Vzácné zeminy: Čínská dominance surovin s recyklací, výzkumem a novými doly z závislosti na surovinách?

Strategický význam vzácné zeminy pro Německo

Vzácné zeminy (jezero) jsou skupinou chemických prvků, které hrají díky jejich jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem klíčovou roli v mnoha moderních technologiích. Jejich strategický význam pro průmyslové národy, jako je Německo, se v posledních desetiletích exponenciálně rozrostl, zejména v souvislosti s digitalizací, přechodem energie a bezpečnosti -relevantní aplikace. Rostoucí koncentrace globálních dodavatelských řetězců, zejména dominance Číny, však odhalila významná ekonomická a geopolitická rizika. Tento článek analyzuje složitý problém vzácných zemí z německé perspektivy, osvětluje závislost na Číně, hodnotí současné výzkumné a vývojové přístupy pro nová řešení a nastiňuje strategické příležitosti pro Německo, aby se dlouhodobě dosáhlo poskytování těchto kritických surovin.

Definice, vlastnosti a klasifikace méně často (jezero)

The rare earths include a total of 17 metals of the period: the 15 Lanthanoids (Lanthan (La), Cer (CE), Praseodym (PR), Neodym (ND), Promethium (PM), Samarium (SM), Europium (EU), Gadolinium (GD), Terbium (TB), Dyprosium (DY), Holmium (HO), inheritance (He), Thulium (TM), Ytterbium (YB), Lutium (LU)) a Scandium (SC) a Yttrium (Y). Jedná se o kovy, které jsou získány z rud. Jejich speciální fyzikální a chemické vlastnosti, jako je vysoká reakce (zejména s kyslíkem), snadná hořlatelnost, jakož i specifické magnetické a spektroskopické vlastnosti, z nich činí vyhledávané suroviny.

Obvykle se rozlišuje mezi světlými vzácnými zeminami (LSEE), mezi něž patří například Lanthan, Cer, Praseodym a Neodymm a těžká vzácná zemí (HSEE), jako je terbium a dyprosium. Toto rozlišení je relevantní, protože LSEE se ve většině ložisek vyskytuje mnohem častěji než HSEE.

Termín „vzácná země“ je zavádějící v tom, že tyto prvky nemusí být nutně vzácné. Například neodymm je častější než olovo a thulium se vyskytuje častěji než zlato nebo platina. Skutečná výzva a tedy „vzácnost“ v ekonomickém smyslu spočívá v nízké koncentraci, ve které jsou k dispozici v mnoha událostech, a zejména v extrémně složitém a nákladným procesu jejich oddělení a přípravy. Vzácné zeminy se vždy vyskytují v přírodě v přírodě as dalšími minerály; Jejich izolace vyžaduje různé chemické kroky a specifické know-how. Tato technologická a ekonomická překážka, nikoli geologická dostupnost sama o sobě, je jádrem problému s dodávkou.

Níže je uvedena přehled tabulky vzácných zemí:

17 vzácných zemí - vlastnosti a hlavní aplikace

17 vzácných zemí - vlastnosti a hlavní aplikace - obrázek: xpert.digitální

17 vzácných zemí zahrnuje jak lehká, tak závažná vzácná data s jedinečnými vlastnostmi a různými aplikacemi. Skandium (číslo řádku 21) je lehký prvek s vysokou pevností ve slitinách a používá se při osvětlení stadionu, palivových článcích, technologii x -ray a lehkých kovových slitin pro letectví. Yttrium (39) je jednou z těžkých vzácných zemí a je důležitá pro fluorescenční materiály a supravodivé vlastnosti, a proto se používá ve fosforu pro obrazovky, LED, lasery, nadřazené žebříky a keramiku.

Lanthan (57) je radostný a tvoří základ lanthanoidů. Používá se v katalyzátorech, bateriích, speciálních brýlích a pazourcích. CER (58) je nejběžnějším kovem vzácných zemin a slouží jako lešticí činidlo s absorpcí UVS v katalyzátorech, skleněných lakech, UV filtrech a samočisticích pecích. Praseodym (59) umožňuje silné magnety a generuje žluté zelené zbarvení ve sklenici a keramice, což znamená, že se používá v permanentních magnetech, letadlech a speciálních brýlích.

Neodym (60) je nezbytný pro nejsilnější permanentní magnety a používá se v magnetech NDFEB pro elektrické motory, větrné turbíny, pevné disky a reproduktory. Promethium (61) je radioaktivní a nejvzácnější se přirozeně vyskytující vzácný kov zemin, který se používá ve fluorescenčních, atomových bateriích a měřicích nástrojích. Samarium (62) je vhodné pro magnety při vysokých teplotách a absorpci neutronů v permanentních magnetech, daňových tyčích jaderných reaktorů a katalyzátorů.

Europium (63) je důležité pro červené a modré fluorescenční v LED, energetických lampách a obrazovkách. Gadolinium (64) ukazuje vysokou absorpci neutronů a paramagnetické vlastnosti, a proto se používá jako kontrastní médium v ​​MRI, v daňových prutech a superkordách. Terbium (65) je důležité pro zelenou fluorescenční a magnetoskrikci v LED, permanentních magnetech a senzorch.

Dyprosium (66) zvyšuje donucovací sílu pole magnetů při vysokých teplotách a používá se ve vysokoteplotních permanentních magnetech a laserech. Holmium (67) má nejsilnější známé magnetické momenty a používá se v lékařských a vojenských laserech. Erbium (68) vytváří růžové zbarvení a používá se ve vláknových kabelech, lékařských laserech a pro skleněné zbarvení.

Thulium (69) je nejvzácnější stabilní lanthanoid a slouží jako zdroj x -ray v přenosných x -rarových zařízeních a laserech. Ytterbium (70) se používá pro infračervené laser a jako redukční činidlo ve slitinách z nerezové oceli. Lutium (71) je nejdražší kov vzácných zemin a používá se v pozitronové emisní tomografii, petrochemické katalyzátory a experimentálně v terapii rakoviny.

Klíčové aplikace a rostoucí význam pro budoucí technologie

Vzhledem k jejich mimořádným vlastnostem se vzácné zeminy staly nepostradatelnými v široké škále vysoko technologických aplikací a hrají ústřední roli v technologickém rozvoji a konkurenceschopnosti moderních ekonomik. Jejich význam se zvyšuje s pokrokem digitalizace a globálním přechodem energie.

Mezi nejdůležitější pole aplikace patří:

• Trvalé magnety: Magnety Neodym-Iron-Bor (NDFEB) jsou nejsilnějšími známými stálými magnety a nezbytné pro výkonné a kompaktní elektrické motory v elektrických vozidlech, hybridních automobilech, elektronických kolech, robotech a průmyslových rostlinách. Jsou také nepostradatelné v generátorech větrných turbín (zejména na pobřežní systémy bez převodových komorů), discích pevných disku, reproduktorů a sluchátka. Dyprosium a terbium se často přidávají k udržení výkonu těchto magnetů při vysokých teplotách.
• Katalyzátory: CER se používá v automobilových katalyzátorech ke snížení škodlivých emisí výfukových plynů. Lanthan a další jezero se používají v katalyzátorech pro zdokonalení oleje (tekuté katalytické praskání) a další chemické procesy.
• Baterie: Lanthan je důležitou součástí baterií Hydridu Nickel Metal Hydrid (NIMH), které se používají v hybridních vozidlech a přenosné elektronice.
• Svítivé látky: Europium (pro červenou a modrou) a terbium (pro zelenou) jsou zásadní pro kvalitu barev a účinnost diod -emitujícího diody (LED), energetické lampy, ploché obrazovky (LCD, OLED) a další displejové technologie. Yttrium se také používá v fluorescenční.
• Optika a laser: Lanthan zlepšuje optické vlastnosti speciálních brýlí pro čočky kamery, dalekohledy a dalekohled. Dědičnost se používá v kabelech optických vláken pro vyztužení signálu. Neodym, ytterbium, holmium a erbium jsou důležitými součástmi různých typů laserů pro medicínu, průmysl a komunikaci.
• Další high-tech aplikace: Patří sem leštící látky (ceroxid pro přesnost optiky a polovodiče), speciální keramiku (yttrium pro zlepšení odolnosti proti vysoké teplotě), lékařské zobrazování (gadolinium jako kontrastní médium v ​​MRTS), senzory, skalentní žebříky, jakož i aplikaci v brnění a kontrastní kontrolu).

U německých klíčových odvětví, jako je automobilový průmysl (zejména v přechodu na elektromobilitu), strojní a rostlinné inženýrství, obnovitelná energie (zejména větrná energie) a průmysl elektroniky a zdravotnických technologií, mají vzácné zeminy. Progresivní digitalizace a ambiciózní cíle přechodu energie vedou k významnému zvýšení globálních potřeb v jezeře v nadcházejících letech a desetiletích. Například poptávka po jezeře pro permanentní magnety by mohla být do roku 2050 desetinásobně. Kritika mnoha vzácnějších zemí má za následek nejen z potenciálních úzkých míst dodávek nebo geografické koncentrace produkce, ale také z nedostatku přímých a ekvivalentních náhrad za mnoho jejich vysoce výkonných aplikací. Přestože je výzkum náhradních materiálů prováděn intenzivně, Viz lze v mnoha oblastech vyměnit kvůli jejich jedinečným elektronickým a magnetickým vlastnostem technologicky obtížným nebo pouze přijetím ztráty výkonu. Tato technologická situace „uzamčení“ zpřísňuje problém závislosti a zdůrazňuje naléhavost ke zvýšení zabezpečení dodávek i k vývoji alternativních technologických řešení.

Kritická závislost Německa na Číně ve vzácných zeminách: nové strategie pro technologickou suverenitu

S ohledem na strategický význam vzácných zemí a složitých výzvách v souvislosti s jejich zabezpečením nabídky je nezbytná dobře založená analýza současné situace a budoucích možností pro Německo. Tento článek se zabývá cílem komplexně zkoumat problémovou oblast vzácných zemí, analyzovat specifickou závislost na Číně, předkládat stav výzkumu s ohledem na nová řešení a na základě toho na základě toho zajistit strategické příležitosti pro Německo s cílem zajistit dlouhodobé a udržitelné péči s těmito kritickými surovinami a posílit svou vlastní technologickou soverigntu.

Globální zásobovací krajina a závislost Německa

Globální nabídka vzácných zemí je charakterizována výjimečně vysokou koncentrací jak při výskytu, tak v propagaci, stejně jako a ještě výraznější při dalším zpracování. Tato koncentrace, zejména dominance Číny, je významnou strategickou výzvou a potenciálním rizikem průmyslových národů, jako je Německo.

Celosvětový výskyt, propagace a zpracování - dominantní role Číny

Ačkoli vzácné zeminy nejsou extrémně vzácné, jak již bylo zmíněno, ekonomicky degradovatelné koncentrace lze nalézt pouze na relativně málo místech po celém světě. Největší známé rezervy se nacházejí v Číně, o nichž se odhaduje, že má přibližně 44 milionů tun oxidů vzácných zemin (SEO). Další důležité rezervy se nacházejí ve Vietnamu (přibližně 22 milionů T), Brazílie a Ruska (přibližně 21 milionů T), Indie (přibližně 6,9 milionu T), Austrálie (přibližně 4 miliony T) ​​a USA (přibližně 1,8 milionu T). Grónsko má také významné události.

