Ang pagkuha at pagproseso ay may bakas ng paa: ang open-pit mining ay bumubuo ng mga basurang bato, maaaring mahawahan ang mga aquifer ng mabibigat na metal, at makagambala sa marupok na ecosystem. Higit pa rito, ang pagpino ay masinsinang enerhiya at tubig. Kapag ang produksyon ay puro sa mga bansang may hindi gaanong mahigpit na mga regulasyon sa kapaligiran, mas lumalala ang mga epekto.
Sa kontekstong ito, umuusbong ang ideya ng "climate-smart" na pagmimina: mga diskarte at kasanayan na nagpapaliit sa bakas ng paa at ginagawang tugma ang pangangailangan para sa mga mineral sa pangangalaga ng kapaligiran. Ito ay hindi isang marketing label; ito ay nagsasangkot ng muling pagdidisenyo ng mga proseso, pagsukat ng mga epekto, at paghingi ng traceability. sa buong kadena.
Pag-recycle, spiral ekonomiya, at pagpapalit
Nakakatulong ang teknolohiya. Ang mga prosesong hydrometallurgical, pyrometallurgical, at bioleaching ay pinalawak upang mapataas ang mga rate ng pagbawi at kadalisayan, at hinahangad ng ecodesign na mapadali ang pagbuwag at pagsubaybay. Ang pumipili na pagpapalit ng mga materyales ay nakakakuha din ng kahalagahan, gaya ng paglipat sa mga kemikal ng baterya ng LFP (lithium iron phosphate) na umiiwas sa nickel at cobalt, o ang pagbuo ng mga sodium-ion na baterya para sa mga partikular na aplikasyon.
Ang laki ng hamon ay napakalaki: Ang mga pagtatantya ng IDB ay nagpapahiwatig na humigit-kumulang 3.000 bilyong tonelada ng mga mineral ang kakailanganin upang makumpleto ang paglipat sa isang mababang-carbon na ekonomiya. Nang walang matinding pagpapabuti sa pag-recycle, kahusayan sa materyal, at pagpapalit, ang presyon sa pangunahing pagkuha ay magiging napakataas.
Mga aplikasyon at merkado sa paglipat ng enerhiya
Ang mga photovoltaics, lakas ng hangin, mga de-koryenteng grid, at pag-iimbak ng enerhiya ay ang pinakamalaking mga mamimili, ngunit hindi lamang ang mga ito. Ang sektor ng pangangalagang pangkalusugan ay gumagamit ng platinum sa mga catalyst at kagamitan, ang grapayt ay ginagamit sa mga electrodes at refractory na materyales, at ang mga rare earth na elemento ay ginagawang posible ang mga magnet na may mataas na pagganap sa mga motor at generator. Ipinapaliwanag ng hanay ng mga aplikasyon kung bakit sabay-sabay na lumalaki ang demand sa maraming sektor.
Samantala, ang merkado ay tumutugon sa mga insentibo. Ang pagtaas ng mga presyo ng lithium sa mga nakaraang taon ay na-highlight ang sensitivity ng system at catalyzed investments, pati na rin ang geopolitical tensions. Kasama sa tugon ng regulasyon ang mga internasyonal na kasunduan upang patatagin ang mga supply chain at itugma ang pamantayan sa kapaligiran at panlipunan.
Responsableng pamamahala at regulasyon
Ang pagbabawas ng mga panganib ay nangangailangan ng matatag na supply chain, malinaw na mga panuntunan, at transparency. Ang mga balangkas ng regulasyon ay dapat makaakit ng pamumuhunan, pantay-pantay na ipamahagi ang mga benepisyo, at magtatag ng napapatunayang mga pamantayan sa kapaligiran at karapatang pantao. Ang mga sistema ng sertipikasyon at angkop na pagsusumikap ay mga pangunahing bahagi upang makakuha ng pagiging lehitimo sa lipunan at pag-access sa mga merkado.
Sa teknolohikal na bahagi, ang industriya ay naglalayon na bawasan ang kobalt na nilalaman sa ilang partikular na aplikasyon mula sa humigit-kumulang 30% hanggang sa mga numerong malapit sa 10%, i-promote ang mga LFP na baterya, at mga mature na opsyon na batay sa sodium. Ang mas maaasahang mga teknikal na alternatibong umiiral, mas mababa ang pagkakalantad sa isang materyal..
Ang mga pamahalaan, sa kanilang bahagi, ay nagpapatibay ng mga alyansa tulad ng kasunduan sa mga kritikal na mineral sa pagitan ng EU at Estados Unidos, na naglalayong mapadali ang kalakalan at secure na mga materyales para sa malinis na teknolohiya. Ang diplomasya sa ekonomiya ay naging kasinghalaga ng salik ng heolohiya..
Latin America sa mapa ng transisyon
Ang heograpiya ng marami sa mga mapagkukunang ito ay nagsasapawan sa mga teritoryong napakataas ng biyolohikal at kultural na kayamanan. Ito ang kaso ng Amazon o ang Andean salt flats. Ang isang malaking bahagi ng pagkuha ay puro sa Global SouthSamakatuwid, ang pamamahala at lokal na pakikilahok ay gumagawa ng pagkakaiba sa pagitan ng pagkakataon at salungatan.
