- Metale ziem rzadkich są nieodzownym elementem nowoczesnych technologii
- Chiny kontrolują dziś nawet do 70 proc. światowej produkcji strategicznych minerałów
- Stany Zjednoczone są jednym z największych odbiorców chińskich produktów
- Do 2030 roku samo zapotrzebowanie na magnesy dla EV sięgnie 70 tys. ton rocznie
- UE dąży do dywersyfikacji źródeł dostaw i rozwoju własnych zdolności
Elektromobilność to przyszłość transportu, symbol zielonej transformacji. Ale czy ta rewolucja nie zostanie wyhamowana przez brak kluczowych surowców? Lit, kobalt i metale ziem rzadkich – niezbędne dla baterii i silników elektrycznych – są przedmiotem globalnego wyścigu i rywalizacji.
Dominująca pozycja Chin w ich wydobyciu i przetwarzaniu wywołuje wręcz panikę w przemyśle samochodowym, stawiając pod znakiem zapytania płynność dostaw i tempo elektryfikacji. Czy świat zdoła zabezpieczyć dostęp do strategicznych minerałów, zanim ich brak zahamuje zielony pęd motoryzacji?
Skarby ziemi
Współczesna cywilizacja opiera się na technologiach, których funkcjonowanie często zależy od surowców, o których przeciętny człowiek wie niewiele. Mowa o metalach ziem rzadkich – grupie 17 pierwiastków chemicznych, w tym skandzie, itrze czy lantanowcach. Choć ich nazwa sugeruje, że są niezwykle rzadkie, wiele z nich, jak cer czy lantan, występuje w skorupie ziemskiej częściej niż choćby pospolity ołów – zauważa National Geographic.
Problemem jest ich duże rozproszenie, co czyni wydobycie trudnym i kosztownym, a pozyskanie w czystej postaci wymaga skomplikowanych procesów chemicznych. To właśnie te unikalne właściwości fizyczne i chemiczne – magnetyczne, luminescencyjne czy katalityczne – sprawiają, że metale ziem rzadkich stały się nieodzownym elementem nowoczesnych technologii. Są one niezbędne w produkcji elektroniki (smartfony, laptopy, dyski twarde, ekrany), zaawansowanych materiałów, technologii medycznych (MRI, PET, lasery), a także energetycznych, w tym turbin wiatrowych.
Kto rozdaje karty?
Strategiczną pozycję tych surowców w gospodarce światowej doskonale uchwycił Deng Xiaoping, przywódca Chin, który już w 1992 roku stwierdził: „Bliski Wschód ma swoją ropę naftową, a Chiny mają ziemie rzadkie!” – pisze red. Rafał Dadura z portalu spidersweb.pl. Te słowa okazały się prorocze, ponieważ Chiny konsekwentnie realizowały politykę mającą na celu opanowanie globalnego rynku tych surowców.
Obecnie Państwo Środka dominuje nie tylko w wydobyciu metali ziem rzadkich, kontrolując nawet do 70 proc. światowej produkcji, jak donosi Reuters, ale przede wszystkim w ich przetwarzaniu i produkcji gotowych komponentów, takich jak magnesy. Chiny posiadają około 85-90 proc. światowych mocy przerobowych. Ta dominacja nie jest przypadkowa – to efekt świadomie zaplanowanej strategii.
Od lat 80. XX wieku Chiny intensywnie inwestowały w wydobycie i obróbkę, jednocześnie stosując praktyki, takie jak dumping cenowy i różnicowanie cen dla odbiorców krajowych i zagranicznych, co doprowadziło do wyeliminowania konkurencji i likwidacji kopalń w USA, Europie czy Australii. Pekin z premedytacją prowadził do wygaszania produkcji surowców za granicą, wykorzystując moment, gdy państwa zachodnie rezygnowały z polityki surowcowej niezależności po zakończeniu zimnej wojny – czytamy w Przeglądzie Geopolitycznym.
Przejmowanie technologii
Zdobycie tej pozycji było możliwe także dzięki przejmowaniu nowoczesnych technologii. Chiny wysyłały studentów na amerykańskie uczelnie techniczne, zakładały własne laboratoria, a przede wszystkim zmuszały zachodnie firmy inwestujące w Chinach do współpracy w ramach spółek joint-venture, realizując zasadę „technologia za surowce”.
