معارك العالم لتخفيف قبضة الصين على الأرض النادرة الحيوية لانتقال الطاقة النظيفة

من الصعب تكرير العناصر الأرضية النادرة من أجل التحول إلى الطاقة الخضراء، فقط اسأل MP Materials و Lynas.

تواجه أكبر شركتين للأرض النادرة في العالم خارج الصين تحديات في تحويل الصخور من مناجمها إلى اللبنات الأساسية للمغناطيس المستخدم في جميع أنحاء الاقتصاد العالمي، من iPhone إلى Tesla Model 3 إلى Lockheed Martin’s طائرة مقاتلة من طراز F-35.

اكتسب مسعى الغرب لتطوير إمدادات مستقلة من المعادن الهامة إلحاحًا أكبر بعد أن فرضت بكين ضوابط تصدير الشهر الماضي على المعادن الاستراتيجية الغاليوم والجرمانيوم، مما أثار مخاوف عالمية من أن الصين قد تمنع صادرات الأرض النادرة أو تكنولوجيا المعالجة في المستقبل.

تسلط النضالات الأخيرة من قبل MP و Lynas  وشركات أخرى لتحسين التربة النادرة الخاصة بهم الضوء على المهمة الصعبة التي يواجهها بقية العالم لكسر القبضة الصينية الخانقة على المجموعة الرئيسية المكونة من 17 معادن اللازمة للنظافة، نقل الطاقة، أظهرت مقابلات مع أكثر من عشرة من الاستشاريين والمديرين التنفيذيين والمستثمرين ومحللي الصناعة.

تعيق التعقيدات الفنية، وإجهاد الشراكة، ومخاوف التلوث قدرة الشركات على انتزاع حصتها في السوق بعيدًا عن الصين، التي تسيطر وفقًا لوكالة الطاقة الدولية على 87 ٪ من قدرة تكرير الأرض النادرة العالمية.

إذا استمرت المشاريع في النضال، فقد تفشل عدة اقتصادات في تحقيق هدفها المتمثل في خفض انبعاثات الكربون إلى الصفر الصافي 2050 لتقليل تأثير تغير المناخ، دون مشاركة بكين.

قال مصدران مطلعان على الأمر إن خطط شركة ليناس الأسترالية لبناء مصفاة أرضية نادرة أمريكية مع شريك مقره تكساس قد انهارت.

قالت ليناس إنها تحاول إنهاء مصفاة أرضية نادرة في غرب أستراليا واجهت عقبات وتقوم ببناء مصنعها الخاص في مكان آخر في تكساس.

تعثر هدف MP المتمثل في تكرير المعادن الأرضية النادرة الخاصة به في عام 2020 بسبب جائحة COVID-19 والتحديات الفنية ، مما أدى إلى تحويل هدفه إلى نهاية عام 2023. وقد تأتي التحديثات يوم الخميس عندما من المتوقع أن تعلن الشركة عن نتائجها ربع السنوية.

في أواخر العام الماضي ، قالت شركة MP ومقرها الولايات المتحدة إنها بدأت تشغيل معدات تكرير بالقرب من منجمها في كاليفورنيا كجزء من عملية معايرة معقدة لم تنجح حتى الآن ، مما جعل الشركة تعتمد على الصين للتكرير ، وبالتالي جميع إيراداتها تقريبًا. تقوم MP أيضًا ببناء منشأة مغناطيسية في تكساس لتزويد جنرال موتورز التي ستتطلب معدات التكرير في كاليفورنيا لتكون جاهزة للعمل.

قال جيم ليتينسكي، الرئيس التنفيذي لعضو البرلمان وأكبر مساهم، للمستثمرين في مايو: “إن عملية التكليف (الأرضية النادرة) شاقة، مع توقفات وبداية”.

قال كراي لوكسباكر، رئيس قسم التعدين والهندسة الجيولوجية بجامعة أريزونا، وغير المنتسب إلى MP أو أقرانه: “قد تكون عملية تكرير الأرض النادرة صعبة للغاية”، “هناك الكثير من الخطوات المعقدة.”

تعمل المغناطيسات الأرضية النادرة على تحويل الطاقة إلى حركة، وهي المكونات الأساسية في محرك السيارة الكهربائية، فهي أخف وزنًا، ويمكنها التعامل مع درجات حرارة أعلى بكثير من المغناطيسات التقليدية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى خصائصها الكيميائية الفريدة.