Čína hrála po celá desetiletí vedoucí roli v globální produkci důchodu. V roce 2021 činil čínský podíl na globálním financování těžby kolem 61–64%a pro rok 2023 byl odhadnut na přibližně 70%. USA, Myanmar a Austrálie jsou dalšími důležitými výrobci, ale s výrazně nižšími tržními podíly. Historicky byly Spojené státy největším sponzorem až do konce 80. let, než Čína masivně rozšířila svou produkci z přelomu tisíciletí a začala ovládat trh.

Čínská dominance v oblasti rafinace a další zpracování vzácných zemí je ještě výraznější. Zde Čína ovládá asi 90% globálních kapacit. To znamená, že i vzácné koncentráty, které jsou demontovány v jiných zemích (např. V USA nebo Austrálii), musí být často přepravovány do Číny pro oddělení a dokončení. Tento krok - oddělení chemicky velmi podobného jezera od sebe navzájem a doprovodných prvků - je technologicky náročný a kapitálový.

Čínská nadvláda není způsobena nejen bohatou geologickou výskyt, ale je to výsledkem dlouhodobé průmyslové strategie. V minulosti to často zahrnovalo přijetí nižších environmentálních standardů a používání státních dotací za účelem získání a udržení dominantního postavení. Výsledkem je, že produkce v západních zemích se často stala nerentabilní a doly a zpracovatelské rostliny byly uzavřeny. V posledních letech Čína konsolidovala své se -průmyslové, exportní kvóty a tarify (historicky a potenciálně také v budoucnu) jako kontrolní nástroje a stále více se zaměřují na produkci produktů vyšší kvality a přidanou hodnotu ve své vlastní zemi. Významným krokem byl zákaz exportů technologií pro zpracování méně často pro magnety na konci roku 2023, což dále upevnilo technologickou závislost.

Další důležitá diferenciace se týká světla (LSEE) a závažných (HSEE) vzácných zemí. Zatímco LSEE, jako je Lanthan a CER, se vyskytují relativně často a také se rozkládají mimo Čínu, nabídka určitého kritického HSEER, která je nezbytná pro aplikace s vysokou výkonností, jako jsou permanentní magnety (např. Dyprosium, Terbium), je téměř zcela závislá na Číně a sousedním Myanmaru. Tato specifická závislost na HSEE, která se často vyskytuje v iontových radsorpčních kamenech, jejichž rozpis je zvláště problematický environmentálně, představuje neuralgický bod v globálním dodavatelském řetězci.

Globální důlní produkce a vyhrazuje si méně často Zemi (na základě údajů pro 2021/2022)

Globální produkce a vyhrazuje se méně často Země (na základě dat pro 2021/2022) - Obrázek: Xpert.digital

Poznámka: V závislosti na zdroji a roce průzkumu se čísla mohou mírně lišit. SEO = oxidy vzácných zemin. Informace o rezervě pro Čínu silně kolísají ve zdrojích.

Globální těžební produkce je méně pravděpodobné, že dominuje Čína, která v roce 2021 se 168 000 tunami SEO vydala přibližně 61–64% globálního financování. Spojené státy jsou na druhém místě s 43 000 tunami (15,5–16%podíl na trhu), následovanou Myanmarem s 26 000 tunami (9,4-7,5%) a Austrálií s 22 000 tunami (8,0–5,9%). Thajsko produkovalo 8 000 tun (2,9% podíl na trhu). V roce 2021 měl Vietnam nízkou produkci přibližně 360 tun, podle Dera, přičemž USGS dával vyšší hodnoty. Ostatní země, jako je Brazílie, Rusko a Indie, mají v současné době malou produkci. Celková globální produkce byla kolem 270 000-280 000 tun.

Rezervy ukazují jiný obrázek: Čína má odhadem 44 milionů tun SEO (36,7–63%světových rezerv), Vietnamu přes 22 milionů tun (18,3%), Brazílie a Rusko, každý přes 21 milionů tun (po 17,5%). Indie má 6,9 milionu tun (5,8%), Austrálie 4 miliony tun (3,3%) a USA 1,8 milionu tun (1,5%). Grónsko má 1,5 milionu tun rezerv (1,3%), ale v současné době nevyrábí. Globální celkové rezervy se odhadují na 120–166 milionů tun SEO.

Analýza závislosti na dovozu Německa a Číny EU

Dominance Číny v globálním mořském řetězci vede k výrazné důležitosti závislosti na Německu a celé Evropské unii. Současné údaje z federální statistické úřadu ukazují, že Německo dovedlo kolem 3 400 tun vzácné zeminy přímo z Číny v roce 2024, což odpovídalo 65,5% celého německého dovozu moře. Pro EU jako celku činil podíl přímého dovozu z Číny v roce 2024 46,3% (6 000 tun), následoval Rusko s 28,4% a Malajsií s 19,9%.

Závislost na specifických vzácných zemích, které jsou vyžadovány pro magnety s vysokým výkonem, jako je neodymium, praseodym a samarium, je zvláště kritická. Byly také dováženy téměř zcela z Číny v roce 2024. Situace je podobná u produktů, které již byly zpracovány. Například 84% kovů vzácných zemin dovážených podle Německa a přibližně 85-94% magnetů NDFEB z Číny, které se vyrábějí po celém světě a dováženy do Německa.

Tato závislost má významné ekonomické důsledky. Odhaduje se, že v roce 2022 přibližně 22% hrubé přidané hodnoty obchodu s zpracováním v Německu (odpovídající 161 miliardám EUR) z dostupnosti vzácné zeminy. Obzvláště postiženými odvětvími jsou další konstrukce vozidel (67%přidané hodnoty na moři), konstrukce motorových vozidel (65%) a výroba elektronických a optických produktů (55%).

Je důležité si uvědomit, že statistické zaznamenání původu vzácných zemí může potenciálně podceňovat skutečnou závislost na Číně. Pokud je zaznamenána pouze poslední přepravní země, může další místa zpracování ve třetích zemích zamaskovat původní čínský provenience jezera Roh. Například Rakousko a Estonsko působí jako procesor pro německé dovozy a Malajsie je pro EU důležitým dodavatelem. Protože však Čína dominuje globální rafinaci, je velmi pravděpodobné, že velká část surovin zpracovaných v těchto zemích původně pochází z Číny. Oficiální statistika dovozu proto nemusí zobrazovat plnou hloubku propojení s čínskými zdroji.

Důvozní závislost na Německu a Číně EU pro vybrané vzácné zeminy a zpracované produkty (na základě údajů pro 2023/2024)

Import závislost na Německu a Číně EU pro vybrané vzácné zeminy a zpracované produkty (na základě údajů pro 2023/2024) - Obrázek: Xpert.digital

Poznámka: Čísla jsou založena na nejnovějších dostupných datech, obvykle pro 2023/2024. Přesná procenta se může mírně lišit v závislosti na zdroji dat a metodice průzkumu.

Jak ukazují současné údaje z roku 2023 a 2024, mají Německo a Evropská unie významnou důležitou závislost na Číně ve vzácných zeminách a zpracovaných produktech. Na vzácných zeminách dostává Německo 65,5 procenta svých surovin a oxidů z Číny, zatímco EU je poněkud méně závislá na 46,3 procenta. Dalšími důležitými doručovacími zeměmi Německa jsou Rakousko s 23,2 procenta a Estonsko s 5,6 procenty. EU diverzifikuje více a získává dalších 28,4 procenta z Ruska a 19,9 procenta z Malajsie.

Závislost na specializovaných produktech je zvláště kritická. Neodymm, Praseodym a Samarium, které jsou nezbytné pro produkci magnetu, pocházejí z Číny téměř úplně. V případě dalšího zpracovaného kovů vzácných zemin je importní podíl německého z Číny mezi 82 a 84 procenty. Situace pro stálé magnety NDFEB je podobně dramatická, přičemž Německo i EU se pohybují do 84 až 94 procent jejich dovozu z Číny. Japonsko je zde jedinou pozoruhodnou alternativou a pokrývá kolem deseti procent světové produkce.

Závislost dosahuje svého vrcholu na těžkých vzácných zemích, protože EU dováží sto procent jejích zpracovaných těžkých prvků vzácné zeminy, jako je dyprosium a terbium z Číny. I s mírnými vzácnými zeminami, jako je CER, neodymium a praseodym, pochází 69 procent dovozů EU z Číny.

Ekonomická a geopolitická rizika závislosti

Vysoká koncentrace dodavatelského řetězce moře na Čínu obsahuje významná ekonomická a geopolitická rizika pro Německo a EU. V minulosti Čína Čína opakovaně využívala své dominantní postavení k ovlivňování cen a k používání dodávek jako politického prostředku tlaku.

Známým příkladem je škrcení vývozu moře do Japonska v roce 2010 v průběhu územního sporu. Nedávný vývoj, jako je zavedení vývozních kontrol pro určité jezerní kovy a magnety v Číně v dubnu 2025, opět ukázaly zranitelnost západního průmyslu. Tato opatření vedla k významnému zvýšení cen na světovém trhu mimo čínské oxid oxidu-dyprozium až do výše 300 USD za kilogram a hrozí, že způsobí výrobní zastávky v německém automobilovém průmyslu do čtyř až šesti týdnů, protože inventář byl rychlý.

Takové přerušení doručení nebo drastické zvýšení ceny ohrožují konkurenceschopnost německých klíčových odvětví, zejména v oblasti elektromobility, obnovitelných energií a vysokých technologií, a mohou masivně bránit dosažení ambiciózních cílů energetického a dopravního přechodu a digitalizaci. Závislost je vícerozměrná: ovlivňuje nejen extrakci surovin, ale také kritičtěji rafinace a produkce mezilehlých produktů, jako jsou permanentní magnety. I když byly k dispozici ROH-See z jiných zdrojů, nezbytné zpracovatelské kapacity mimo Čínu často chybí, aby se přeměnily na požadované vysoce čisté kovy nebo slitiny. To znamená, že samotná diverzifikace důlní výroby nerozpustí závislost jádra ve střední části hodnotového řetězce. Zřízení vašich vlastních evropských rafinerie a kapacit zpracování je proto stejně kritickým úzkým místem jako samotná získávání surovin.

Ekologické a sociální důsledky globálního získávání a zpracování moře

Extrakce a zpracování vzácných zemin je spojeno se značnými ekologickými a sociálními problémy, které jsou často soustředěny v těžebních a výrobních zemích. Rozpis často vede k masivní degradaci životního prostředí, včetně eroze půdy, kontaminace vodních zdrojů pomocí chemikálií (např. Kyselin, louhu) a těžkých kovů, znečištění ovzduší prachem a jedovatými plyny, jakož i ke zničení přirozeného života a ztráty biologické rozmanitosti. Spotřeba vody a energie je také velmi vysoká v těchto procesech.