W skrajnych przypadkach dochodziło do działań służb specjalnych, czego przykładem jest przejęcie amerykańskiej firmy Magnequench, kluczowego producenta magnesów niezbędnych dla przemysłu zbrojeniowego USA, co dało Chinom dostęp do tajemnic produkcji strategicznych komponentów – piszą Wiejaczka, D., Wilczyński, W.J., w opracowaniu zatytułowanym „Strategiczne znaczenie metali ziem rzadkich”.
Ta dominacja ma jednak swoją cenę – ekologiczną. Wydobycie i przetwarzanie metali ziem rzadkich w Chinach wiąże się z ogromnym zużyciem energii i wody oraz generowaniem toksycznych i promieniotwórczych odpadów chemicznych. Proces ten często odbywa się bez przestrzegania norm środowiskowych, co prowadzi do zatrucia powietrza, gleby i wód, mając tragiczne skutki zdrowotne dla lokalnej ludności, jak w przypadku okolic Baotou, nazywanych „wioską raka”.
Eksperci zwracają uwagę, że wdrażane na Zachodzie „dobre praktyki ekologiczne” nie idą w parze z refleksją nad katastrofalnymi skutkami sanitarnymi naszej transformacji energetycznej odczuwanymi w Chinach – opisuje zagadnienie Przegląd Geopolityczny.
Nieprzewidywalność i amerykański wątek
Rynek metali ziem rzadkich jest mikroskopijny w porównaniu do innych metali, co czyni go bardzo niestabilnym i mało przewidywalnym. Brak oficjalnych kursów na giełdach i ograniczona przejrzystość, zwłaszcza w Chinach, gdzie dane o produkcji są tajemnicą państwową, potęgują tę niepewność. Panika na rynku może wybuchnąć w wyniku wycofania się dostawcy, pojawienia się nowej technologii wymagającej specyficznych metali, czy wykupienia dużej części rocznej produkcji przez jednego inwestora.
Amerykanie są doskonale świadomi tego zagrożenia. Departament Stanu USA już w 2019 roku zlecił zwiększenie krajowej produkcji. Próbowano udaremnić chińskie przejęcia firm posiadających złoża czy technologie, jak w przypadku oferty CNOOC na firmę Unocal, właściciela jedynej wówczas amerykańskiej kopalni metali ziem rzadkich Mountain Pass.
Podczas prezydentury Donalda Trumpa, w ramach wojny handlowej, nałożono cła na chińskie produkty technologiczne, co spotkało się z analogiczną odpowiedzią ze strony Chin, obejmującą nawet koncentraty metali ziem rzadkich wysyłane z Mountain Pass do Chin w celu przetworzenia – opisują kulisy tej walki – panowie Wiejaczka, D., Wilczyński oraz W.J w publikacji „Strategiczne znaczenie metali ziem rzadkich”.
Jednak Chińczycy trzymają świat w szachu nie tylko dzięki kontroli nad surowcami, ale także dzięki produkcji gotowych komponentów. Amerykańskie firmy, w tym te zbrojeniowe (Raytheon, Lockheed Martin, BAE Systems), są uzależnione od dostaw produkowanych w Chinach części, zwłaszcza magnesów stałych. Pełne wstrzymanie dostaw przez Chiny mogłoby spowodować ogromne straty.
Mimo to, sytuacja jest bardziej złożona – współzależność dotyczy obu stron. Stany Zjednoczone są jednym z największych odbiorców chińskich produktów, a firmy takie jak Apple czy Boeing opierają znaczną część swoich zysków na chińskim rynku i sile roboczej. Dlatego, jak podkreślają źródła, całkowite odcięcie dostaw, jak to miało miejsce na krótko w 2010 roku między Chinami a Japonią w związku ze sporem terytorialnym, choć możliwe, jest mało prawdopodobne. Uzależnienie mocarstw zachodnich od Chin nadal jednak osłabia ich konkurencyjność i stawia pod znakiem zapytania status militarny.
Metale ziem rzadkich a samochody
W kontekście elektromobilności metale ziem rzadkich odgrywają kluczową rolę, choć głównie w produkcji magnesów stałych wykorzystywanych w silnikach elektrycznych. Samochód hybrydowy może zawierać nawet do 20 kg tych pierwiastków. Rosnące zapotrzebowanie na auta elektryczne napędza popyt na metale ziem rzadkich – szacuje się, że do 2030 roku samo zapotrzebowanie na magnesy dla EV sięgnie 70 tys. ton rocznie, znacząco więcej niż 5 tys. ton w 2019 roku – zwraca uwagę red. Wojciech Traczyk na łamach Magazynu Przemysłowego.