تنعامل مصافي الأرض النادرة مع 17 فلزًا

يجب أن تتعامل مصافي الأرض النادرة مع 17 فلزًا، اعتمادًا على جيولوجيا الرواسب، ولكل منها نفس الحجم والوزن الذري تقريبًا، مما يجعل الفصل معقدًا، يجب أن يتم إثارة تلك الأتربة النادرة بترتيب معين، مما يمنع MP وأقرانها من انتقاء العناصر المحددة التي قد يرغبون فيها.

لاستخراج النيوديميوم والبراسيوديميوم لبناء مغناطيسات المركبات الكهربائية، على سبيل المثال، يجب على MP أولاً إزالة اللانثانوم، والسيريوم غير المرغوب فيه، والذي يشكل حوالي 83٪ من رواسبه في كاليفورنيا في عملية تعتمد على مزيج معقد من الأحماض والقواعد والمواد الكيميائية الأخرى التي مصممة لجيولوجيا المنجم.

بينما اعتمدت MP على الخبرة الصينية لإعادة تشغيل منجمها – الذي تم شراؤه في عام 2017 – فإن هذه المعرفة تكون أقل فائدة عندما يتعلق الأمر بتفصيل معدات التكرير، قال محللون، إن قضايا مماثلة قد تصيب نحو ست شركات أخرى تهدف إلى التكرير بشكل مستقل في أماكن أخرى من العالم.

قال آلان والتون، أستاذ علم المعادن في المعهد جامعة برمنجهام: “ما حدث في الصين على مدى سنوات عديدة هو أنهم استثمروا بكثافة وبذكاء في قدرة المعالجة لتحويل المواد (الأرضية النادرة) على طول الطريق من المنجم إلى المغناطيس”.

 

التحكم الاقتصادي

قال محللون إن خبرة التكرير الصينية سمحت للبلاد بهندسة أسعار أرضية نادرة في مراحل مختلفة من سلاسل المعالجة لصالحها، بما في ذلك انخفاض أسعار المنتجات النهائية، لمنع المنافسة الأجنبية.

قال ريان كاستيلو، مستشار المعادن في Adamas Intelligence ، إن تكرير الأتربة النادرة “لا تتم معالجته حقًا حتى من قبل أولئك الذين يطورون قدرة مغناطيسية”، وأضاف كاستيلو أنه من خلال التركيز الاستراتيجي على الصناعات التي تستخدم المغناطيس – المبني بأتربة نادرة تم تكريرها في الصين بهوامش ربح منخفضة بشكل مقصود – يمكن أن تعزز بكين صناعة السيارات الكهربائية المزدهرة.

ظهر نموذج الصين في حالة ارتياح حاد الشهر الماضي عندما انخفضت أسعار العناصر الأرضية النادرة إلى أدنى مستوى لها منذ ما يقرب من ثلاث سنوات، ويرجع ذلك جزئيًا إلى زيادة المعروض الصيني، تقدم الصين أيضًا خصم تصدير بنسبة 13% لمصنعي المغناطيس باستخدام موادها، مما يعزز هيمنتها.

سمحت بكين لسنوات باستيراد الصخور المعالجة بشكل خفيف والمعروفة، باسم تركيز العناصر الأرضية النادرة للتكرير، قال محللون إن الاستراتيجية تساعد في ضمان الأسعار التي تحفز الدول الأخرى على حفر مناجم جديدة، ولكن ليس بناء مصانع معالجة يمكن أن تنتج أيضًا نفايات مشعة.

شحنت MP حوالي 43000 طن متري من التركيز إلى الصين العام الماضي للتكرير، تُظهر الإيداعات التنظيمية أنها كانت تبيع أيضًا نفايات فلوريد الصين- بخسارة – تركها مالك سابق في موقعها في كاليفورنيا، والذي لديه لوائح تخزين صارمة للمواد.

ميانمار وفيتنام ودول أخرى تركز أيضًا على الصين للتكرير.

تتركز مصافي ليناس في ماليزيا التي تنتجها في أستراليا، لكن السلطات في كوالالمبور تخطط لمنع الواردات العام المقبل، مشيرة إلى مخاوف من تسرب نفايات مشعة من مصنع ليناس، وهو اتهام تنفيه ليناس، وتهدف إلى فتح مصنع معالجة بديل في أستراليا في وقت لاحق من هذا العام.