Zvláštním problémem je častý výskyt radioaktivních doprovodných prvků, jako je thorium a uran u mořských ložisek. Při přípravě jsou generovány značné množství zbytků-odhalení zbytků se vytváří ve výrobě tuny jezera, přibližně 2 000 tun přetížení a zpracování zbytků, včetně až 1,4 tun radioaktivního odpadu. Nesprávné skladování těchto zbytků, stejně jako v případě obrovského jezera Taillings v Bayan-Obo-Mine v Číně, vede k dlouhodobé kontaminaci podlaží a podzemních vod.

Sociální účinky v těžebních oblastech jsou také vážné. To zahrnuje významná zdravotní rizika pro pracovníky a místní obyvatelstvo, například expozicí prachu (pneumokonióza v Baotou) nebo kontakt s toxickými látkami. Často existují přemístění komunit, konfliktů zemí a porušení lidských práv. Korupce a nedostatek bezpečnostních opatření jsou zvláště běžné v zemích s nízkými environmentálními a sociálními standardy.

V minulosti Čína přijala nižší environmentální standardy, aby získala svou dominanci na trhu, a často tolerovala související problémy. Nedávno existují náznaky, že se Čína snaží outsourcing nejvíce ekologicky stresující části výroby do sousedních zemí, jako je Myanmar. Toto přemístění ekologických a sociálních nákladů v krátké době snížilo výrobní náklady na západní průmysly, ale dlouhodobě vedlo k etické dilematu a externalizaci skutečných nákladů na výrobu moře. Udržitelná strategie dodávek pro Německo a Evropa musí tyto aspekty zohlednit a tyto aspekty internalizovat místo toho, aby se problémy pohybovaly pouze geograficky. Vývoj a provádění vlastních evropských extrakcí a zpracovatelských kapacit musí být proto pozorováno v souladu s nejvyššími environmentálními a sociálními standardy, což zase ovlivňuje ziskovost těchto projektů.

AI & XR 3D rendering Machine: Pětinásobná odbornost od Xpert.Digital v komplexním balíčku služeb, R&D XR, PR & SEM - Obrázek: Xpert.Digital

Xpert.Digital má hluboké znalosti z různých odvětví. To nám umožňuje vyvíjet strategie šité na míru, které jsou přesně přizpůsobeny požadavkům a výzvám vašeho konkrétního segmentu trhu. Neustálou analýzou tržních trendů a sledováním vývoje v oboru můžeme jednat s prozíravostí a nabízet inovativní řešení. Kombinací zkušeností a znalostí vytváříme přidanou hodnotu a poskytujeme našim zákazníkům rozhodující konkurenční výhodu.

Více o tom zde:

• Využijte 5x odborných znalostí Xpert.Digital v jednom balíčku – již od 500 EUR měsíčně

Přístupy pro výzkum a vývoj ke snížení závislosti

S ohledem na kritickou závislost na vzácných zemích a souvisejících rizicích, intenzivním výzkumu a vývoji (F&E) jsou nezbytné pro nalezení alternativních řešení a z dlouhodobého hlediska posílení bezpečnosti péče v Německu a Evropě. Činnosti F&E se v zásadě zaměřují na tři oblasti: nahrazení a zvýšení účinnosti, recyklace a kruhové ekonomiky, jakož i rozvoj a udržitelná extrakce nových primárních a sekundárních zdrojů surovin.

Nahrazení a účinnost

Nahrazení vzácných zemí jinými materiály nebo používáním technologií, které dělají bez jezera, je ústředním výzkumným přístupem. Současně úsilí o využití efektivnějšího využití moře ke snížení specifických potřeb na aplikační jednotku.

Náhradní materiály pro magnety

Trvalé magnety, zejména NDFEB magnety, jsou jednou z hlavních aplikací pro jezero a kritickým úzkým místem. Výzkum se zaměřuje na několik tříd alternativních materiálů:

• Železo nitridové magnety (FEN): Ty jsou považovány za slibnou alternativu bez moře. Americká společnost Niron Magnetics řídí komercializaci FEN magnetů a staví výrobní zařízení v USA v USA, podporované vládním financováním. ARPA-E ve Spojených státech také podporuje výzkumné projekty na Fen magnetech.
• Magnety na bázi manganu: slitiny, jako je nabídkování manganu (MNBI) a hliník manganový (MNAL), jsou intenzivně zkoumány. Laboratoř Ames v USA vyvinula magnety MNBI, které vykazují dobré vlastnosti, zejména při vysokých teplotách a jsou již ve spolupráci s průmyslovými partnery testovány ve spolupráci s průmyslovými partnery. V Evropě existují také výzkumné činnosti na MNBI, například v rakouských a německých ústavech, které se zaměřují na optimalizované postupy syntézy, jako je vysokotlaká brána (HPT) a termomagnetická záře.
• Slitiny s vysokou enteropií (HEA): Tato třída materiálů je také zkoumána z hlediska svého potenciálu pro magnetické aplikace, ale často je stále v dřívější fázi výzkumu.
• „Gap-Magnets“: Cílem je vyvinout magnety, které uzavírají výkonnost a mezeru v nákladech mezi levnými feritovými magnety a vysoce výkonnými magnety jezer. MNBI je zde považována za kandidáta.

Vývoj magnetů bez moře je globální rasa. Zatímco ve Spojených státech se již provádějí konkrétní kroky k pilotnímu výrobě a komercializaci, zejména pro magnety FEN a MNBI, Evropa musí zesílit své úsilí, aby se zde technologicky nezískala a vyhnout se nové závislosti, tentokrát USA pro bez mořských magnetických technologií.

Náhradní materiály pro katalyzátory

Cer, lehké jezero, hraje důležitou roli ve třícestných katalyzátorech (TWC) pro automobily pro čištění výfukových plynů. Výzkum v této oblasti se méně zaměřuje na úplné nahrazení CER, protože je to jedno z častějších a levnějších jezer, ale spíše na snížení dražších a kritičtějších kovů skupiny platiny (PGM), jako je platina, palladium a rhodium.

• Mezi přístupy patří vývoj katalyzátorů na bázi mědi, které mohou výrazně snížit podíl PGM.
• Cílem výzkumu optimalizace nanočástic ceroxidů je zvýšit jejich účinnost v katalyzátorech, a tak potenciálně snížit používání materiálů.
• TU Darmstadt zkoumá kyslíkovou závislost ceruosózního fluorescenčního, což může být také relevantní pro pochopení keramické chemie v katalyzátorech.

V oblasti automobilových katalyzátorů je primárním hnacím motorem pro substituční výzkum méně keramickou dostupností než náklady a kritika PGM. Substituce samotného CER má tendenci se zde méně zaměřit, než například nahrazení těžkých jezer v magnetech.

Náhradní materiály pro zářivky

Europium, terbium a yttrium jsou zásadní pro kvalitu barev a účinnost LED a displejů. Výzkum hledá alternativy bez moře:

• Kvantové tečky (QDS): Nanokrystaly poloslpuru (např. Na základě kadmia, india, perovskitu nebo mědi-indium-sofidu) mohou emitovat lehce ve specifických barvách a jsou zkoumány jako slibná alternativa k mořským fosforem při výstavě a osvětlení. Výzvy jsou však toxicitou některých materiálů QD (zejména obsahujícího kadmium), jejich dlouhodobé stability za provozních podmínek a nákladů na hromadnou výrobu.
• Organická svítivost (OLEDS): Jedná se již o zavedenou technologii bez moře pro displeje, ale zde dochází k příliš nepřetržitému výzkumu materiálu pro zlepšení účinnosti, životnosti a nákladů.
• Nové materiály pro fosfor: Existuje výzkum nových anorganických fosforu, které se buď dostanou bez jezera, nebo snižují podíl kritických moří. Často se však jedná spíše o optimalizaci existujících systémů (např. Snažením méně kritických prvků nebo zlepšením kvantové účinnosti) než úplná náhrada.

Přestože existuje pokrok v alternativních osvětlovacích materiálech, jako jsou QD, je hlavní výzvou úplné odstranění mořských fosforu, zejména v aplikacích, které vyžadují nejvyšší kvalitu a efektivitu barev a efektivita. Trend je často častěji zvýšit účinnost a snížení podílu na jezeře, než dokončit náhradu zcela novými materiály.

Snížení požadavku na moře prostřednictvím materiálových účinnosti a změn návrhu

Kromě substituce je snížení specifického mořského požadavku na aplikaci důležitou pákou.

• Fraunhofer institutes have developed technologies as part of the lead project “Criticism of Rare Earth” in order to significantly lower the need for neodymium and dysprosium in permanent magnets through optimized manufacturing processes (e.g. final contour-close production to avoid material loss), alternative magnetic materials and recycling-friendly design of electric motors-potentially to a fifth of today Value.
• Konstruktivní optimalizace elektrických pohonů, jako je zlepšené chlazení, mohou snížit provozní teplotu a tak snížit potřebu vysokoteplotních prvků, jako je dyprosium.
• Obecně je vývoj produktů, které se od začátku dostanou s méně kritickými surovinami, důležitým aspektem efektivity zdrojů.

Efektivita materiálu a konstrukční inovace často představují pragmatičtější a ekonomicky rychlejší řešení než úplná substituce zcela novými materiály, jejichž vývoj je zdlouhavý, nákladný a riskantní. Tato přírůstková zlepšení však může významně přispět ke snížení kritiky.

Recyklace a kruhová ekonomika

Recyklace vzácných zemí ze starých produktů a výrobního odpadu je dalším klíčovým pilířem pro snížení závislosti na dovozu a ochranu primárních zdrojů.

Současné technologie recyklace a jejich ekonomika

Existují různé technologické přístupy pro recyklaci z moře, zejména z permanentních magnetů (např. NDFEB) a baterií:

• Hydrometallurgické postupy: Kovy jsou selektivně extrahovány z roztoku, často po předchozí expozici materiálům s kyselinami. Toto je zavedený postup v přípravě rudy a v zásadě platný pro mnoho mugnetzus kompozic.
• Pyrometalurgické procesy: Materiály jsou roztaveny při vysokých teplotách, přičemž jezero lze ve strusce nashromáždit. Tyto postupy nevytvářejí odpadní vody a potenciálně mají méně procesních kroků než hydrometalurgické trasy.
• Extrakce plynné fáze a elektrochemické postupy: Jedná se o další přístupy k oddělení a zotavení od moře.
• Hodnogenní mosaly (zpracování vodíku magnetového šrotu, HPMS): V tomto postupu jsou vystaveny NDFEB-magnetický vodík, což vede k jeho mosazi a rozpadu do prášku. Tento prášek lze poté použít přímo pro výrobu nových magnetů (recyklace materiálu) nebo pro další chemickou přípravu.