Jednocześnie, warto zaznaczyć, że metale ziem rzadkich nie odgrywają ważnej roli w samych akumulatorach. Tam kluczowe są inne metale: lit, kobalt, mangan, nikiel i grafit. Lit jest niezbędny w każdym typie akumulatora ze względu na swój wysoki potencjał elektrochemiczny i lekkość – to najlżejszy metal.
Tak jak w przypadku metali ziem rzadkich, pojawiają się obawy o wyczerpanie zasobów litu i kobaltu. Analityce porównują te obawy do prognoz dotyczących wyczerpania ropy naftowej, które w przeszłości okazywały się nietrafione z powodu rozwoju technologii i odkrywania nowych złóż. Według danych USGS z końca 2022 roku, zasoby litu szacowano na 26 mln ton, a udokumentowane zasoby na 98 mln ton, co przy ówczesnym wydobyciu wystarczyłoby na setki lat. Zasoby kobaltu szacowano na 8,3 mln ton, wystarczających na 52-63 lata.
Wydobycie tych metali odbywa się w różnych miejscach na świecie – lit głównie w Australii i Chile (z kamieniołomów lub solanek na pustyniach), ale także w Chinach i Argentynie, a potencjalnie z wód mineralnych czy geotermalnych, również w Europie (np. we Francji, czy u nas w Toruniu ). Kobalt często współwystępuje ze złożami miedzi lub niklu. W Polsce KGHM rozważał w przeszłości odzyskiwanie kobaltu z odpadów z wydobycia miedzi na Dolnym Śląsku – pisaliśmy o tym na łamach elektromobilni.pl w 2022 roku.
Pisaliśmy także o tym, że ceny litu doświadczyły ogromnego wzrostu, przekraczając historyczne rekordy. Ten wzrost cen stymuluje poszukiwanie alternatyw i bardziej efektywne wykorzystanie surowców. Przykładowo, technologia akumulatorów typu LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) wręcz eksplodowała, podwajając swój udział w rynku i potencjalnie stając się dominującą technologią, ponieważ nie zawiera kobaltu i jest tańsza, choć ma nieco mniejszą gęstość energetyczną. Akumulatory LFP również potrzebują mniej litu, co hamuje wzrost zapotrzebowania na ten metal.
Trwają badania nad technologiami bezlitowymi, np. sodowo-jonowymi, choć na razie głównie w zastosowaniach stacjonarnych, a nie w pojazdach. Recykling metali z baterii jest również kluczowy i technologicznie wykonalny, pozwalając odzyskać do 95 proc. surowców. Wzrost cen metali sprawił, że firmy recyklingowe zaczęły płacić za zużyte akumulatory.
Europa w obliczu wyzwania
Uzależnienie od dostaw surowców krytycznych z Chin dotknęło również Europę. Według danych z 2023 roku, 98 proc. zapotrzebowania Unii Europejskiej na metale ziem rzadkich zaspokajają Chiny. Popyt ma wzrosnąć siedmiokrotnie do 2040 roku – wylicza red. Tomasz Kromp z portalu interia.pl. Ta sytuacja, a także kryzysy dostaw komponentów w przemyśle motoryzacyjnym, takie jak niedobór półprzewodników w latach 2021-2023, zmusiły firmy do wzmocnienia łańcuchów dostaw i ponownego przemyślenia strategii.
Branża samochodowa doświadczyła „pełnej paniki” z powodu wąskich gardeł w dostawach magnesów ziem rzadkich z Chin, grożących zatrzymaniem produkcji fabryk. Europejskie stowarzyszenie dostawców części samochodowych, CLEPA, ostrzegało, że przerwy w dostawach są nieuniknione i dotkną wszystkich – ostrzegał niedawno Reuters w artykule zatytułowanym „Auto companies 'in full panic’ over rare-earths bottleneck”, autorstwa Christiny Amann, Nicka Carey’a and Kalea Halla.
