Texas modellt kínál a nagyon szükséges ellátási lánc felújításához

Emily Pickrell, UH Energiatudós

A félvezető chipek folyamatosan csökkennek, de a kellő mennyiségű beszállítás mögötti válság elég nagy ahhoz, hogy kérdéseket vethessen fel Amerika jövőbeli zöldítésével kapcsolatban. 

A chipek kulcsszerepet játszanak a számítógépektől az okostelefonokig mindenben, de kritikusak abban a technológiában is, amely a fosszilis tüzelőanyagokkal kapcsolatos know-how-t váltja fel, különösen az elektromos járművek, valamint a nap- és szélerőművek.

Ahogy a globális ellátási láncok felpörögtek – a kínai problémák és a Covid-világjárvány miatt – ez hangsúlyozta hazai ellátási láncunk elégtelenségét. Az egyik legnagyobb korlátozó tényező a saját chipek gyártásában?

A szükséges ritkaföldfém anyagok.

A ritkaföldfémek a középiskolai kémia táblázatában szereplő nevek – az 57-től 71-ig terjedő atomszámok (a lantanidok), valamint a szkandium és ittrium.

Ezek az elemek vezető vagy mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek ideálisak a különböző csúcstechnológiás termékekhez, beleértve a félvezetőket is.

Az elmúlt években az Egyesült Államok importálta ritkaföldfém-elemeinek nagy részét, amelyek 80%-a Kínából származik. A mikroprocesszoros chipek gyártásának nagy részét túlnyomórészt olcsóbb tengerentúli helyekre, különösen Ázsiára helyezték át. A REE-k nem ritkák világszerte, de nehéz kitermelni őket. Ennek az az oka, hogy érceik gyorsan oxidálódnak. A bányászat nehézségei azt is jelentik, hogy ezek a bányák gyakran jelentős víz- és talajszennyezést okoznak.

Gyorsan előre 2020-ra, és a számítógépek és mikrochipek iránti kereslet megugrása – az ellátási zavarok és az otthoni irodák számának meredek növekedése miatt – felzaklatta a félvezető-ellátási láncot.

Az összes új jármű fokozott számítógépesítése sebezhetővé tette az autóipart az ellátási lánc ezen problémáival szemben. A hiány tavaly nagy pusztítást végzett az autóiparban: a Ford, a Jaguar Land Rover, a Volkswagen, a General Motors, a Nissan, a Daimler, a BMW és a Renault bezárta a gyárakat vagy leállította a termelést chipek hiányára hivatkozva.

A hiány pedig könnyen súlyosbodhat. A Biden-adminisztráció 50-ra 2030%-os elektromosjármű-eladási részesedést tűzött ki célul. Az elektromos járművek, mind a hibrid, mind az akkumulátoros járművek esetében REE-re van szükség az ezekben a járművekben szükséges elektromos motorokhoz. Ezen elektromos járművek értékesítési céljainak eléréséhez valószínűleg erős hazai REE ellátási láncra lesz szükség, különösen, ha az ország gazdaságilag kíván hasznot húzni minden zöld befektetéséből. 

A ritkaföldfém-anyagok bősége azonban olyan helyeken, mint Vietnam, Oroszország, Ausztrália és Brazília, nem jelenti azt, hogy az Egyesült Államok nem rendelkezik elegendő forrással – távolról sem. Texas, Kalifornia, Minnesota, Wyoming és Alaszka mind jelentős mennyiségű ritkaföldfém ásványi készlettel rendelkezik.

A Trump- és a Biden-kormány már az akut válság előtt is a hazai gyártás újjáélesztésének ígéreteire építette kampányát, és ezen ellátási láncok kiépítésének szükségességére összpontosított.

Trump elnök 2020-as végrehajtási rendelete, amely nemzeti vészhelyzetet hirdetett ki a bányászatban, a költségvetésben a kormány 1.75 milliárd dollárt költ a ritkaföldfém-elemekre a lőszerekben és rakétákban, és 350 millió dollárt a mikroelektronikára.

A Biden-adminisztráció erre az ellátási lánc fejlesztésre épített, ösztönözve a kritikus ritkaföldfém-ásványok előállítását az infrastrukturális jogszabályokban.

Az egy másik kérdés, hogy az Egyesült Államok megteheti-e és milyen gyorsan képes megfelelni a kereslet várható megugrásának.

Michelle Michot Foss, a Rice Egyetem Baker Intézetének energetikai, ásványi és anyagtudományi munkatársa szerint tíz-tizenöt év ésszerűbb idő a hagyományos bányászati ​​és fémipari projektek működésbe lépésére. Foss tavaly a Kongresszus előtt tanúskodott a szállítás szén-dioxid-mentesítésével kapcsolatos ellátási lánc szempontjairól.

„A földalatti bányászat esetében, ami sokkal drágább, ki tudja, ki tudja, ki tudja, ki sokáig tart” – mondta Foss. „Vannak olyan projektek különböző helyeken – köztük az Egyesült Államokban és Kanadában –, amelyek még nem láttak napvilágot, és 15-20 éves erőfeszítések zajlanak. Nikkel, platina/palládium, ritkaföldfémek – ez nagyon kemény.” 