Ekonomika recyklace moře je však často stále velká překážka. Důrazně záleží na současných cenách primárního jezera, koncentrace cenných prvků (zejména těžkých jezer, jako je dysprosium) v odpadním proudu a na nákladech kolektivních, demontáží a přípravných procesů. V mnoha starých produktech, jako jsou chytré telefony, jsou postavené množství jezera tak nízké, že recyklace často není zisková. Míra recyklace pro SEA v Evropě je proto stále v nízkém jednorozměrném procentním rozmezí nebo pod ní.

Hlavní problémy jsou:

• Malé a neefektivní míry sběru: Mnoho produktů obsahujících moře se nedostane do oficiálních recyklačních toků.
• Komplexní demontáž: Komponenty moře jsou často pevně integrovány do produktů a obtížně přístupné. Manuální demontáž je čas a nákladná.
• Heterogenní toky materiálu: Složení elektronického šrotu a jiných frakcí odpadu je velmi odlišné, což ztěžuje vývoj standardizovaných procesů recyklace.
• Požadavky na vysokou čistotu: Pro opětovné použití v aplikacích s vysokým výkonem musí mít recyklované jezero často velmi vysokou úroveň čistoty, což zlepší dražší přípravu.

Ekonomika recyklace jezera čelí problému s henne-veggem: nízko-shromážděné objemy a technologicky složité, dosud plně zralé procesy způsobují, že recyklace drahá, což zase brání investicím do větších systémů a dalšího výzkumu. Bez účinků v měřítku, technologické průlomy v automatizaci demontáže a separace, jakož i podpůrných regulačních rámců (např. Vazebné recyklované míry, požadavky na návrh recyklace produktu-„návrh pro recyklaci“), zůstávají hlavní výzvou.

Pokrok a výzvy při budování evropské recyklační infrastruktury

Navzdory výzvám existuje viditelný pokrok v budování evropské recyklační infrastruktury pro jezero. V rámci zákona o kritických surovin (CRMA) vytvořila EU ambiciózní cíl pokrýt nejméně 25% roční potřeby strategických surovin recyklací do roku 2030.

V Evropě bylo vytvořeno několik pilotních závodů a první komerční iniciativy nebo jsou plánovány:

• Heraeus Remloy (Bitterfeld, Německo): V květnu 2024 je největší evropské recyklační zařízení pro vzácné domácí magnety. Systém má počáteční zpracovatelskou kapacitu 600 tun starého magnetu ročně, což lze ve střednědobém horizontu zvýšit až na 1200 tun. Použitá technologie je určena ke snížení emisí CO2 o 80% ve srovnání s primární extrakcí.
• Carester/Caremag (LACQ, Francie): Plánování výstavby velkého stupňového systému pro rafinaci a recyklaci z See, který je naplánován na provoz na konci roku 2026. Zpracování 2 000 tun starých magnetů a 5 000 tun primárního moře za rok je naplánováno, je naplánováno, že je neodymium, a dyčky, a dyprose, a dyprose, a dyprose. Projekt byl klasifikován jako strategický projekt Komisí EU.
• Mkango Resources / Hypromag: Vyvinuté recyklační systémy ve Velké Británii (prostřednictvím Hypromag Ltd) a plánuje systém v Polsku v Pulawy v Pulawy (Via Via Mkango Polska), který byl také uznán jako strategický projekt EU. Tyto projekty často používají proces HPMS.
• Life Inspirae (Itálie): Projekt financovaný EU, jehož cílem je získat zpět až 700 tun jezera (neodymium, palladium, dysprosium) z elektronického šrotu v průmyslovém měřítku. V dlouhodobém horizontu (do roku 2040) je vyhledávána kapacita více než 20 000 tun ročně.

Tyto iniciativy ukazují, že úsilí se vyvíjí na výzkumné i průmyslové úrovni za účelem zřízení kruhové ekonomiky pro moře v Evropě. Budování komplexní a ekonomicky udržitelné evropské recyklační infrastruktury REE je však zdlouhavý proces. Vyžaduje to značné a nepřetržité investice do technologického vývoje, kolektivní a logistické systémy, jakož i překonání škálovacích výzev pilotních závodů (často TRL 6-7) dokončení průmyslových aplikací. Na tomto pozadí mají být recyklované sazby zaměřené EU hodnoceny jako velmi ambiciózní.

Německé a evropské výzkumné projekty a jejich výsledky/potenciál (od roku 2024/2025)

Výzkumné prostředí v Německu a Evropě je velmi aktivní v oblasti recyklace a substituce moře, podporovaná výzkumnými institucemi a podporovaná národními a evropskými podpůrnými programy.

• Fraunhofer-Gesellschaft: Různé instituty přispívají důležité příspěvky.
  • Fraunhofer Institute for Property Circuit and Resource Strategy (IWKS) je lídrem ve vývoji recyklačních technologií pro NDFEB magnety. Používejte projekty, jako je funmag (recyklace magnetů pro e-mobilitu) a recypt (výroba definovaných typů magnettů ze smíšených starých magnetických toků) a optimalizujte procesy, jako je briefing vodíku (HPM). Recyklace magnetů z větrných turbín je také zaměřením výzkumu.
  • Fraunhofer Institute for Interface and Bioprocess Technology (IGB) zkoumá biotechnologické procesy pro obnovení SEE.
  • Dokončený Fraunhofer Pokyny „Kritika vzácné zeminy“ položil důležitý základ pro nahrazení, zvýšení účinnosti a recyklace.
• Komunita Helmholtz:
  • Institut HOLMHOLTZ FREIBERG pro technologii Resource Technology (HIF) na HZDR je také velmi aktivní. Projekt Biokollekt vyvíjí biotechnologické metody (např. S ​​peptidy) pro selektivní extrakci kovů, včetně jezera, z komplexních toků tkanin, jako je elektronický šrot. V projektu Renare (část projektu H2Giga Project) je recyklace kritických surovin, včetně jezera, z elektrolyserů, zkoumána pomocí inovativní flotace a metod extrakce kapalinových kapalin.
• Projekty financované EU:
  • Susmagpro (dokončený listopad 2023) byl průkopnickým projektem na zřízení evropského dodavatelského řetězce recyklace pro jezera. Úspěšně prokázala výrobu a použití recyklovaných magnetů v reproduktorech a elektrických motorech.
  • Reesilience (Runtime do roku 2026) staví na výsledcích Susmagpro a zaměřuje se na budování odolného evropského dodavatelského řetězce pro magnety jezer, včetně vývoje softwarových nástrojů pro optimalizaci sekundárních materiálů a zlepšené výroby slitin a technologie přípravy prášku.
  • Greene a Harmony jsou novější projekty EU, které začaly v roce 2024. Cílem Harmony je vytvořit pilotní recyklační obvod pro permanentní magnety z různých aplikací (větrné turbíny, elektrické motory, elektronický šrot).
  • Dalšími relevantními projekty jsou remanence (dokončené, obnovení magnetů NDFEB), tajemství (extrakce moře z fosfátové horniny při výrobě hnojiv) a dokončené projekt Eurar, který položil základy pro evropský jezerní průmysl a vyhodnotil evropský výskyt.
• Ostatní aktéři: Eco-institute pravidelně vytváří studie a vyvíjí strategické plány pro udržitelné řízení zdrojů od SEE, přičemž recyklace hraje ústřední roli.

Výzkumné krajiny v Německu a Evropě je dynamická a oslovuje celý hodnotový řetězec od substituce po recyklaci k alternativním metodám extrakce. Je rozpoznatelný jasný vývoj od základního výzkumu po pilotní projekty zaměřené na aplikace a první komerční přístupy. Sítě vynikajících výzkumných institucí s průmyslem a cílenou podporou národních a evropských programů jsou rozhodujícími hnacími faktory. Největší výzvou však zůstává úspěšný převod výsledků výzkumu do široké průmyslové aplikace a škálování na ekonomicky udržitelné procesy (překonání „údolí smrti“ pro inovace). Demonstrace technické proveditelnosti na příslušné úrovni (úrovně připravenosti na vysokou technologii, TRLS) je stejně důležitá jako rozvoj udržitelných obchodních modelů.

Vývoj a udržitelná těžba nových zdrojů

Kromě substituce a recyklace je vývoj nových primárních a sekundárních zdrojů surovin důležitou součástí pro diverzifikaci zásobování mořem.

Potenciál evropských vkladů jezera

Evropa má geologicky významné, ale dosud stěží používané mořské ložiska.

• Švédsko: Sklad přes Geijer poblíž Kiruna, který zkoumá státní těžební společnost LKAB, je považován za největší známý výskyt více než 1 milion tun oxidů vzácných zemin. LKAB plánuje začít demontáž od roku 2027, přičemž plná výrobní kapacita by měla být dosažena až po 10-15 letech dodací lhůty. Kromě železa a fosfátu obsahuje ruda v Geijeru asi 0,2% jezera. Dalším důležitým švédským výskytem je Norra Kärr, která je obzvláště bohatá na těžké jezero.
• Norsko: Komplex uhličitanu FEN na jihu Norska se obchoduje jako potenciálně největší ložisko jezera v Evropě. Odhady předpokládají celkové jezero 8,8 milionu tun, včetně přibližně 1,5 milionu tun jezera s magneticky relevantním. Společnost Norska vzácných zemí (Ren) zkoumá oblast a považuje rozpis za realistický od roku 2030, což by mohlo potenciálně pokrýt 10% evropských potřeb.
• Finsko: Fosfátový důl Sokli v Laponsku také obsahuje potenciál pro těžbu moře jako správce.
• Grónsko: Výskyt, jako jsou Kvanefjeld, Kringlernan a Sarfartoq, mají významné mořské zdroje. Vývoj je však spojen s hlavními výzvami, včetně vysokých nákladů na infrastrukturu, extrémních klimatických podmínek, nedostatku kvalifikovaných pracovníků a složitých schvalovacích postupů.
• Jiný výskyt: V Německu jsou také menší nebo méně dobře zkoumané výskyty (např. Storkwitz v Sasku, který je považován za neekonomický a bavorský toner s nízkými koncentracemi), Řecko a Španělsko.

Rozvoj těchto evropských událostí je však spojen se značnými překážkami. To zahrnuje často vysoké investiční a provozní náklady ve srovnání se zavedenými výrobci, jako je Čína, zdlouhavé a složité schvalovací procesy (často 10–15 let), přísné požadavky na životní prostředí (zejména při řešení radioaktivních doprovodných materiálů, jako je thorium a uran) a nutností získat sociální přijetí pro těžební projekty. Ačkoli tento výskyt by mohl v dlouhodobém horizontu přispět k diverzifikaci, nejedná se o krátkodobé řešení současné závislosti. Proto je proto nezbytná strategie můstku založená na recyklaci, nahrazení a diverzifikaci stávajících zdrojů dovozu.