Kabilang sa mga kilalang produksyon sa rehiyon, bukod sa iba pa: Argentina (lithium), Bolivia (lithium), Chile (tanso at molibdenum, bilang karagdagan sa lithium), Brazil (aluminum, bauxite, lithium, manganese, rare earths, titanium), Colombia (nickel), Mexico (tanso, lata, molibdenum, zinc) at Peru (lata, molibdenum, zinc)Ang internasyonal na agenda ay nagpalaki sa debate, na may mga rekomendasyon mula sa isang panel ng UN para sa patas at napapanatiling pamamahala at kamakailang mga pagdinig sa harap ng IACHR sa mga epekto sa kapaligiran at panlipunan.
Rare earths: kung ano talaga sila
Ang terminong "rare earth elements" ay sumasaklaw sa 16 na elemento: ang lanthanides (mula sa lanthanum hanggang lutetium) at yttrium, dahil sa kanilang kahalintulad na kimika. Kabilang dito ang scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, at lutetium. Ang terminong "bihirang" ay hindi nangangahulugan na halos hindi sila umiiral sa crust ng EarthAng hamon ay hindi sila karaniwang puro sa madaling mapagsamantalang mga deposito at ang kanilang paghihiwalay ay masalimuot.
Ang kahalagahan nito ay nakasalalay sa papel nito sa mga permanenteng magnet, phosphor para sa mga screen, catalyst at maraming gamit sa electronics at enerhiya. Ang value chain ay nangangailangan ng mataas na espesyal na pagproseso at pagpinoPinapataas nito ang hadlang sa pagpasok at pag-asa sa ilang aktor.
Transisyonal na terminolohiya at mga bill ng mga materyales
Bilang karagdagan sa mga nabanggit na, ang mga teknolohiya ng renewable energy ay madalas na nagtatampok ng bauxite, cadmium, chromium, tin, gallium, germanium, graphite, indium, manganese, molybdenum, nickel, selenium, silicon, tellurium, titanium at zinc, kasama ng copper, lithium, cobalt at rare earth elements. Para sa tinatayang gamit:
- Mga teknolohiyang solar: bauxite, cadmium, lata, germanium, gallium, indium, selenium, silicon, tellurium, zinc.
- Electrical installations: tanso.
- Lakas ng hangin: bauxite, tanso, kromo, mangganeso, molibdenum, mga bihirang lupa, sink.
- Almacenamiento de energy: bauxite, kobalt, tanso, grapayt, lithium, mangganeso, molibdenum, nikel, bihirang lupa, titanium.
- Baterya: kobalt, grapayt, lithium, mangganeso, nikel, mga bihirang lupa.
Sa pangangalagang pangkalusugan at mataas na teknolohiya, namumukod-tangi ang platinum para sa paglaban nito sa kaagnasan at mataas na temperatura, na ginagamit sa mga catalyst at kagamitang medikal. Ang graphite, bilang karagdagan sa papel nito sa mga anod ng baterya, ay ginagamit sa mga electrodes, lubricant, at refractory.Ang sektoral na pagkakaiba-iba na ito ay nangangailangan ng pagsubaybay sa maramihang mga value chain nang magkatulad.
Mga merkado, patakarang pang-industriya at data upang magpasya
Ang kumbinasyon ng kamag-anak na kakulangan sa geological, puro produksyon, kumplikadong pagproseso, at pagtaas ng demand ay lumilikha ng kahinaan. Ito ang dahilan kung bakit naging prayoridad ng patakarang pang-ekonomiya ang pamumuhunan at pagbabago sa EU, United States, Australia, at iba pang mga bansa. Kung walang pagpaplano at de-kalidad na bukas na data, ang mga desisyon ay masyadong huli o batay sa intuwisyon..
Ang European data ecosystem—na may RMIS ng JRC at ang EDGI geological infrastructure—kasama ang mga mapagkukunan ng IEA, ay tumutulong na i-standardize ang mga diagnosis, paghambingin ang mga sitwasyon at bigyang-priyoridad ang mga bottleneck. Ang pagkakaroon ng homogenous at traceable na serye ay binabawasan ang kawalan ng katiyakan para sa mga regulator at mamumuhunan.
Ang Spain, kasama ang potensyal nito sa pagmimina at pamunuan ng nababagong enerhiya, ay naghahangad na gampanan ang isang mahalagang papel sa isang mas autonomous at napapanatiling European supply chain. Ang susi ay upang ipagkasundo ang mga oportunidad sa industriya sa mga garantiyang panlipunan at pangkalikasan., paglalapat ng mga hinihinging pamantayan at mekanismo ng pakikilahok sa mga teritoryo.
Ang paglipat ng enerhiya ay hindi lamang tungkol sa berdeng kilowatts: nangangailangan din ito ng paglipat sa mga hilaw na materyales. Sa iba't ibang supply chain, pinahusay na recycling, matalinong pagpapalit, at internasyonal na kooperasyon, Posibleng bawasan ang mga panganib at pabilisin ang decarbonization nang hindi iniiwan ang sinuman..