Mindeközben Texas próbál példát mutatni magáról, bemutatva, hogyan működhet egy ritkaföldfém ellátási lánc fejlesztése.

Állami tisztségviselői szorgalmazták, hogy egy ilyen ellátási lánc fejlesztését prioritásként kezeljék, mind a kormányzati, mind a magánszereplők számára.

„Ez a kérdés egyre nagyobb érdeklődést mutat Texas iránt, amely az ország vezető szerepet tölt be az energiatermelésben” – mondta Glenn Hamer, a Texas Association of Business vezérigazgatója. „A függetlenség megőrzéséhez hozzátartozik annak biztosítása, hogy a megfelelő ellátási láncok működjenek, akár belföldön, akár nemzetközi barátainkon keresztül.”

Az állam konkrét terveket vázolt fel ritkaföldfém-lelőhelyeinek agresszív fejlesztésére egy 2021. novemberi jelentésben. 

Az államnak pedig megvannak az adottságai a terv megvalósításához. A viszonylag bányászatbarát szabályozás, a jó infrastruktúra és az adókedvezmények már segítették az olyan cégeket, mint az USA Rare Earth, hogy üzletet hozzanak létre. Az USA Rare Earth azt tervezi, hogy 950-ig megkezdi bizonyos ritkaföldfémek bányászatát 2023 hektáron a nyugat-texasi Sierra Blancában. A vállalat a ritkaföldfémek helyszíni feldolgozását tervezi, és arra számít, hogy a bányában 16 vagy 17 ritkaföldfémet állítanak elő. (Jelenleg csak egy másik hazai bánya létezik a kaliforniai San Bernardinóban.)

Texas is megpróbálja létrehozni a szükséges ritkaföldfém-feldolgozó telephelyeket – a bányászat azon szegmensét, amelyet jelenleg Kína ural. Az egyik ilyen texasi székhelyű vállalat, a Blue Line szövetségi támogatást kapott egy ritkaföldfémek elkülönítésére szolgáló létesítményre a texasi Hondóban. A ritkaföldfém ásványok ausztrál partnerétől, a Lynas Rare Earths Ltd.-től származnak.

A Lone Star állam ad otthont az egyik első olyan létesítménynek is, amely az elektronikai hulladékból ritkaföldfémeket újrahasznosít, a San Marcos-i székhelyű Urban Mining Co. A vállalat védelmi minisztériumi szerződést kötött egy kis kísérleti programra, amelynek célja a használható ritkaföldfémek betakarítása. elemeket.

Texas abban reménykedik, hogy jót tesz, ha jót tesz. Úgy véli, hogy több olyan vállalatot vonz majd, amelyek gyártósorai megkívánják ezeket a ritkaföldfém-tulajdonságokat, annál jobb lesz a munkahelyteremtés és a gazdaság növekedése.

Ennek egy része már megtörténik.

A Samsung bejelentette, hogy idén novemberben 17 milliárd dollárt kíván befektetni a texasi chipgyárba, az infrastruktúrára hivatkozva a helyszín egyik okaként. A Tesla októberben hivatalossá tette azt a terveit, hogy Texasba helyezi át székhelyét. Egymilliárd dolláros beruházást tervez, miközben tovább bővíti az elektromos járművek gyártását az államban.

Nyilvánvaló, hogy ez a kialakulóban lévő texasi ellátási lánc közel sem elég ahhoz, hogy kielégítse a chipek és az általuk igényelt REE iránti növekvő USA-keresletet. Mindazonáltal biztató jel, hogy felébredhetünk abból a tévhitből, hogy a kulcsfontosságú gyártási folyamatok kihelyezésének nincs következménye.

„Igazló előrehaladás, de legalább elindult valahová” – mondta Margaret Kidd, a Houstoni Egyetem ellátási lánc és logisztikai technológiájának programigazgatója. "Texas nem fogja megoldani az egész országunk chips ellátási láncának problémáit, de ez pozitív lépés."

A becslések szerint a jelenlegi ritkaföldfém-készletünk 25-szörösére lesz szükség ahhoz, hogy elérjük Biden 2050-es zöld gazdaságát, ez nem jöhet túl korán.

Emily Pickrell veterán energetikai riporter, több mint 12 éves tapasztalattal, az olajmezőktől kezdve az ipari vízpolitikán át a mexikói éghajlatváltozási törvények legfrissebbig. Emily energetikai kérdésekről számolt be az Egyesült Államok, Mexikó és az Egyesült Királyság területéről. Az újságírást megelőzően Emily politikai elemzőként dolgozott az amerikai kormányzati elszámoltathatósági hivatalnál és auditorként a nemzetközi segélyszervezetnél, a CARE-nál. 

Az UH Energy a Houston Egyetemi energiatanulási, kutatási és technológiai inkubációs központja, amelynek célja az energia jövőjének kialakítása és új üzleti megközelítések kidolgozása az energiaiparban.