Hodnocení vybraného evropského potenciálu mořských vkladů, ekonomiky, environmentálních aspektů, harmonogramu

Hodnocení vybraného evropského potenciálu mořských vkladů, ekonomiky, environmentálních aspektů, harmonogramu: xpert.digitální

Hodnocení vybraných evropských vkladů pro vzácné zeminy ukazuje různé vývojové porosty a potenciál. Švédský vklad Geijer/Kiruna je provozován státem LKAB a je ve fázi průzkumu s požadovaným schválením. S odhadovanými zdroji více než jeden milion tun SEO a vyšší podíl mírných vzácných zemí by demontáž mohla začít od roku 2027, přičemž plné produkce by bylo dosaženo až po 10-15 letech. Hospodávost je potenciálně dána jako dítě a fosfát, ale vyžaduje značné investice. Existují výzvy s radioaktivními společníky, spotřebou prostoru a přijetím populace Sami.

Norský komplex karbonátu Fen je vyvíjen společností Rare Earths Norsko a je v pokročilém průzkumu. S 8,8 milionu tun odhadovaných zdrojů, z nichž 1,5 milionu tun magnetu jezera, by se od roku 2030 mohlo snížit, což by mohlo pokrýt deset procent požadavků EU. Posouzení ziskovosti stále probíhá, jsou vyžadovány významné investice. Environmentální aspekty se týkají radioaktivity prostřednictvím thoria a environmentální kompatibility demontáže a přípravy.

Švédský projekt Norra Kärr z Tasman Metals je bohatý na obtížné vzácné zeminy a je ve schvalovacím procesu. Jako dlouhodobý projekt s nejistým rozvrhem závisí ekonomika cen HSEE a technologie přípravy. Konflikty environmentálních požadavků a konflikty v oblasti využití půdy představují další výzvy.

Finský depozit SKLI ve skupině finských minerálů nabízí mořský potenciál s významnými LSEE vklady jako fosfátový důl. Ekonomika závisí na trhu s fosfáty a technologii extrakce moře jako dlouhodobé možnosti produktů. Integrace stávající těžby a nakládání s odpadem jsou ústředními aspekty.

Depozit Grönland Kvanefjeld, dříve z GGG a nyní z minerálů s energetickým přechodem, má velmi velký výskyt jednodušší i obtížné Země. Projekt je však politicky blokován moratoriem, protože témata uranu jsou problematická. Vysoké náklady na rozvoj, nedostatek infrastruktury, radioaktivita prostřednictvím uranu a environmentální, sociální dopad a domorodé právní otázky jsou dlouhodobý rozvoj nejistý.

Výzkum alternativních metod extrakce

Souběžně s průzkumem konvenčních vkladů se intenzivně zkoumá alternativy k získání moře ze sekundárních zdrojů a použití nových metod.

• Průmyslový odpad jako zdroj surovin (městská/průmyslová těžba):
  • Uhlí (let) popel: V USA byly v uhelném popelu identifikovány významné koncentrace těžkého jezera z povodí řeky. Ve Velké Británii běží projekt financovaný Inovate UK (Institut pro zpracování materiálů Mormair and Materials, říjen 2024-August 2025) pro zotavení neodymia, praseodymu a skandium z uhlíkového flugashingu pomocí kombinace chemických opalovacích reaktorů a chlorizace v carbo v pilotním měřítku. Rovněž je zkoumána extrakce z uhlíku s iontovou kapalinou.
  • Červený kaly (BuildingXitrest): Jako produkt produkce hliníku, Red Call klesá ve velkém množství a obsahuje také jezero (zejména Cer, Lanthan, Neodym, Scandium). Uzavřený projekt EU Redmud se zaměřil na úplnou recyklaci budov sexu, včetně extrakce jezera. Koncentrace jsou však často nízké a extrakce je složitá.
  • Fosforgips (Produkce hnojiv): Tajemství projektu EU úspěšně prokázalo postupy pro extrakci ze SEE (ND, PR, DY) z procesních toků produkce fosfátového hnojiva v pilotním měřítku. Tento přístup je obzvláště udržitelný, protože je založen na již rozbitém materiálu a nevytváří nový těžební odpad.
• Biotechnologické procesy:
  • Biolaching a biomineralizace: Použití specifických mikroorganismů (bakterií, hub) nebo jejich metabolických produktů (např. Organické kyseliny, enzymy, peptidy) pro selektivní roztok (biooleching) nebo vazby (biologická biomineralizace) kovů z rud nebo odpadních toků je slibnou oblastí výzkumu. Například Helmholtz Institute Freiberg (HIF) v HZDR (Biokollekt Project) pracuje na používání peptidů pro selektivní vazbu moře. V Mnichově LMU je zkoumáno použití bakterií závislých na lanthanidu pro extrakci z moře z průmyslového odpadu a těžební vody, přičemž bakteriální kmen SOLV ukazuje slibné výsledky. Rovněž je zkoumáno bioleaging magnetického odpadu.
  • Phytomining: Používají se rostliny, které obohacují kovy ze země. Kovy pak mohou být získány sklizněm a třením rostlinné biomasy. Tento postup je však stále ve velmi raném stavu výzkumu a ekonomika dosud nebyla prokázána pro moře.
• Technologická zralost (TRL): Mnoho z těchto alternativních metod extrakce je stále v raném výzkumu nebo pilotních fázích (TRL 3-6). Škálovatelnost průmyslových standardů a hospodářská konkurenceschopnost často dosud nejsou dána a vyžadují další intenzivní výzkum a vývojovou práci.

Vývoj alternativních mořských zdrojů z odpadních toků a používání biotechnologických procesů je velmi slibný, pokud jde o udržitelnost a potenciálně menší znečištění životního prostředí ve srovnání s primární těžbou. Tyto přístupy by mohly přispět k kruhové ekonomice a snížit závislost na nově těžených surovinách. Cesta k průmyslové zralosti a ekonomice těchto technologií je však stále široká a vyžaduje značné a dlouhodobé investice do výzkumu, vývoje a škálování. Představují proto středně až dlouhodobé možnosti.

Rozvoj více separace a rafinačních procesů šetrné k životnímu prostředí

Konvenční separace moře, většinou pomocí extrakce rozpouštědla, je energeticky náročný proces, který má velké množství chemikálií (S.ures, organická rozpouštědla) a generuje environmentalizaci. Výzkum šetrnějších postupů ekologicky a efektivnějších separací je proto velmi důležitý, a to nejen pro primární suroviny, ale také pro recyklaci.

• Iontové kapaliny (ILS) a hluboká eutická rozpouštědla (DES): Jsou intenzivně zkoumány jako „zelené“ alternativy rozpouštědla. Jsou charakterizovány nízkým tlakem par, nefalmability a často vysokou selektivitou pro určité kovy. Výzkum toho se koná na University of Rostock. V letech 2023/2024 bylo tomuto tématu věnováno zvláštní vydání časopisu Minerals Journal se silnou evropskou účastí.
• Výzvy a TRL: Navzdory slibným laboratorním výsledkům jsou náklady na ILS/DES, jejich dlouhodobé stabilitu za podmínek procesů, efektivní zotavení samotných rozpouštědel a škálovatelnost procesů jsou stále hlavními výzvami. Mnoho z těchto přístupů je stále v laboratoři nebo v nejlepším pilotním měřítku (TRL často <6). Přestože byl výzkum intenzivně zkoumán po celá léta, v jezerním průmyslu dosud nedošlo k žádným širokým komerčním průlomům.

Vývoj nového, šetrnějšího a nákladově efektivního separačního procesu je klíčovým klíčem k výraznému zlepšení ekologické rovnováhy celého řetězce mořských hodnot (z primárních i sekundárních zdrojů). Jedná se o hlavní oblast pro technologické inovace, které by umožnily pouze opravdu udržitelné evropské zásobování mořem. Bez pokroku v technologii separace zůstává budování nezávislého evropského hodnotového řetězce obtížné, i když byly k dispozici primární nebo sekundární suroviny.

Pokrok a stav TRL vybraných technologií recyklace a substituce pro jezero v Evropě/Německu (od roku 2024/2025)

Pokrok a stav TRL vybraných technologií recyklace a substituce pro jezero v Evropě/Německu (od roku 2024/2025)- Image: Xpert.Digital

TRL (úroveň připravenosti na technologii): 1-3 Základní výzkum, 4-6 Validace/demonstrace v laboratorním/relevantním prostředí, 7-9 Demonstrace prototypu/systému v operačním prostředí, komerční aplikace.

Evropská a německá výzkumná prostředí ukazuje významný pokrok v recyklaci a substitučních technologiích pro vzácné zeminy, s různými přístupy, které mají různé stupně zralosti. V oblasti substituce magnetu se železné nitrid magnety s technologií připravenou na technologii vyvíjejí od 6 do 8, zejména v USA společností Niron Magnetics, zatímco výzkum EU je méně prominentně zastoupen. Tato technologie se zaměřuje na aplikace v elektrických motorech a generátorech, ale čelí výzvám při škálování, nákladech a porovnání výkonů s konvenčními magnety NDFEB.

Magnety Mangani-bismuthu se nacházejí s TRL 4-7 v dřívější vývojové fázi, s německými a rakouskými institucemi, jako je Tu Bergakademie Freiberg a Montan University v Leobenu. Hlavními oblastmi aplikace jsou průmyslové motory a tzv. „Magnety mezery“, zatímco syntéza čistých fází, tepelné stability a škálování představují ústřední výzvy.

V případě fluorescenčních látek již kvantové body dosáhly vysoké úrovně zralosti 7-9 v zobrazovacích aplikacích, s účastí různých společností a výzkumných institutů, jako je Fraunhofer. Navzdory slibným aplikacím v displejích, LED a solárních článcích existují výzvy týkající se toxicity, stability a účinnosti ve srovnání s mořskými fosfory. Organické LED diody již dosáhly tržní zralosti s TRL a jsou přítomny jako zavedený průmysl v displejích a osvětlení, ale nadále bojují s životními problémy s modrými LED a problémy s náklady a efektivitou.

Recyklace magnetů NDFEB ukazuje různé slibné přístupy. Hodnobodové mosaly v kombinaci s recyklací materiálu dosáhly TRL 7-8, s německými institucemi, jako jsou Fraunhofer Iwks, spolu s mezinárodními partnery a projekty EU, jako jsou Hypromag a Susmagpro/Reesilience. Tato technologie umožňuje přímé opětovné použití nových magnetů, ale čelí výzvám v kvalitě recyklovaných magnetů, sběru, demontáže a ekonomiky.

Hydrometalurgické postupy s TRL ze 4-7 jsou vyvíjeny Fraunhoferem, Tu Bergakademie Freibergem a společnostmi, jako je Carester, a zaměřují se na zotavení čistého oxidu a kovů. Složitost procesů, použití chemikálií, nákladů a selektivity zůstává ústředními výzvami. Pyrometalurgické přístupy jsou stále ve výzkumné fázi s TRL 4-6 a bojují s intenzitou energie, možnými ztrátami moře a čistotou.

Inovativní biologické procesy, jako je Bioioleching a Biosorption, jsou zkoumány s TRL 3-5 institucemi, jako je HZDR, LMU Mnichov a Fraunhofer IGB pro elektrický šrot a průmyslový odpad. Výzvy spočívají v selektivitě, kinetice, robustnosti mikroorganismů a ekonomickém škálování.