Recykling ważnym elementem
Europa zdała sobie sprawę ze strategicznego znaczenia metali ziem rzadkich i innych surowców krytycznych. W 2020 roku opracowano plan działania, a w marcu 2024 roku zatwierdzono Europejski akt w sprawie surowców krytycznych (CRMA). Akt ten określa 34 surowce krytyczne i 17 strategicznych, w tym metale ziem rzadkich. Celem jest dywersyfikacja źródeł dostaw i rozwój własnych zdolności, przekonują redaktorzy serwisu spiderweb.pl – Rafał Dadura i Rafał Pikuła.
Do 2030 roku Unia Europejska stawia sobie ambitne cele: 10 proc. rocznego zużycia surowców krytycznych ma pochodzić z wydobycia w krajach członkowskich, 40 proc. ma być przetwarzane w Unii, a 25 proc. ma pochodzić z recyklingu odpadów. Ponadto, żaden strategiczny surowiec nie może pochodzić w ponad 65 proc. z jednego kraju.
Mimo że Unia Europejska nigdy nie osiągnie pełnej samowystarczalności, odkrycia dużych złóż w ostatnich latach w Szwecji (ok. 1 mln ton w 2023) i Norwegii (ok. 8,8 mln ton w 2024) dają nadzieję. Kraje europejskie mają też mniejsze złoża w Niemczech, Francji czy Portugalii.
Kluczowa jest współpraca wewnątrz Europy oraz z partnerami strategicznymi, takimi jak Stany Zjednoczone. Wspólna polityka pozyskiwania surowców krytycznych z krajów afrykańskich jest jednym ze sposobów łagodzenia ryzyka – UE zawarła już umowy z Namibią i negocjuje z Demokratyczną Republiką Konga – dodaje spiderweb.pl
Europa stawia również na gospodarkę o obiegu zamkniętym, kładąc nacisk na maksymalną żywotność produktów i recykling. Możliwości odzyskiwania surowców z baterii, a także nadawania im drugiego życia (np. jako magazyny energii stacjonarnej) są kluczowe.
W Polsce na razie nie ma udokumentowanych złóż metali ziem rzadkich o znaczeniu gospodarczym, choć niewielkie ilości występują w niektórych rejonach czy odpadach fosfogipsowych. Potencjał widzi się również w odzysku z wód geotermalnych.
Eksperci, jak Mariusz Szymański z AGH, ostrzegają, że Europa wciąż pozostaje w tyle w wyścigu o metale ziem rzadkich, a uzależnienie od Chin jest niebezpieczne dla rozwoju przemysłu i sztucznej inteligencji. Inni, jak Agata Rzędowska, redaktorka naczelna serwisu ladyingreen.tech, dostrzegają, że problem jest traktowany poważnie, a współzależność między Europą a Chinami (gdzie Europa jest rynkiem zbytu) ogranicza ryzyko szantażu surowcowego.
Przyszłość i wnioski
Geopolityczny wyścig o metale ziem rzadkich i inne surowce krytyczne nabiera tempa, a jego wynik jest niepewny. Chiny mają obecnie znaczącą przewagę, ale Zachód, czyli Europa i USA, nie stoją na straconej pozycji, pod warunkiem skutecznej współpracy i realizacji ambitnych planów. Kraje afrykańskie, dysponujące bogatymi złożami, trzymają wiele kart w tej grze, choć niestabilność polityczna w regionie wprowadza dodatkową niepewność.
Metale ziem rzadkich są niezbędne dla rozwoju każdej nowoczesnej gospodarki w XXI wieku, od obronności i kosmonautyki po energetykę i technologię cyfrową – zwraca uwagę National Geographic. Walka o dostęp do nich i kontrolę nad łańcuchami dostaw będzie zacięta. Odpowiedzią Zachodu, oprócz dywersyfikacji źródeł i rozwoju własnego wydobycia, jest inwestycja w recykling, innowacje technologiczne zmniejszające zapotrzebowanie na te pierwiastki (np. LFP w bateriach), tym bardziej, że w Chinach nie ma instytucji, które mogłyby w sposób legalny dążyć do ograniczania produkcji z powodów ekologicznych i społecznych, jak ma to miejsce w państwach demokratycznych.
Tam, wśród „ekologicznie świadomych” społeczeństw dominuje postawa określana skrótem „NIMBY” (not in my back yard), czyli nie na moim podwórku wobec krajowego przemysłu wydobywczego – pisze Przewodnik Geopolityczny. Czas pokaże, czy te działania będą wystarczające, by zapobiec kolejnym kryzysom na rynku surowców przyszłości.
Oskar Włostowski