قامت الشركة منذ فترة طويلة ببيع المعادن الأرضية النادرة في الولايات المتحدة إلى Blue Line المملوكة للقطاع الخاص لمعالجتها وتحويلها إلى مواد متخصصة.

في عام 2019، اتفقتا الشركتان على بناء منشآت تكرير بالقرب من سان أنطونيو ، تكساس وناقشا مع مسؤولي إدارة ترامب خططهم لتكون “المنتج الوحيد على نطاق واسع للعناصر الأرضية النادرة المنفصلة في العالم خارج الصين”.

لكن مصدرين قالا لرويترز، إن هذا الجهد الذي يموله البنتاجون جزئيا انهار منذ ذلك الحين، أسباب الانهيار ، والتي لم يتم الإبلاغ عنها من قبل، لا يمكن تحديدها على الفور.

أرجأ Blue Line التعليق إلى Lynas، وقالت وزارة الدفاع الأمريكية (البنتاجون) إنها لن تتمكن من التعليق على الفور، وأشار ليناس إلى البيانات الصحفية السابقة لكنه رفض التعليق،  في غضون ذلك، قامت ليناس هذا الأسبوع بتحديث خططها لمنشآت تكرير أخرى تقوم ببنائها على طول ساحل تكساس بمبلغ 258 مليون دولار بتمويل من البنتاغون .

في أماكن أخرى ، تهدف المشاريع في السويد وجنوب إفريقيا وأستراليا ودول أخرى إلى استخراج العناصر الأرضية النادرة من نفايات المناجم والمنتجات الثانوية التي يمكن أن توفر 8٪ من الطلب العالمي بنجاح ، وفقًا لـ Adamas Intelligence.

يقدر Benchmark Mineral Intelligence ، مزود بيانات السوق، أن الصين تقوم بتكرير 89% من النيوديميوم والبراسيوديميوم في العالم، المعادن الرئيسية لمغناطيس السيارات الكهربائية، وهي هيمنة من المتوقع أن تنخفض بحلول عام 2028 إلى 75%.

تتوقع Benchmark تراجع سيطرة الصين العالمية على تكرير الديسبروسيوم من 99٪ في عام 2023 إلى 94٪ بحلول عام 2028. ويساعد الديسبروسيوم على الاحتفاظ بالمغنطة في درجات حرارة عالية.

ابتكار حاسم لكسر القبضة الصينية

قال محللو الصناعة، إن هناك حاجة أيضًا إلى ابتكار حاسم لكسر القبضة الصينية الخانقة على القطاع دون التضحية بالجودة البيئية، مع مخاوف بشأن مشاريع النفايات السامة للعمليات الحالية.

توقفت الجهود التي تبذلها شركة Leading Edge Materials  لتطوير ترسبات التربة النادرة Norra Karr السويدية في عام 2016، بسبب مخاوف من تسرب المواد الكيميائية إلى مياه الشرب، أعادت الشركة صياغة خطط المناجم لجعلها أكثر استدامة وقدمت تطبيقًا بيئيًا جديدًا هذا العام.

أعلنت تسلا في مايو عن خطط لتصنيع مغناطيسات كهربائية بدون تربة نادرة، مستشهدة “بالمخاطر البيئية والصحية” في العملية الحالية.

وقالت ميليسا ساندرسون، رئيسة شركة American Rare Earth، التي تطور العديد من مشاريع الأرض النادرة في الولايات المتحدة: “اتخذت الصين قرارًا استراتيجيًا منذ عقود لتطوير قدرتها على معالجة التربة النادرة، على الرغم من العواقب البيئية للتكنولوجيا المتاحة”.

تعمل شركة American Rare Earths مع علماء من الحكومة الأمريكية في مختبر لورانس ليفرمور لتطوير بكتيريا يمكنها معالجة العناصر الأرضية النادرة.

يدرس كل من Locus Mining و Aether Bio المملوكين للقطاع الخاص طرقًا لاستخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي وتكنولوجيا النانو ، على التوالي.

كما تدرس UCore Rare Metals و Mosaic و USA Rare Earth تقنيات معالجة مختلفة.

وفإن الحلول الأنظف هي سنوات من الإنتاج، قال ناثان بيكارسك، الشريك المؤسس لشركة الاستشارات الجيوسياسية هورايزون الاستشارية: “إذا كان بإمكانك الابتكار وتقديم حلول إلى السوق تنتج تربة نادرة بكفاءة، فلديك فرصة هائلة في السوق”.