Alternativní metody extrakce také ukazují potenciál. Extrakce z uhlíkového flugashingu s 4-6 TRL je prosazována hlavně v USA a britských projektech, zatímco extrakce fosfátů zbytků produkce hnojiv v projektu Secrets s partnery, jako jsou Yara a Reetec, dosáhla TRL 6-7. Oba přístupy bojují s nízkými koncentracemi a ekonomickými problémy.

Technologie separace šetrné k životnímu prostředí pomocí iontových kapalin a hlubokých eutektických rozpouštědel jsou stále v rané výzkumné fázi s TRL 3-5, přičemž je zapojena University of Rostock a různé projekty EU. Výzvy spočívají v nákladech na rozpouštědla, jejich stabilitě, zotavení a škálovatelnost pro průmyslovou aplikaci.

Od lokálního po globální: Malé a střední podniky dobývají globální trh chytrými strategiemi - Obrázek: Xpert.Digital

V době, kdy digitální přítomnost společnosti určuje její úspěch, je výzvou, jak tuto přítomnost učinit autentickou, individuální a dalekosáhlou. Xpert.Digital nabízí inovativní řešení, které se staví jako průsečík mezi průmyslovým centrem, blogem a ambasadorem značky. Spojuje výhody komunikačních a prodejních kanálů v jediné platformě a umožňuje publikaci v 18 různých jazycích. Spolupráce s partnerskými portály a možnost publikování článků na Google News a tiskový distribuční seznam s cca 8 000 novináři a čtenáři maximalizují dosah a viditelnost obsahu. To představuje základní faktor v externím prodeji a marketingu (SMarketing).

Více o tom zde:

• Autentický. Jednotlivě. Globální: Strategie Xpert.Digital pro vaši společnost

Strategické možnosti pro Německo pro dlouhodobé nezávislosti

S cílem snížit významnou závislost na vzácných zemích, zejména v Číně a zajistit dlouhodobé zabezpečení nabídky, je Německo k dispozici řadě strategických možností na národní a evropské úrovni. Patří sem politický kurz, struktura odolných hodnotových řetězců, zesílení mezinárodní spolupráce a cílené posílení vašeho vlastního technologického vedení.

Národní a evropský politický design

Politický rámec je zásadní pro zahájení a podporu nezbytných transformací v dodávkách surovin.

Německá strategie surovin a strategie národního řízení oběhu (NKW)

Cílem německé strategie surovin, naposledy aktualizovaná v roce 2020, je podporovat společnosti v bezpečném a udržitelném zásobování surovinou. Hlavními pilíři jsou diverzifikace zdrojů nabídky, podpora recyklace a účinnosti materiálu, posílení získávání domácích surovin (pokud je to možné a rozumné) a podpora německých společností v mezinárodní konkurenci. Důležitost výzkumu a vývoje jako substituce a efektivnější procesy recyklace se zdůrazňuje zejména u kritických surovin, jako je moře.

Národní oběhová obchodní strategie (NKW) přijata federální vládou v prosinci 2024 zde stanoví důležité doplňkové akcenty. Zahrňte jejich ústřední cíle s významem pro jezero:

• Snížení spotřeby primárních surovin: Z dlouhodobého hlediska by měla být významně snížena spotřeba primárních surovin na hlavu v Německu.
• Uzavření obvodů tkanin: podíl sekundárních surovin při použití materiálu by se měl výrazně zvýšit; EU usiluje o zdvojnásobení do roku 2030, což je cíl, který NKWS zvedne.
• Posílení nezávislosti surovin: Cílem je výslovně sledováno 25% potřeby strategických surovin, jako jsou vzácné zeminy nebo lithium do roku 2030 recyklací, která je v souladu s zákonem o kritických surovin EU.

Předchozí implementace těchto strategií však byla kriticky vnímána. Odborníci kritizují mezeru mezi formulovanými cíli a skutečnou implementací, zejména s ohledem na poskytování dostatečných fondů, zrychlení schvalovacích postupů pro domácí projekty a nedostatek ochoty investovat do investice odvětví, pokud jsou světové tržní ceny pro jezero poměrně nízké. Kritizována je nedostatek strategického myšlení a konkrétních vazebných opatření. NKWS je novější přístup, jehož účinnost stále musí prokázat. Mezi dlouhodobým strategickým ustanovením a krátkodobými ekonomickými úvahami, které musí být překonány politickou kontrolou, existuje zjevný konflikt cílů.

Zákon o kritické suroviny EU (CRMA)

Zákon o kritické suroviny EU (CRMA), který vstoupil v platnost v květnu 2024, tvoří středoevropský právní rámec pro posílení bezpečnosti dodávek kritickými a strategickými suroviny. Její hlavní cíle pro rok 2030 jsou ambiciózní:

• Nejméně 10% ročního požadavku EU na strategické suroviny by mělo pocházet z domácího financování.
• V EU musí být zpracováno nejméně 40%.
• Nejméně 25% by mělo být pokryto recyklací v EU.
• Závislost na jedné třetí zemi pro strategickou surovinu musí být omezena na maximálně 65%.

Srdcem CRMA je označení a propagace strategických projektů vyvolaných tak. Mohou těžit z zrychlených schvalovacích postupů (maximálně 27 měsíců pro těžební projekty, 15 měsíců pro zpracování a recyklační projekty) a finanční podporu. V březnu 2025 byl zveřejněn první seznam 47 takových projektů, které ovlivňují zdroje baterií, ale také zahrnují projekty v oblasti méně časté Země (např. Projekt Kiruna Mines ve Švédsku a recyklační iniciativy, jako je projekt Pulawy v Polsku). Národní kontaktní body pro tyto projekty musí být jmenovány pro implementaci v Německu (termín do února 2025), přičemž koordinační roli hrají federální ministerstvo ekonomiky a ochrany klimatu (BMWK) a německá agentura pro surovinu (DERA).

Posouzení CRMA je smíšené. Na jedné straně je akt považován za důležitý a nezbytný krok k řešení závislosti na surovinách. Na druhé straně existují pochybnosti o technické a ekologické realizovatelnosti ambiciózních cílů, zejména pro vzácné země, v časovém rámci. Často velmi dlouhé doby schválení pro těžební projekty (10-15 let) jsou na rozdíl od termínů zaměřených v CRMA. Kromě toho by odpor civilního obyvatelstva mohl zpomalit implementaci proti novým projektům těžby nebo zpracování v Evropě. Úspěch CRMA bude rozhodně záviset na důsledném provádění členských států, mobilizaci značných soukromých investic a rozpuštění konfliktů cíle, například mezi rychlými povoleními a vysokými environmentálními standardy.

Programy a iniciativy financování

Na podporu strategických cílů existuje na německé a evropské úrovni široká škála finančních programů:

• Německo: BMWK a Federální ministerstvo školství a výzkumu (BMBF) nabízejí různé programy, které se zabývají výzkumem, vývojem a inovacími v oblasti kritických surovin, efektivity zdrojů a kruhové ekonomiky. To zahrnuje nově stanovený fond surovin, program (posílení dynamiky transformace a odjezd v oblastech a v uhelných elektrárech) a nevázané finanční půjčky (záruky UFK) zabezpečené zahraniční projekty.
• EU: Programy jako horizont Evropa, Inveu a Life nabízejí možnosti financování pro výzkum, inovace a implementaci technologií v oblasti vie -spobstituce, recyklace a udržitelná extrakce. Inovační fond může poskytnout finanční prostředky na recyklační kapacity.
• Iniciativy: Evropská aliance surovin (ERMA) hraje důležitou roli při identifikaci a propagaci investičních projektů podél celého mořského hodnotového řetězce v Evropě. ERMA vytvořila cíl, že 20% evropské potřeby mořských magnetů z produkce vlastněné EU by mohlo být pokryto do roku 2030, na který byly identifikovány investice přibližně 1,7 miliardy EUR. Programy účinnosti zdrojů, jako je pokrok v Německu, také přispívají k povědomí a zahájení opatření.

Přestože existuje velké množství nástrojů pro financování, jejich efektivní koordinace, dostupnost, zejména pro malé a střední společnosti (MSP) a dostatečné finanční zdroje ve vztahu k velikosti výzvy, jsou rozhodující pro jejich účinnost. Fragmentace financování krajiny a byrokratických překážek by mohla snížit zamýšlený účinek a odložit naléhavě potřebnou rychlou strukturu kapacit.

Přehled EU a německých politických strategií a finančních programů relevantních pro vzácné zeminy (výběr)

Přehled EU a německých politických strategií a finančních programů relevantních pro vzácné zeminy (výběr)- Image: Xpert.Digital

Evropská unie a Německo vyvinuly různé politické strategie a podpůrné programy, které mají zvláštní význam pro vzácné zeminy. Cílem zákona o kritických surovinách EU (CRMA) Evropské unie je vyhrát deset procent požadovaných surovin prostřednictvím samofinancování do roku 2030, zpracovat 40 procent a pokrýt 25 procent recyklací, přičemž závislost na jedné třetí zemi má být omezena na maximum 65 procent. Strategické projekty jsou financovány v oblasti demontáže, zpracování a recyklace, jakož i ve výzkumu a inovacích.

Německá strategie surovin federální vlády, pod vedením BMWK, se zaměřuje na diverzifikaci, recyklaci a domácí extrakci, kde je rozumná a výzkum a vývoj pro nahrazení. Jsou podporována opatření pro diverzifikaci, výzkum a vývoj recyklace a substituce, jakož i zkoumání domácího potenciálu. Národní obchodní strategie obvodů BMUV a BMWK se snaží pokrýt 25 procent potřeby strategických surovin recyklací a snížením spotřeby primárních surovin. Na financování je vývoj recyklačních kapacit, návrh pro recyklaci a výzkum a vývoj recyklačních technologií.

Německý fond surovin BMWK a KFW by měl přispět k zabezpečení surovin a snížit závislosti podporou projektů pro extrakci, zpracování a recyklaci kritických a strategických surovin doma i v zahraničí. Program financování BMWK podporuje transformaci uhelných regionů a podporuje výrobu a obnovu kritických surovin pro klíčové komponenty.

Na evropské úrovni horizont Evropa posiluje vědecké a technologické základy a podporuje inovace, zejména výzkum a inovace pro nahrazení, recyklaci, udržitelnou extrakci a nové materiály. Evropská aliance surovin (EIT) EIT surovin a EU pracuje na zřízení odolných hodnotových řetězců EU pro suroviny a identifikuje a podporuje investiční projekty při porušení, zpracování a recyklaci vzácných zemí. Německý program Inovativní a střední podniky: Efektivita zdrojů a kruhová ekonomika BMBF posiluje výzkum a vývoj v malých a středních společnostech a podporuje efektivní poskytování a používání kritických surovin, inovativních recyklačních procesů a kruhových produktů.

Konstrukce odolných hodnotových řetězců v Německu a Evropě

Struktura vašich vlastních, rezistentních hodnotových řetězců pro vzácné zeminy v Evropě je ústředním prvkem pro snížení závislosti na Číně. To vyžaduje úsilí na všech úrovních, od extrakce surovin po zpracování až po výrobu koncových produktů a recyklace.

Příležitosti a výzvy při budování domácího zpracování a kapacity rafinérie

Kritickým úzkým místem v současné evropské mořské krajině je nedostatek významné kapacity pro oddělení syrového jezera v jednotlivých oxidech s vysokou čistotou a pro následnou produkci kovů. I kdyby Evropa stále více získávala primární nebo sekundární suroviny, často by musely být exportovány do Číny pro další zpracování, což by pouze posunulo závislost.

• Nezbytnost: Zřízení evropských separačních systémů a kovových chat je nezbytné pro dosažení skutečné hloubky hodnoty a strategické autonomie.
• Příklady přístupů: V Estonsku již výkon Neo již provozuje separační systém, který se však spoléhá na importované koncentrace. Ve Francii existují plány na zařízení v La Rochelle a projekt Caremag v LACQ se zaměřuje na integrované zpracování a recyklaci. Existují také iniciativy v Polsku (Pulawy Project).
• Ekonomičnost: Struktura takových systémů je extrémně kapitálová. Investiční náklady jsou vysoké a evropští výrobci by museli konkurovat zavedeným a často státním čínským společnostem. K podpoře investic by byly nezbytné dlouhodobé přijímací smlouvy a stabilní ceny.
• Technologické překážky: Pro komplexní procesy separace je nutné specifické know-how. Kromě toho musí být vyvíjeny a upraveny postupy šetrné k životnímu prostředí a energii, aby se splňovaly vysoké evropské environmentální standardy.
• LSEE vs. HSEE: Zvláštní pozornost vyžaduje rozvoj zpracovatelských kapacit pro těžké jezero (HSEER), protože závislost na Číně (včetně zpracování surovin z Myanmaru) je téměř 100% a tyto prvky pro vysoce výkonné magnety jsou kritická.

Zřízení úplného evropského řetězce tvorby mořských hodnot je generační projekt, který lze jen stěží realizovat bez masivního státního financování, dlouhodobých politických závazků a úzké spolupráce mezi veřejnými a soukromými aktéry. Jediné zaměření na domácí demontáž, bez paralelního rozvoje zpracování, výroby kovů a kapacit magnetické výroby, by zásadně nevyřešilo strategickou závislost.

„Design pro recyklaci“ jako strategie dlouhodobého

Další důležitou dlouhodobou strategií je návrh produktů, které obsahují vzácné zeminy ve smyslu kruhové ekonomiky („Design pro recyklaci“, DFR).

• Cíle: Produkty by měly být konstruovány tak, aby komponenty obsahující moře (např. Magnety v elektrických motorech) lze snadno identifikovat, rozebrat a použít pro různé recyklace na konci životnosti produktu. To by výrazně zvýšilo účinnost a ekonomiku recyklace.
• Nástroje: Zavedení digitálních produktových průchodů, které obsahují podrobné informace o složení materiálu a pokyny pro demontáž, je považováno za důležitý nástroj k vytvoření nezbytné transparentnosti pro efektivní recyklaci. Zde je také relevantní standardní úsilí.
• Výzvy: Implementace principů DFR je složitá, zejména v globalizovaných dodavatelských řetězcích s širokou škálou výrobců a návrhů produktů. Rozvoj a prosazování závazných standardů je hlavní výzvou.

„Design pro recyklaci“ je nezbytná, ale přirozeně velmi dlouhá strategie. Jejich úplný dopad na dostupnost sekundárních surovin se vyvíjí pouze tehdy, když produkty, které jsou navrženy podle principů DFR, dosáhnou dnešního konce svého životního cyklu za 10, 15 nebo více let. V krátkodobém horizontu nemůže DFR vyřešit současné problémy s dodávkou, ale je nezbytná pro rozvoj udržitelné a odolné kruhové ekonomiky pro moře v budoucnosti.

Mezinárodní spolupráce a diverzifikace

Vzhledem k tomu, že úplná soběstačnost ve vzácných zeminách pro Německo a Evropa je v krátkodobém až střednědobém horizontu nerealistická, mezinárodní spolupráce a diverzifikace zdrojů dodávek hrají ústřední roli v každé strategii odolnosti.

Potenciální a udržitelnosti posouzení partnerství surovin

Německo a EU zesílují své úsilí o rozšíření a rozšíření partnerství surovin s různými zeměmi po celém světě.

• Odstupňované země a zaměření surovin:
  • Chile: Zaměřte se na lithium a měď, ale také potenciál pro další minerály. V lednu 2023 a červnu 2024 byla spolupráce potvrzena se zaměřením na udržitelnou demontáž a vědeckou výměnu.
  • Mongolsko: Partnerství od roku 2011, strategické partnerství od února 2024. Podpora německé mongolské univerzity surovin a technologií.
  • Austrálie: Spolupráce s energií a suroviny od roku 2017, zvyšování zaměření na ochranu klimatu a kritické minerály. Studujte „Studie Australia-Germany Critical Minerals Supply Chains“ pro identifikaci potenciálu vytváření hodnot.
  • Kanada: Strategické partnerství v oblasti kritických surovin.
  • Ostatní partneři: Kazachstán, Ukrajina, Grónsko, stejně jako různé africké (např. Namibie, Sambia, DR Kongo) a jihoamerické země (např. Argentina) jsou zaměřeny na partnerství EU.
• Cíle partnerství: Kromě diverzifikace zdrojů dodávek jde také o podporu partnerských zemí v udržitelné extrakci surovin, podpoře tvorby hodnot na místě (např. Budováním dalších kapacit zpracování) a zavedení vysokých environmentálních, sociálních a správních standardů (ESG).
• Výzvy a rizika: Implementace takových partnerství je složitá. Je důležité zajistit dodržování standardů ESG a vyhnout se vymývání zelených. Mnoho potenciálních partnerských zemí je politicky nestabilní nebo má ve vládě nedostatky. Existuje také silná konkurence, zejména s Čínou, pro přístup k surovinám a vlivu v těchto zemích. Základní problém odolnosti zcela nevyřeší čistě přemístění dominantního aktéra (Číny) několika aktérům, který je také potenciálně nestabilní nebo ovlivňován Čínou. Velmi pečlivý výběr partnerů a inteligentní návrh dohod, které vytvářejí skutečné výhody pro obě strany („win-win“) a nejen sledují jednostranné zájmy.

Geopolitické důsledky a dlouhodobá stabilita

Nabídka kritických surovin, jako jsou vzácné zeminy, se již dávno stala centrálním poli geopolitických střetů.

• Instrumentalizace dodávek surovin: Riziko, že dodávky surovin se používají jako politický prostředek tlaku v mezinárodních konfliktech, je skutečné a již v minulosti vedlo ke značným chybám na trhu.
• Nezbytnost koherentní evropské strategie: S ohledem na tuto geopolitickou dimenzi nestačí čistě ekonomicky nebo technologicky řízená politika surovin. Je vyžadován souvislý evropský zahraniční obchod, bezpečnost a rozvojová politika, aby integrované aspekty surovin. Zajištění dodávky moře je proto neoddělitelně spojeno s posílením evropské suverenity a návrhem odolných mezinárodních vztahů. To vyžaduje úzkou koordinaci v rámci EU as podobně mezinárodními partnery.

Posílení technologického vedení

Rozvoj a uplatňování vlastních pokročilých technologií v oblasti substituce, recyklace a udržitelné extrakce vzácných zemin nabízí Německu příležitost snížit jeho závislost a zároveň otevřít nový ekonomický potenciál.

Inovační potenciál Německa při nahrazení, recyklaci a udržitelné extrakci

Německo má silnou a širokou výzkumnou krajinu v oblasti materiálových věd, chemie a procesních technologií, a to jak na univerzitách, tak i na výzkumných institucích mimo univerzitu (např. Fraunhofer-Gesellschaft, Helmholtz Community, Leibniz komunita) a v průmyslu.

• Pole škrobu: Jak je podrobně uvedeno v části III, v Německu a Evropě existují slibné výzkumné přístupy pro rozvoj bez mořských magnetů, účinnější katalyzátory a fluorescenční, inovativní recyklační procesy (např. HPM, hydrometalurgické a biotechnologické přístupy) a pro extrakci moře z alternativních zdrojů.
• Výzva přenos technologií: Ústřední výzvou je převést vynikající výsledky výzkumu rychlejší a efektivněji na průmyslové aplikace a obchodovatelné produkty (přenosový výzkum). Mezi základními výzkumnými/pilotními projekty a komerčním škálováním je často mezera.
• Globální konkurence: Německo a Evropa jsou v intenzivní globální soutěži o technologické vedení, zejména s USA a Čínou, která také do těchto oblastí také masivně investuje. Abychom zde mohli existovat, cílená a podstatná propagace klíčových technologií, rozvoje pilotních závodů a vytváření klíčových trhů pro udržitelné a inovativní produkty.

Ekonomické účinky přechodu na technologie bez REE pro klíčová průmysl

Přechod na technologie, které vyžadují méně nebo žádnou vzácnou zeminu, má složité ekonomické účinky:

• Posouzení nákladů a přínosů: V krátkodobém horizontu může být nahrazení z moře spojeno s vyššími náklady nebo potenciálními ztrátami výkonnosti pro určité aplikace. Z dlouhodobého hlediska však vyhýbáním drahému a cenovému -volatilnímu jezeru může snížit riziko dodavatelského řetězce a rozvoj nových trhů pro inovativní produkty k významným ekonomickým výhodám.
• Požadavek na investice a přizpůsobení: Německý průmysl, zejména v klíčových sektorech automobilové výstavby, obnovitelných energií a elektroniky, čelí značnému investici a přizpůsobení, aby přepnuly ​​své výrobní procesy a produkty na mořské paže nebo bezplatné alternativy. To ovlivňuje nejen konečné produkty, ale celé dodavatelské řetězce.
• Příležitosti pro „První hybatel“: německé společnosti, které se spoléhají na inovativní, udržitelné a kritické suroviny, které nezávislé technologie mohou zajistit konkurenční výhody jako „první hybatel“ a otevřít nové, slibné trhy. To však vyžaduje riziko k riziku a dlouhodobé strategické orientaci.

Přepínač na bez REE nebo efektivních technologií není tedy jen otázkou zabezpečení dodávek, ale také strategickým kurzem pro budoucí konkurenceschopnost německého průmyslu na globálních budoucích trzích.

Syntéza a doporučení pro akce pro Německo

Analýza problému vzácné země ilustrovala hlubokou závislost Německa a Evropy na globálním, zejména čínštině, dodavatelských řetězcích a souvisejících hospodářských a geopolitických rizicích. Současně jsou zobrazeny slibné výzkumné přístupy a strategické možnosti, aby se tato závislost snížila a dlouhodobě zvýšila bezpečnost nabídky. Dosažení větší nezávislosti je však složitý podnik, který vyžaduje soudržnou strategii a důsledné jednání politiky a průmyslu.

Hodnocení rizik, příležitostí a konfliktů cílů

Nabídka vzácných zemí má pro Německo vynikající strategický význam, protože tyto suroviny jsou nezbytné pro klíčové technologie přechodu energie, digitalizace a pro důležité odvětví průmyslu, jako je automobilová výstavba. Současná globální struktura nabídky, v níž dominuje Čína v propagaci a zejména, přináší značná rizika v důsledku volatility cen, úzkým úzkým prostředkem na dodávky a potenciální instrumentalizaci dodávek surovin pro geopolitické účely. Tato rizika jsou dále zhoršena rostoucí globální poptávkou.

Šance na snížení této závislosti jsou přístupem pro vícenásobné stránky:

• Substituce a účinnost: Výzkum náhradních materiálů a technologií bez moře, zejména pro magnety, a také zvýšení účinnosti materiálu nabízí potenciál ke snížení specifického požadavku na moře ve střednědobém až dlouhodobém horizontu.
• Recyklace a kruhová ekonomika: Zřízení evropské infrastruktury recyklace může významně přispět k nabídce sekundárních surovin, ale čelí technologickým a ekonomickým výzvám.
• Diverzifikace a domácí zdroje: Rozvoj nových mezinárodních zdrojů dodávek prostřednictvím partnerství surovin a potenciální využití evropských událostí může rozšířit dodávací základnu, ale jsou spojeny s vašimi vlastními riziky a dlouhými dodacími lhůtami.

Při provádění těchto příležitostí se nevyhnutelně vyskytují protichůdné cíle:

• Ekonomičnost vs. Zabezpečení důchodů: Investice do domácí extrakce, zpracování nebo pokročilé recyklační technologie jsou často náročnější než import z zavedených levných zdrojů, zejména pokud jsou ceny světového trhu nízké. Optimalizace krátkodobých nákladů je v rozporu s dlouhodobou strategickou odolností.
• Ochrana životního prostředí před místním demontáží/zpracováním: Extrakce a zpracování SEE je ekologicky náročné. Dodržování vysokých environmentálních standardů v Evropě zvyšuje projekty a může vést k problémům s přijetím mezi populací, zatímco přemístění do zemí s nižšími standardy je eticky sporné.
• Rychlost Vs. Důkladnost: Naléhavá potřeba zabezpečení nabídky vyžaduje rychlá řešení, přičemž budování udržitelných a ekologicky šetrných hodnotových řetězců a rozvoj nových technologií.

Dosažení nezávislosti ve vzácných zeminách není jedinečným cílem, ale musí být zváženo v širším kontextu jiných strategických imperativů, jako je neutralita klimatu, udržování ekonomické konkurenceschopnosti a udržování globální odpovědnosti za udržitelnost. To vyžaduje pečlivé zvážení priorit a ochotu přijímat krátkodobé náklady na dlouhodobé strategické výhody.

Konkrétní, upřednostňovaná doporučení pro jednání pro politiku a průmysl

Abychom udržili udržitelné zlepšení německé bezpečnosti dodávek vzácnými zeminami a snížili závislost na jednotlivých dodavatelích, je nutný koordinovaný postup pro politiku a průmysl. Následující doporučení pro akce jsou upřednostňovány podle časových kategorií:

Krátkodobá opatření (až 2 roky)

Intenzifikace monitorování surovin a detekce rizik:

• Posílení kapacit německé surovinové agentury (DERA) a BMWK pro nepřetržitá analýza globálních trhů s mořským řetězcem, rizika dodavatelského řetězce (včetně referenčních a středních produktů) a geopolitického vývoje.
• Budování systému včasného varování pro potenciální poruchy důchodů.

Zrychlení schvalovacích postupů pro strategické projekty:

• Důsledné používání zrychlených schvalovacích postupů stanovených v EU CRMA pro strategicky důležité recyklace, zpracování a potenciálně extrakční projekty v Německu a Evropě.
• Podle CRMA založení a efektivní vybavení národních kontaktních bodů („jednorázové obchody“).

Budování strategických aliancí a diverzifikace dovozu:

• Aktivní propagace firemních spolupráce pro společné nákup již sofistikovaných jezer nebo kritických předběžných produktů (např. Magnetů) z diverzifikovaných zdrojů, které jsou založeny na hodnotě.
• Zkoumání a případně budování strategické zásoby související s aplikací pro zvláště kritické jezero nebo komponenty z něj.

Cílená propagace pilotních a demonstračních projektů:

• Poskytování rizikového kapitálu a financování škálování slibných německých a evropských výzkumných přístupů v oblasti recyklace SEE (např. Automatizovaná demontáž, efektivní separační technologie) a nahrazení (např. Bez moře) na průmyslovém standardu (TRL 6-8).

Střednědobá opatření (2-7 let)

Konstrukce komerčních systémů recyklace a zpracování:

• Vytváření pobídek a snížení investičních svrab pro vývoj prvních komerčních systémů pro recyklaci produktů obsahujících moře (zejména magnety, baterie, elektronický šrot) a pro zpracování koncentrací jezera v Německu/Evropě.
• To zahrnuje oddělení LSEE a HSEE a výrobu kovů.

Implementace „Design pro recyklaci“ a digitálních produktů:

• Vývoj a postupné zavedení vazebných standardů pro návrh recyklačního produktu pro příslušné skupiny produktů (např. Elektrické motory, elektronická zařízení) na úrovni EU.
• Zřízení digitálních produktových průchodů, které poskytují informace o složení materiálu (včetně mořského obsahu) a demontáři.

Systematické rozšíření a prohlubování partnerství surovin:

• Závěr a provádění partnerství surovin s vybranými zeměmi, které mají mořské vklady. Zaměřte se na soulad s vysokými standardy ESG, podpora hodnoty místních přidaných a vytváření spolehlivých doručovacích vztahů.
• Podpořte německé společnosti při účasti na udržitelných mezinárodních projektech těžby a zpracování prostřednictvím nástrojů financování zahraničního obchodu (např. Záruky UFK).

Zkouška a možná podpora místního/evropského primárního akvizice:

• Provádění podrobné studie proveditelnosti a dopadu na životní prostředí pro nejslibnější evropské vklady moře (např. Kiruna, Fen).
• S pozitivním výsledkem a za nejpřísnějších environmentálních a sociálních požadavků a zajištění sociálního přijetí: cílená podpora pilotních projektů pro rozvoj a přípravu.

Investice do školení a dalšího vzdělávání:

• Stavba a propagace kurzů a vzdělávacích programů, které kvalifikují specialisty pro celé geověry z mořského hodnotového řetězce za účelem zpracování technologií a materiálových věd odborníkům na recyklaci.

Dlouhodobá opatření (7+ let):

Zřízení robustní evropské kruhové ekonomiky pro jezero:

• Vytváření funkčního trhu pro sekundární jezero prostřednictvím optimalizované infrastruktury pro sběr, třídění a přípravu, míry použití recyklovače (pokud je to užitečné) a podpora poptávky po recyklovaných materiálech.

Nepřetržité financování F & E pro rušivé inovace:

• Dlouhodobá podpora základního a aplikačního zaměřeného na vývoj další generace náhradních materiálů a zcela bez mořských technologií pro klíčové aplikace.

Vytvoření klíčových trhů pro udržitelné produkty:

• Použití veřejných zakázek a dalších nástrojů pro propagaci produktů, které obsahují buď udržitelné/recyklované jezero nebo jsou založeny na alternativách bez moře a mají vysokou efektivitu zdrojů.

Úspěšná strategie pro snížení závislosti na moři vyžaduje inteligentní „politický mix“. To musí mít pobídky tržní ekonomiky (např. Pro investice do recyklace a substituce, ceny CO2, které nepřímo podporuje materiální účinnost), jasné a spolehlivé regulační požadavky (např. Recyklované kvóty nebo dlouhé kombinaci). Ponechání výhradní odpovědnosti vůči společnosti, jak se často praktikuje v minulosti, s ohledem na konkrétní strukturu trhu (Oligopolis, státní aktéři), vysoká investiční rizika a geopolitická dimenze problému jezera nestačí k tomu, aby způsobila nezbytná transformace.

Dlouhodobá vize pro udržitelnou a odolnou péči v Německu s kritickými surovinami

Dlouhodobá vize pro Německo by se měla zaměřit nejen na významné snížení závislosti na jednotlivých zemích dodávek pro vzácné zeminy, ale také převzít průkopnickou roli při vývoji a aplikaci udržitelných surovin a kruhových ekonomických modelů. To znamená:

Diverzifikované a odolné dodavatelské řetězce

Německo čerpá kritické suroviny z různých zdrojů, přičemž partnerství surovin hraje ústřední roli na úrovni očí a v souladu s nejvyššími standardy udržitelnosti.

Silná evropská přidaná hodnota

Významná část potřeb jezera a produktů vyrobených z něj (zejména magnetů) se získává, zpracovává a recykluje v Evropě na základě konkurenčních a ekologických technologií.

Inovační vedení

Německé společnosti a výzkumné instituce jsou lídry ve vývoji a komercializaci substitučních technologií, vysoce efektivních procesů recyklace a návrhů produktů na podporu zdrojů.

Zavedená kruhová ekonomika

Vzácné zeminy a další kritické suroviny jsou systematicky řízeny v uzavřených obvodech, což minimalizuje potřebu primárních surovin a znečištění životního prostředí se sníží.

Strategická předvídavost

Německo má mechanismy pro včasnou detekci měnící potřeby surovin a potenciálních rizik dodávek a může flexibilně přizpůsobit své strategie.

Nezávislost na vzácných zemích není statický konečný stav, ale nepřetržitým procesem minimalizace rizik, technologické adaptace a strategického umístění v dynamicky měnícím se globálním prostředí. Dlouhodobá odolnost proto vyžaduje nejen jedno úsilí, ale také trvalou politickou prioritu, udržitelné investice a schopnost reagovat na nové výzvy a příležitosti jako vzdělávací systém. Způsob, jakým je náročný, ale pro budoucí životaschopnost německé průmyslové polohy a dosažení jejích ekologických a sociálních cílů zásadních významu.

☑️ Podpora MSP ve strategii, poradenství, plánování a implementaci

☑️ Vytvoření nebo přeladění digitální strategie a digitalizace

☑️ Rozšíření a optimalizace mezinárodních prodejních procesů

☑️ Globální a digitální obchodní platformy B2B

☑️ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

Rád posloužím jako váš osobní poradce.

Můžete mě kontaktovat vyplněním kontaktního formuláře níže nebo mi jednoduše zavolejte na číslo +49 89 89 674 804 (Mnichov) .

Těším se na náš společný projekt.

Xpert.Digital je centrum pro průmysl se zaměřením na digitalizaci, strojírenství, logistiku/intralogistiku a fotovoltaiku.

S naším 360° řešením pro rozvoj podnikání podporujeme známé společnosti od nových obchodů až po poprodejní služby.

Market intelligence, smarketing, automatizace marketingu, vývoj obsahu, PR, e-mailové kampaně, personalizovaná sociální média a péče o potenciální zákazníky jsou součástí našich digitálních nástrojů.

Více se dozvíte na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus