Terres rares: la domination des matières premières de la Chine avec le recyclage, la recherche et les nouvelles mines à partir de la dépendance des matières premières?

L'importance stratégique des terres rares pour l'Allemagne

Les terres rares (lac) sont un groupe d'éléments chimiques qui, en raison de leurs propriétés physiques et chimiques uniques, jouent un rôle clé dans de nombreuses technologies modernes. Leur importance stratégique pour les nations industrialisées comme l'Allemagne s'est développée de façon exponentielle au cours des dernières décennies, en particulier dans le contexte de la numérisation, de la transition énergétique et des applications pertinentes. Cependant, la concentration croissante des chaînes d'approvisionnement mondiale, en particulier la domination de la Chine, a révélé des risques économiques et géopolitiques importants. Cet article analyse le problème complexe des terres rares dans une perspective allemande, illumine la dépendance à l'égard de la Chine, évalue les approches actuelles de recherche et développement pour les nouvelles solutions et décrit les opportunités stratégiques pour l'Allemagne afin d'atteindre une plus grande indépendance dans la fourniture de ces matières premières critiques à long terme.

Définition, propriétés et classification moins fréquemment (lac)

Les terres rares comprennent un total de 17 métaux de la période: les 15 lanthanoïdes (Lanthan (LA), CER (CE), Praseodym (PR), Neodym (ND), Prométhium (PM), Samarium (SM), Europium (EU), Gadolinium (GD), Terbium (Tb), Dyprosium (Dy), Holmium (HORIUM (TB), Dyprosium (DY) Thulium (TM), Ytterbium (YB), Lutium (Lu)) ainsi que le scandium (SC) et le Yttrium (Y). Ce sont des métaux obtenus à partir de minerais. Leurs propriétés physiques et chimiques spéciales, telles que une réaction élevée (en particulier avec l'oxygène), une inflammabilité facile ainsi que des caractéristiques magnétiques et spectroscopiques spécifiques, en font des matières premières convoitées.

Une distinction est généralement faite entre des terres rares légères (LSEE), qui comprennent, par exemple, Lanthan, CER, Prasyodym et Neodymm, et de graves terres rares (HSEE), comme le terbium et le dyprosium. Cette distinction est pertinente car LSEE se produit beaucoup plus fréquemment dans la plupart des dépôts que HSEE.

Le terme «terre rare» est trompeur en ce que ces éléments ne sont pas nécessairement rares. Le Neodymm, par exemple, est plus courant que le plomb, et le thulium se produit plus souvent que l'or ou le platine. Au contraire, le véritable défi et donc la «rareté» au sens économique résident dans la faible concentration dans laquelle ils sont disponibles en plusieurs occurrences, et en particulier dans le processus extrêmement complexe et coûteux de leur séparation et de leur préparation. Les terres rares se produisent toujours dans la nature de la nature et avec d'autres minéraux; Leur isolation nécessite une variété d'étapes chimiques et un savoir-faire spécifique. Cet obstacle technologique et économique, et non la disponibilité géologique en soi, est au cœur du problème d'approvisionnement.

Vous trouverez ci-dessous un tableau de vue des terres rares:

Les 17 terres rares - propriétés et applications principales

Les 17 terres rares - Propriétés et principales applications - Image: Xpert.Digital

Les 17 terres rares incluent à la fois des dates rares légères et sévères avec des propriétés uniques et des applications diverses. Le scandium (numéro de commande 21) est un élément léger avec une forte résistance dans les alliages et est utilisé dans l'éclairage du stade, les piles à combustible, la technologie des rayons x et les alliages métalliques légers pour l'aviation. Yttrium (39) est l'une des lourdes terres rares et est importante pour les matériaux fluorescents et les propriétés supraconductives, c'est pourquoi il est utilisé dans le phosphore pour les écrans, les LED, les lasers, les échelles suprales et la céramique.

Lanthan (57) est joyeux et constitue la base des lanthanoïdes. Il est utilisé dans les catalyseurs, les batteries, les verres spéciaux et les silex. CER (58) est le métal de terrasse rare le plus courant et sert d'agent de polissage avec l'absorption des UV dans les catalyseurs, le vernis en verre, les filtres UV et les fours autonettoyants. Prasyodym (59) permet des aimants forts et génère une coloration jaune en verre et en céramique, ce qui signifie qu'il est utilisé dans les aimants permanents, les moteurs d'avion et les lunettes spéciales.

Le Neodym (60) est essentiel pour les aimants permanents les plus forts et est utilisé dans les aimants NDFEB pour les moteurs électriques, les éoliennes, les disques durs et les haut-parleurs. Le prométhium (61) est radioactif et le métal de terres rares les plus rares, qui est utilisé dans les batteries atomiques fluorescentes et les instruments de mesure. Le samarium (62) convient aux aimants à des températures élevées et à l'absorption des neutrons dans les aimants permanents, les tiges fiscales des réacteurs nucléaires et des catalyseurs.

L'Europium (63) est important pour le fluorescent rouge et bleu dans les LED, les lampes et les écrans d'énergie d'énergie. Le gadolinium (64) présente une absorption élevée de neutrons et des propriétés paramagnétiques, c'est pourquoi elle est utilisée comme milieu de contraste dans l'IRM, dans les tiges fiscales et les supercorders. Le terbium (65) est important pour le fluorescent vert et la magnétostriction dans les LED, les aimants permanents et les capteurs.

Le dyprosium (66) augmente la force de champ coercitive des aimants à des températures élevées et est utilisé dans les aimants et lasers permanents à haute température. L'Holmium (67) a les moments magnétiques les plus forts et est utilisé dans les lasers médicaux et militaires. L'erbium (68) crée une coloration rose et est utilisé dans les câbles à fibre optique, les lasers médicaux et pour la coloration en verre.

Le thulium (69) est le lanthanoïde stable le plus rare et sert de source x-rayage dans des dispositifs et lasers à x portables. Ytterbium (70) est utilisé pour le laser infrarouge et comme agent réducteur dans les alliages en acier inoxydable. Lutium (71) est le métal de terrasse rare le plus cher et est utilisé dans la tomographie par émission de positrons, les catalyseurs pétrochimiques et expérimentalement en thérapie contre le cancer.

Applications clés et pertinence croissante pour les technologies futures

En raison de leurs propriétés extraordinaires, les terres rares sont devenues indispensables dans un large éventail d'applications de haute technologie et jouent un rôle central dans le développement technologique et la compétitivité des économies modernes. Leur importance augmente avec les progrès de la numérisation et de la transition énergétique mondiale.

Les domaines de demande les plus importants comprennent:

• Aimants permanents: Les aimants Neodym-Iron-Bor (NDFEB) sont les aimants permanents les plus forts et essentiels pour les moteurs électriques puissants et compacts dans les véhicules électriques, les voitures hybrides, les vélos électriques, les robots et les usines industrielles. Ils sont également indispensables dans les générateurs d'éoliennes (en particulier les systèmes offshore sans engrenage), les disques du disque dur, les haut-parleurs et les écouteurs. Le dyprosium et le terbium sont souvent ajoutés pour maintenir les performances de ces aimants à des températures élevées.
• Catalyseurs: CER est utilisé dans les catalyseurs automobiles pour réduire les émissions de gaz d'échappement nocives. Lanthan et d'autres lacs sont utilisés dans les catalyseurs pour le raffinement de l'huile (fissure catalytique fluide) et d'autres processus chimiques.
• Batteries: Lanthan est une partie importante des batteries de nickel métal d'hydrure (NIMH) qui sont utilisées dans les véhicules hybrides et l'électronique portable.
• Substances lumineuses: Europium (pour le rouge et le bleu) et le terbium (pour le vert) sont cruciaux pour la qualité et l'efficacité des couleurs des diodes émettant de la lumière (LED), des lampes d'économie d'énergie, des écrans plats (LCD, OLED) et d'autres technologies d'affichage. Yttrium est également utilisé en fluorescent.
• Optique et laser: Lanthan améliore les propriétés optiques des lunettes spéciales pour les lentilles, les télescopes et les jumelles. L'héritage est utilisé dans les câbles de fibre optique pour le renforcement du signal. Neodym, Ytterbium, Holmium et Erbium sont des composants importants dans divers types laser pour la médecine, l'industrie et la communication.
• Autres applications de haute technologie: cela comprend les agents de polissage (céroxyde pour l'optique de précision et les semi-conducteurs), la céramique spéciale (Yttrium pour améliorer la résistance à haute température), l'imagerie médicale (gadolinium comme support de contraste dans les MRT), les capteurs, les émeutes suprales, ainsi que les applications dans l'industrie de l'armure et de l'optique de la précision, des systèmes navigables, des systèmes de rocket et de l'industrie spatiale.

Pour les industries clés allemandes telles que l'industrie automobile (en particulier dans la transition vers l'électromobilité), l'ingénierie des machines et des usines, des énergies renouvelables (en particulier l'énergie éolienne) et l'industrie de l'électronique et de la technologie médicale, les terres rares sont d'une importance existentielle. La numérisation progressive et les objectifs ambitieux de la transition énergétique conduisent à une augmentation significative des besoins mondiaux du lac dans les années et les décennies à venir. Par exemple, la demande de lac pour les aimants permanentes pourrait être dix fois d'ici 2050. La critique de nombreuses Terres plus rares résulte non seulement des goulots d'étranglement de l'offre potentiels ou de la concentration géographique de production, mais également du manque de substituts directs et équivalents à bon nombre de leurs applications à haute performance. Bien que la recherche sur les matériaux de remplacement soit effectuée de manière intensive, voir peut être remplacée dans de nombreuses zones en raison de leurs propriétés électroniques et magnétiques uniques sur le plan technologique ou uniquement avec l'acceptation de la perte de performance. Cette situation technologique «verrouillée» resserre le problème de dépendance et souligne l'urgence d'augmenter à la fois la sécurité de l'offre et de développer des solutions technologiques alternatives.

Dépendance critique de l'Allemagne à l'égard de la Chine dans les terres rares: nouvelles stratégies pour la souveraineté technologique

Compte tenu de l'importance stratégique des terres rares et des défis complexes dans le cadre de leur sécurité de l'offre, une analyse bien fondée de la situation actuelle et des options futures pour l'Allemagne est essentielle. Cet article poursuit le but d'examiner de manière approfondie le domaine problématique des terres rares, en analysant la dépendance spécifique à l'égard de la Chine, en présentant l'état de recherche en ce qui concerne les nouvelles solutions et en fonction de cette base pour garantir des opportunités stratégiques pour l'Allemagne afin d'assurer des soins à long terme et durables avec ces matières premières critiques et de renforcer sa propre souveraineté technologique.

Paysage mondial de l'approvisionnement et dépendance de l'Allemagne

L'offre globale de terres rares se caractérise par une concentration exceptionnellement élevée à la fois dans l'occurrence et dans la promotion ainsi que, et encore plus prononcée dans le traitement ultérieur. Cette concentration, en particulier la domination de la Chine, est un défi stratégique important et un risque potentiel de pays industrialisés comme l'Allemagne.

Occurrence mondiale, promotion et traitement - le rôle dominant de la Chine

Bien que les terres rares ne soient pas extrêmement rares, comme déjà mentionné, les concentrations économiquement dégradables ne peuvent être trouvées que dans relativement peu d'endroits dans le monde. Les plus grandes réserves connues sont situées en Chine, ce qui devrait avoir environ 44 millions de tonnes d'oxydes de terres rares (SEO). D'autres réserves importantes sont situées au Vietnam (environ 22 millions de T), au Brésil et en Russie (environ 21 millions T), en Inde (environ 6,9 millions T), en Australie (environ 4 millions T) et aux États-Unis (environ 1,8 million de T). Le Groenland a également des événements importants.

La Chine joue un rôle de premier plan dans la production de mines mondiales depuis des décennies. En 2021, la part de la Chine du financement des mines mondiales était d'environ 61 à 64% et pour 2023, elle a été estimée à environ 70%. Les États-Unis, le Myanmar et l'Australie sont d'autres producteurs importants, mais avec des parts de marché nettement inférieures. Historiquement, les États-Unis ont été le plus grand sponsor jusqu'à la fin des années 1980 avant que la Chine ne développe massivement sa production du tournant du millénaire et ne commence à dominer le marché.

La domination de la Chine dans le domaine du raffinage et du traitement ultérieur des terres rares est encore plus prononcée. Ici, la Chine contrôle environ 90% des capacités mondiales. Cela signifie que même des concentrés rares qui sont démantelés dans d'autres pays (par exemple aux États-Unis ou en Australie), doivent souvent être transportés en Chine pour la séparation et la finition. Cette étape - la séparation du lac chimiquement très similaire les unes des autres et des éléments d'accompagnement - est technologiquement exigeante et à forte intensité de capital.

La suprématie de la Chine est non seulement due à une riche occurrence géologique, mais est le résultat d'une stratégie industrielle à long terme. Dans le passé, cela comprenait souvent l'acceptation des normes environnementales inférieures et l'utilisation des subventions de l'État afin d'obtenir et de maintenir une position dominante. En conséquence, la production dans les pays occidentaux est souvent devenue non rentable et les mines et les usines de transformation ont été fermées. Ces dernières années, la Chine a consolidé son industrie SE, ses quotas d'exportation et ses tarifs (historiquement et potentiellement également à l'avenir) en tant qu'instruments de contrôle et s'est de plus en plus concentré sur la production de produits de qualité supérieure et sa valeur supplémentaire dans leur propre pays. Une étape significative a été l'interdiction des technologies d'exportation pour traiter moins fréquemment pour les aimants à la fin de 2023, ce qui a encore cimenté la dépendance technologique.

Une autre différenciation importante concerne les terres rares de lumière (lsee) et sévères (HSEE). Bien que les LSE tels que Lanthan et CER se produisent relativement fréquemment et également décomposés en dehors de la Chine, l'offre de certains HSEER critiques, qui sont essentielles pour les applications à haute performance telles que les aimants permanents (par exemple le dyprosium, le terbium), dépend presque entièrement de la Chine et du Myanmar voisin. Cette dépendance spécifique de la HSEE, qui se produit souvent dans les pierres de radsorption ionique, dont la rupture est particulièrement problématique, représente un point névralgique dans la chaîne d'approvisionnement mondiale.

Production et réserves mondiales de mines moins fréquemment (basées sur des données pour 2021/2022)

Production et réserves mondiales de mines moins souvent de la Terre (basée sur des données pour 2021/2022) - Image: Xpert.Digital

Remarque: Selon la source et l'année d'enquête, les chiffres peuvent varier légèrement. SEO = oxydes de terres rares. Les informations de réserve de la Chine fluctue fortement dans les sources.

La production mondiale minière est moins susceptible d'être dominée par la Chine, qui en 2021, avec 168 000 tonnes de référencement, a émis environ 61 à 64% du financement mondial. Les États-Unis sont en deuxième place avec 43 000 tonnes (15,5 à 16% de part de marché), suivis du Myanmar avec 26 000 tonnes (9,4-7,5%) et de l'Australie avec 22 000 tonnes (8,0-5,9%). La Thaïlande a produit 8 000 tonnes (2,9% de part de marché). En 2021, le Vietnam avait une faible production d'environ 360 tonnes, selon Dera, les USG donnant des valeurs plus élevées. D'autres pays comme le Brésil, la Russie et l'Inde ont actuellement peu de production. La production mondiale globale était d'environ 270 000 à 280 000 tonnes.

Les réserves montrent une image différente: la Chine compte environ 44 millions de tonnes de référencement (36,7-63% des réserves mondiales), le Vietnam plus de 22 millions de tonnes (18,3%), le Brésil et la Russie chacun de plus de 21 millions de tonnes (17,5% chacun). L'Inde compte 6,9 ​​millions de tonnes (5,8%), l'Australie 4 millions de tonnes (3,3%) et les États-Unis 1,8 million de tonnes (1,5%). Le Groenland compte 1,5 million de tonnes de réserves (1,3%), mais ne produit actuellement pas. Les réserves totales mondiales sont estimées à 120 à 166 millions de tonnes de référencement.

Analyse de la dépendance à l'importation de l'Allemagne et de l'UE de la Chine

La domination de la Chine dans la chaîne maritime mondiale conduit à une dépendance à l'importation prononcée à l'égard de l'Allemagne et de toute l'Union européenne. Les données actuelles de l'Office fédéral statistique montrent que l'Allemagne a importé environ 3 400 tonnes de terres rares directement de Chine en 2024, ce qui correspondait à 65,5% de l'ensemble des importations de mer allemande. Pour l'UE dans son ensemble, la proportion d'importations directes en provenance de Chine en 2024 était de 46,3% (6 000 tonnes), suivie de la Russie avec 28,4% et de la Malaisie avec 19,9%.

La dépendance à des terres rares spécifiques nécessaires aux aimants à haute performance, telles que le néodyme, le praseodyme et le samarium, est particulièrement critique. Ceux-ci ont également été importés presque complètement de Chine en 2024. La situation est similaire avec les produits qui ont déjà été traités. Par exemple, 84% des métaux des terres rares importés selon l'Allemagne et environ 85 à 94% des aimants NDFEB de Chine, qui sont produits dans le monde entier et importés en Allemagne.

Cette dépendance a des implications économiques importantes. On estime qu'en 2022, environ 22% de la valeur brute ajoutée du commerce de traitement en Allemagne (correspondant à 161 milliards d'euros) à partir de la disponibilité de terres rares. Les industries particulièrement touchées sont d'autres constructions de véhicules (67% de la valeur ajoutée sur la mer), la construction de véhicules à moteur (65%) et la production de produits électroniques et optiques (55%).

Il est important de noter que l'enregistrement statistique de l'origine des terres rares peut potentiellement sous-estimer la dépendance réelle à l'égard de la Chine. Si seul le dernier pays d'expédition est enregistré, d'autres emplacements de traitement dans les pays tiers peuvent masquer la provenance chinoise d'origine du lac Lake Roh. Par exemple, l'Autriche et l'Estonie agissent comme un processeur d'importations allemandes, et la Malaisie est un fournisseur important pour l'UE. Cependant, comme la Chine domine le raffinage mondial, il est très probable qu'une grande partie des matières premières traitées dans ces pays provient à l'origine de la Chine. Les statistiques d'importation officielles peuvent donc ne pas représenter la pleine profondeur de l'entrelacement avec des sources chinoises.

Dépendance à l'importation de l'Allemagne et de l'UE de la Chine pour des terres rares et des produits traités sélectionnés (basé sur des données pour 2023/2024)

Dépendance d'importation à l'égard de l'Allemagne et de l'UE de Chine pour des terres rares et des produits traités sélectionnés (basé sur des données pour 2023/2024) - Image: Xpert.Digital

Remarque: Les chiffres sont basés sur les dernières données disponibles, généralement pour 2023/2024. Les pourcentages exacts peuvent varier légèrement en fonction de la source de données et de la méthodologie d'enquête.

L'Allemagne et l'Union européenne ont une dépendance d'importation importante de la Chine dans les terres rares et les produits transformés, comme l'illustrent les données actuelles de 2023 et 2024. Dans les terres rares, l'Allemagne reçoit 65,5% de ses matières premières et oxydes de Chine, tandis que l'UE est un peu moins dépendante à 46,3%. Les autres pays de livraison importants de l'Allemagne sont l'Autriche avec 23,2% et l'Estonie avec 5,6%. L'UE diversifie davantage et obtient 28,4% supplémentaires de la Russie et 19,9% de la Malaisie.

La dépendance à l'égard des produits spécialisés est particulièrement critique. Neodymm, Prasyodym et Samarium, qui sont essentiels pour la production d'aimants, proviennent presque complètement de la Chine. Dans le cas de métaux des terres rares traitées, la part de la part de l'Allemagne en provenance de Chine se situe entre 82 et 84%. La situation des aimants permanents NDFEB est également dramatique, la fois, l'Allemagne et l'UE passant à 84 à 94% de leurs importations en provenance de Chine. Le Japon est la seule alternative remarquable ici et couvre environ dix pour cent de la production mondiale.

La dépendance atteint son pic dans de graves terres rares, car l'UE importe des cent pour cent de ses éléments de terres rares de graves transformées telles que le dyprosium et le terbium en provenance de Chine. Même avec de légères terres rares telles que CER, néodyme et praseodym, 69% des importations de l'UE proviennent de la Chine.

Risques économiques et géopolitiques de dépendance

La concentration élevée de la chaîne d'approvisionnement maritime sur la Chine abrite des risques économiques et géopolitiques importants pour l'Allemagne et l'UE. Dans le passé, la Chine a utilisé à plusieurs reprises sa position dominante pour influencer les prix et utiliser les livraisons comme moyen politique de pression.

Un exemple bien connu est l'exécution des exportations de mer vers le Japon en 2010 au cours d'un différend territorial. Les développements récents, tels que l'introduction de contrôles d'exportation pour certains métaux et aimants du lac par la Chine en avril 2025, ont une fois de plus montré la vulnérabilité des industries occidentales. Ces mesures ont conduit à des augmentations de prix importantes sur le marché mondial en dehors de l'oxyde de dyprosium chinois coût jusqu'à 300 $ par kilogramme et ont menacé de provoquer des arrêts de production dans l'industrie automobile allemande dans les quatre à six semaines, car l'inventaire a été rapide.

Ces interruptions de livraison ou augmentations de prix drastiques mettent en danger la compétitivité des industries clés allemandes, en particulier dans les domaines de l'électromobilité, des énergies renouvelables et de la haute technologie, et peuvent entraver massivement la réalisation des objectifs ambitieux de l'énergie et de la transition du trafic ainsi que de la numérisation. La dépendance est multidimensionnelle: elle affecte non seulement l'extraction des matières premières, mais aussi plus critique le raffinage et la production de produits intermédiaires tels que les aimants permanents. Même si ROH-See provenant d'autres sources était disponible, les capacités de traitement nécessaires en dehors de la Chine sont souvent manquantes afin de les convertir en métaux ou alliages de haute pureté requis. Cela signifie qu'une diversification de la production de mines à elle seule ne dissout pas la dépendance centrale dans la partie médiane de la chaîne de valeur. L'établissement de vos propres capacités européennes de raffinerie et de traitement est donc un goulot d'étranglement tout aussi critique que l'acquisition de matières premières elle-même.

Implications écologiques et sociales de l'acquisition et du traitement de la mer mondiale

L'extraction et le traitement des terres rares sont associées à des problèmes écologiques et sociaux considérables, qui sont souvent concentrés dans les pays minières et de production. La dégradation conduit souvent à une dégradation massive de l'environnement, notamment l'érosion du sol, la contamination des ressources en eau par l'utilisation de produits chimiques (par exemple les acides, la lave) et les métaux lourds, la pollution de l'air par la poussière et les gaz toxiques ainsi que la destruction du poivron naturel et de la perte de biodiversité. La consommation d'eau et d'énergie est également très élevée dans ces processus.

Un problème particulier est la présence fréquente d'éléments qui accompagnent radioactifs tels que le thorium et l'uranium dans les dépôts en mer. Lors de la préparation, il existe des quantités considérables d'estimations de résidus sont générées dans la production d'une tonne de lac, environ 2 000 tonnes de morts-terrains et de traitement des résidus, dont jusqu'à 1,4 tonne de déchets radio-actifs. Le stockage inapproprié de ces résidus, comme dans le cas de l'énorme lac des résidus du Bayan-Obo-Mine en Chine, entraîne une contamination à long terme des étages et des eaux souterraines.

Les effets sociaux dans les régions minières sont également graves. Cela comprend des risques importants pour la santé pour les travailleurs et la population locale, par exemple par l'exposition à la poussière (pneumoconiose à Baotou) ou en contact avec des substances toxiques. Souvent, il y a des déplacements des communautés, des conflits de pays et la violation des droits de l'homme. La corruption et le manque de précautions de sécurité sont particulièrement courants dans les pays à faible norme environnementale et sociale.

Dans le passé, la Chine a accepté des normes environnementales plus faibles pour obtenir sa domination du marché et a souvent toléré les problèmes associés. Récemment, il y a des signes selon lesquels la Chine essaie d'externaliser les parties de production les plus stressantes pour les pays les plus stressants dans les pays voisins comme le Myanmar. Cette relocalisation des coûts écologiques et sociaux a réduit les coûts de production des industries occidentales à court terme, mais a conduit à un dilemmata éthique à long terme et à l'externalisation des coûts réels de la production maritime. Une stratégie d'approvisionnement durable pour l'Allemagne et l'Europe doit prendre en compte ces aspects et internaliser ces aspects au lieu de ne déplacer que les problèmes géographiquement. L'élaboration et la mise en œuvre de ses propres capacités européennes d'extraction et de traitement doivent donc être observées conformément aux normes environnementales et sociales les plus élevées, ce qui à son tour influence la rentabilité de ces projets.

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Approches de recherche et développement pour réduire la dépendance

Compte tenu de la dépendance critique à l'égard des terres rares et des risques associés, les efforts intensifs de recherche et de développement (F&E) sont essentiels pour trouver des solutions alternatives et renforcer la sécurité des soins en Allemagne et en Europe à long terme. Les activités F&E se concentrent essentiellement sur trois domaines: la substitution et l'augmentation de l'efficacité, du recyclage et de l'économie circulaire ainsi que sur le développement et l'extraction durable de nouvelles sources de matières premières primaires et secondaires.

Substitution et efficacité

La substitution des terres rares par d'autres matériaux ou l'utilisation de technologies qui se portent sans lac est une approche de recherche centrale. Dans le même temps, les efforts pour utiliser une utilisation plus efficace de la mer pour réduire les besoins spécifiques par unité d'application.

Matériaux de remplacement pour les aimants

Les aimants permanents, en particulier les aimants NDFEB, sont l'une des principales applications du lac et un goulot d'étranglement critique. La recherche se concentre sur plusieurs classes de matériel alternatif:

• Maignants nitrides en fer (FEN): ceux-ci sont considérés comme une alternative prometteuse sans mer. La société américaine Niron Magnetics anime la commercialisation des aimants FEN et construit une installation de production au Minnesota, aux États-Unis, soutenue par le financement du gouvernement. Aux États-Unis, ARPA-E promeut également les projets de recherche sur les aimants FEN.
• MANGANESS MANGANESS: Les alliages tels que les enchères de manganèse (MNBI) et l'aluminium de manganèse (MNAL) sont examinés de manière intensive. Les Ames Laboratory aux États-Unis ont développé des aimants MNBI, qui présentent de bonnes propriétés, en particulier à des températures élevées et sont déjà testées dans des moteurs en coopération avec des partenaires industriels. En Europe, il existe également des activités de recherche sur le MNBI, par exemple dans les instituts autrichiens et allemands qui se concentrent sur les procédures de synthèse optimisées telles que la porte à pression haute (HPT) et la lueur thermomagnétique.
• Alloys à haute interruption (HEA): Cette classe de matériaux est également examinée pour son potentiel d'applications magnétiques, mais est souvent encore à une étape de recherche antérieure.
• «Magnets d'écart»: l'objectif est de développer des aimants qui comblent les performances et l'écart de coût entre les aimants de ferrite bon marché et les aimants de lacs à haute performance. MNBI est considéré ici comme un candidat.

Le développement d'aimants sans mer est une course mondiale. Aux États-Unis, les étapes concrètes vers la production et la commercialisation des pilotes sont déjà entreprises, en particulier pour les aimants FEN et MNBI, l'Europe doit intensifier ses efforts afin de ne pas se retrouver sur le plan technologique ici et d'éviter une nouvelle dépendance, cette fois par les États-Unis pour les technologies magnétiques sans mer.

Matériaux de remplacement pour les catalyseurs

Cer, un lac léger, joue un rôle important dans les catalyseurs à trois voies (TWC) pour les automobiles pour le nettoyage des gaz d'échappement. La recherche dans ce domaine se concentre moins sur le remplacement complet du CER, car il est l'un des lacs les plus fréquents et les plus chers, mais plutôt sur la réduction des métaux du groupe de platine plus coûteux et plus critiques (PGM) tels que le platine, le palladium et le rhodium.

• Les approches comprennent le développement de catalyseurs à base de cuivre, ce qui peut réduire considérablement la part de PGM.
• La recherche sur l'optimisation des nanoparticules de céroxyde vise à augmenter leur efficacité dans les catalyseurs et à réduire ainsi potentiellement l'utilisation de matériaux.
• Le tu darmstadt recherche la dépendance à l'oxygène du fluorescent cérame, qui peut également être pertinent pour la compréhension de la chimie céramique dans les catalyseurs.

Dans le domaine des catalyseurs automobiles, le principal moteur de la recherche sur la substitution est moins la disponibilité en céramique que les coûts et les critiques du PGM. La substitution du CER elle-même a tendance à être moins mise au point ici que, par exemple, le remplacement du lac lourd dans les aimants.

Matériaux de remplacement pour les matériaux fluorescents

Europium, terbium et yttrium sont cruciaux pour la qualité et l'efficacité des couleurs des LED et des affichages. La recherche est à la recherche d'alternatives sans mer:

• Points quantiques (QD): les nanocristaux à demi-lame (par exemple sur la base du cadmium, de l'indium, du perrovskit ou du cuivre-indium-sulfure) peuvent émettre légèrement dans des couleurs spécifiques et sont examinés comme une alternative prometteuse aux phosphores marines dans les écrans et l'éclairage. Cependant, les défis sont la toxicité de certains matériaux QD (en particulier contenant le cadmium), leur stabilité à long terme dans des conditions de fonctionnement et les coûts de la production de masse.
• Luminosité organique (OLED): Ce sont déjà une technologie sans mer établie pour les affichages, mais ici, la recherche en matière de matériaux a été trop continue pour améliorer l'efficacité, la durée de vie et les coûts.
• Nouveaux matériaux de phosphore: Il y a des recherches sur de nouveaux phosphores inorganiques qui se débrouillent sans lac ou réduisent la proportion de mers critiques. Souvent, cependant, il s'agit davantage d'une optimisation des systèmes existants (par exemple en essayant avec des éléments moins critiques ou une amélioration de l'efficacité quantique) qu'un remplacement complet.

Bien qu'il y ait des progrès dans des matériaux d'éclairage alternatifs tels que les QD, l'élimination complète des phosphores en mer, en particulier dans les applications qui nécessitent la qualité et l'efficacité les plus élevées, est un défi majeur. La tendance est souvent plus susceptible d'augmenter l'efficacité et la réduction de la part du lac que d'effectuer un remplacement avec des matériaux complètement nouveaux.

Réduction des besoins en mer par l'efficacité des matériaux et les changements de conception

En plus de la substitution, la réduction de l'exigence en mer spécifique par application est un levier important.

• Les instituts de Fraunhofer ont développé des technologies dans le cadre du projet principal «Critique des terres rares» afin de réduire considérablement le besoin de néodyme et de dysprosium dans les aimants permanents grâce à des processus de fabrication optimisés (par exemple, la production finale de contrainte de contour pour éviter les matériaux), les matériaux magnétiques alternatifs et le recyclage convivial de conception de moteurs électriques-potentiellement électriques pour une cinquième valeur aujourd'hui.
• Les optimisations constructives des entraînements électriques, tels que l'amélioration du refroidissement, peuvent réduire la température de fonctionnement et ainsi réduire le besoin d'éléments stabilisateurs à haute température tels que le dyprosium.
• En général, le développement de produits qui s'en sortent avec des matières premières moins critiques dès le départ est un aspect important de l'efficacité des ressources.

L'efficacité des matériaux et les innovations de conception représentent souvent des solutions plus pragmatiques et économiquement plus rapides que la substitution complète par des matériaux complètement nouveaux, dont le développement est long, coûteux et risqué. Cependant, ces améliorations progressives peuvent apporter une contribution significative à la réduction des critiques.

Recyclage et économie circulaire

Le recyclage des terres rares des anciens produits et des déchets de production est un autre pilier crucial pour réduire la dépendance aux importations et protéger les ressources primaires.

Les technologies de recyclage actuelles et leur économie

Diverses approches technologiques existent pour le recyclage de la mer, en particulier des aimants permanents (par exemple NDFEB) et des batteries: les batteries:

• Procédures hydrométallurgiques: Les métaux sont extraits sélectivement d'une solution, souvent après une exposition préalable aux matériaux avec des acides. Il s'agit d'une procédure établie dans la préparation du minerai et en principe applicable à de nombreuses compositions Mugnetzus.
• Processus pyrométallurgiques: les matériaux sont fondues à des températures élevées, par laquelle le lac peut être accumulé dans les laitiers. Ces procédures ne génèrent pas les eaux usées et ont potentiellement moins d'étapes de processus que les routes hydrométallurgiques.
• Extraction en phase gazeuse et procédures électrochimiques: ce sont d'autres approches pour se séparer et la récupération de la mer.
• Brassing d'hydrogène (traitement de l'hydrogène de la ferraille magnétique, HPMS): Dans cette procédure, l'hydrogène magnétique NDFEB est exposé, ce qui entraîne son laiton et sa désintégration en poudre. Cette poudre peut ensuite être utilisée directement pour la production de nouveaux aimants (recyclage des matériaux) ou pour une préparation chimique supplémentaire.

Cependant, l'économie du recyclage de la mer est souvent encore un grand obstacle. Cela dépend fortement des prix actuels du lac primaire, de la concentration des éléments précieux (en particulier du lac lourd comme le dysprosium) dans le courant des déchets et les coûts des processus collectifs, de démontage et de préparation. Dans de nombreux anciens produits, comme les smartphones, les quantités de lac construites sont si faibles que le recyclage n'est souvent pas rentable. Les taux de recyclage de la mer en Europe sont donc encore dans la plage de pourcentage à faible chiffre ou moins.

Les principaux problèmes sont:

• Taux de collecte petits et inefficaces: de nombreux produits contenant de la mer n'accumulent pas dans les flux de recyclage officiels.
• Démontage complexe: Les composants de la mer sont souvent fermement intégrés dans les produits et difficiles d'accès. Le démontage manuel est le temps et le coût.
• Éléments de matériaux hétérogènes: La composition de la ferraille électronique et d'autres fractions de déchets est très différente, ce qui rend difficile le développement de processus de recyclage standardisés.
• Exigences de pureté élevée: pour réutiliser les applications à haute performance, le lac recyclé doit souvent avoir des niveaux de pureté très élevés, ce qui rend la préparation plus coûteuse.

L'économie du recyclage du lac est confrontée à un problème de Henne-Egg: des volumes à faible collecte et des processus technologiquement complexes, pas encore entièrement matures, le recyclage coûte cher, ce qui inhibe à son tour les investissements dans des systèmes plus grands et des recherches plus approfondies. Sans effets d'échelle, les percées technologiques dans l'automatisation du démontage et de la séparation ainsi que le cadre réglementaire de soutien (par exemple, les taux recyclés de liaison, les exigences pour le recyclage de la conception des produits - «Conception pour le recyclage»), la création d'une industrie du recyclage de la mer complète et économiquement durable reste un défi majeur.

Progrès et défis dans la construction d'une infrastructure de recyclage européenne

Malgré les défis, il y a des progrès visibles dans la construction d'une infrastructure de recyclage européenne pour le lac. Dans le cadre de la Critical Nive Materials Act (CRMA), l'UE a formulé l'objectif ambitieux de couvrir au moins 25% du besoin annuel de matières premières stratégiques en recyclant d'ici 2030.

Plusieurs usines pilotes et les premières initiatives commerciales ont été créées en Europe ou sont prévues:

• Heraeus Remloy (Bitterfeld, Allemagne): En mai 2024, le plus grand centre de recyclage d'Europe pour les aimants nationaux rares. Le système a une capacité de traitement initiale de 600 tonnes d'ancien aimant par an, ce qui peut être augmenté jusqu'à 1 200 tonnes à moyen terme. La technologie utilisée vise à réduire les émissions de CO2 de 80% par rapport à l'extraction primaire.
• Carester / Caremag (LACQ, France): Planification de la construction d'un grand système à l'échelle de raffinage et de recyclage à partir de See, qui devrait entrer en service à la fin de 2026. Le traitement de 2000 tonnes d'anciens aimants et 5000 tonnes de concentré de mer primaire par an est planifié, avec une mise au point sur l'extraction de la lumière et du lourde lac Le projet a été classé comme un projet stratégique par la Commission de l'UE.
• Mkango Resources / HYPROMAG: développé des systèmes de recyclage en Grande-Bretagne (via Hypromag Ltd) et planifie un système à Pullawy, en Pologne (via Mkango Polska), qui a également été reconnu comme un projet stratégique de l'UE. Ces projets utilisent souvent le processus HPMS.
• Life Inspiree (Italie): un projet financé par l'UE qui vise à retrouver jusqu'à 700 tonnes de lac (néodyme, palladium, dysprosium) à partir d'aimants de ferraille électronique à l'échelle industrielle. À long terme (jusqu'en 2040), une capacité de plus de 20 000 tonnes par an est recherchée.

Ces initiatives montrent que des efforts sont faits à la fois aux niveaux de recherche et industriel pour établir l'économie circulaire de la mer en Europe. Cependant, la construction d'une infrastructure européenne de recyclage européenne de REE complète et économiquement durable est un processus long. Il nécessite des investissements considérables et continus dans le développement technologique, les systèmes collectifs et logistiques ainsi que la surmonter des défis de mise à l'échelle des usines pilotes (souvent TRL 6-7) pour compléter les applications industrielles. Dans ce contexte, les taux recyclés ciblés par l'UE doivent être considérés comme très ambitieux.

Projets de recherche allemands et européens et leurs résultats / potentiels (à partir de 2024/2025)

Le paysage de recherche en Allemagne et en Europe est très actif dans le domaine du recyclage et de la substitution de la mer, soutenus par des institutions de recherche et soutenus par des programmes de soutien nationaux et européens.

• Fraunhofer-Gesellschaft: Divers instituts apportent des contributions importantes.
  • Le Fraunhofer Institute for Property Circuit and Resource Strategy (IWKS) est un leader dans le développement des technologies de recyclage pour les aimants NDFEB. Utilisez des projets tels que FunMag (recyclage des aimants pour la mobilité électronique) et Recyper (fabrication de types magnétiques définis à partir de vieux flux magnétiques mixtes) et optimiser des processus tels que le briefing d'hydrogène (HPMS). Le recyclage des aimants des éoliennes est également au centre de la recherche.
  • Le Fraunhofer Institute for Interface and Bio-Process Technology (IGB) recherche des processus biotechnologiques pour la récupération de See.
  • Le projet de ligne directrice de Fraunhofer achevé «la critique des terres rares» a mis en place une base importante pour la substitution, l'augmentation de l'efficacité et le recyclage.
• Communauté Helmholtz:
  • Le Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology (HIF) sur le HZDR est également très actif. Le projet Biokollekt développe des méthodes biotechnologiques (par exemple avec des peptides) pour l'extraction sélective des métaux, y compris le lac, à partir de flux de tissus complexes tels que la ferraille électronique. Dans le projet Renare (qui fait partie du projet de guidage H2Giga), le recyclage des matières premières critiques, y compris le lac, des électrolysers, est examinée en utilisant des méthodes innovantes de flottation et d'extraction liquide-particules liquides.
• Projets financés par l'UE:
  • Susmagpro (achevé en novembre 2023) a été un projet pionnier pour mettre en place une chaîne d'approvisionnement européenne de recyclage pour les aimants du lac. Il a réussi à démontrer la production et l'utilisation d'aimants recyclés dans les haut-parleurs et les moteurs électriques.
  • Reesilience (Runtime jusqu'en 2026) s'appuie sur les résultats de Susmagpro et vise à développer une chaîne d'approvisionnement européenne résistante pour les aimants du lac, y compris en développant des outils logiciels pour optimiser les matériaux secondaires et amélioré la fabrication des alliages et les technologies de préparation de poudre.
  • Greene et Harmony sont de nouveaux projets de l'UE qui ont commencé en 2024. Greene se concentre sur la réduction du contenu du lac dans les aimants grâce à une refonte de microstructure innovante. Harmony vise à établir un circuit de recyclage pilote pour les aimants permanents à partir de diverses applications (éoliennes, moteurs électriques, ferraille électronique).
  • D'autres projets pertinents sont la rémanence (achevée, la récupération des aimants NDFEB), les secrets (extraction de la mer à partir de phosphate rocher dans la production d'engrais) et le projet achevé Eurar, qui a jeté les fondations d'une industrie du lac européenne et évalué l'occurrence européenne.
• Autres acteurs: L'éco-institut crée régulièrement des études et élabore des plans de stratégie pour la gestion durable des ressources à partir de voir, le recyclage jouant un rôle central.

Le paysage de recherche en Allemagne et en Europe est dynamique et traite de l'ensemble de la chaîne de valeur de la substitution au recyclage aux méthodes d'extraction alternatives. Un développement clair de la recherche fondamentale aux projets pilotes orientés vers l'application et aux premières approches commerciales est reconnaissable. Le réseau d'excellentes institutions de recherche avec l'industrie et le soutien ciblé des programmes nationaux et européens sont des moteurs décisifs. Cependant, le plus grand défi demeure le transfert réussi des résultats de la recherche dans la vaste application industrielle et la mise à l'échelle des processus économiquement durables (surmonter la «vallée de la mort» pour les innovations). La démonstration de la faisabilité technique à un niveau pertinent (niveaux de préparation à la technologie élevée, TRL) est tout aussi important que le développement de modèles commerciaux durables.

Développement et extraction durable de nouvelles sources

En plus de la substitution et du recyclage, le développement de nouvelles sources primaires et secondaires de matières premières est un élément important pour diversifier l'approvisionnement en mer.

Potentiel des dépôts de lacs européens

L'Europe a des dépôts de mer géologiquement significatifs mais à peine utilisés.

• Suède: L'entrepôt via Geijer près de Kiruna, qui est exploré par la société minière d'État LKAB, est considéré comme la plus grande occurrence connue de plus d'un million de tonnes d'oxydes de terres rares. LKAB prévoit de commencer le démantèlement à partir de 2027, par lequel la pleine capacité de production ne devrait être atteinte qu'après 10 à 15 ans de délai. En plus du fer et du phosphate, le minerai par Geijer contient environ 0,2% de lac. Une autre occurrence suédoise importante est Norra Kärr, qui est particulièrement riche dans le lac lourd.
• Norvège: Le complexe de carbonate FEN dans le sud de la Norvège est négocié comme le plus grand dépôt de lacs en Europe. Les estimations supposent 8,8 millions de tonnes de lac au total, dont environ 1,5 million de tonnes de lac magnétique pertinent. La Rare Earths Norway (Ren) Company explore la région et considère une rupture comme réaliste à partir de 2030, ce qui pourrait potentiellement couvrir 10% des besoins européens.
• Finlande: La mine de phosphate Sokli en Laponie contient également un potentiel d'extraction de la mer en tant que steward.
• Groenland: l'occurrence telle que Kvanefjeld, Kringlerne et Sarfartoq disposent de ressources en mer importantes. Cependant, le développement est associé à des défis majeurs, notamment des coûts élevés d'infrastructure, des conditions climatiques extrêmes, une pénurie de travailleurs qualifiés et des procédures d'approbation complexes.
• Autre occurrence: il existe également des occurrences plus petites ou moins bien apparentes en Allemagne (par exemple, cigogne en Saxe, qui est considérée comme non rentable et le toner bavarois avec de faibles concentrations), la Grèce et l'Espagne.

Cependant, le développement de ces événements européens est associé à des obstacles considérables. Cela comprend les coûts d'investissement et d'exploitation souvent élevés par rapport aux producteurs établis tels que la Chine, des processus d'approbation longs et complexes (souvent 10 à 15 ans), des exigences environnementales strictes (en particulier dans le traitement des matériaux d'accompagnement radioactifs tels que le thorium et l'uranium) et la nécessité d'accepter les projets miniers. Bien que ces événements puissent contribuer à la diversification à long terme, ils ne sont pas une solution à court terme à la dépendance actuelle. Une stratégie de pont basée sur le recyclage, la substitution et la diversification des sources d'importation existantes est donc essentielle.

Évaluation des dépôts de mer européens sélectionnés, économie, aspects environnementaux, calendrier

Évaluation des dépôts de mer européens sélectionnés, économie, aspects environnementaux, image de calendrier: xpert.digital

L'évaluation des dépôts européens sélectionnés pour les terres rares montre différents stands de développement et potentiel. Le dépôt suédois de Geijer / Kiruna est exploité par l'État LKAB et est en phase d'exploration avec une approbation demandée. Avec des ressources estimées de plus d'un million de tonnes de référencement et une proportion plus élevée de terres rares légères, le démantèlement pourrait commencer à partir de 2027, par lequel la production complète ne serait réalisée qu'après 10-15 ans. L'économicité est potentiellement donnée en tant qu'enfant et phosphate, mais nécessite des investissements considérables. Il y a des défis avec les compagnons radioactifs, la consommation spatiale et l'acceptation de la population Sami.

Le complexe norvégien de carbonate FEN est développé par des terres rares Norvèges et est en exploration avancée. Avec 8,8 millions de tonnes de ressources estimées, dont 1,5 million de tonnes d'aimant du lac, pourraient être réduites par rapport à 2030, ce qui pourrait couvrir dix pour cent des exigences de l'UE. L'évaluation de la rentabilité est toujours en cours, des investissements importants sont nécessaires. Les aspects environnementaux concernent la radioactivité par le thorium et la compatibilité environnementale du démantèlement et de la préparation.

Le projet suédois Norra Kärr de Tasman Metals est riche en terres rares difficiles et est dans le processus d'approbation. En tant que projet à long terme avec un horaire incertain, l'économie des prix HSEE et de la technologie de préparation dépend. Les exigences environnementales et les conflits d'utilisation des terres représentent d'autres défis.

Le dépôt finlandais SKLI du groupe minéral finlandais offre un potentiel de mer avec des dépôts LSEE importants comme mine de phosphate. L'économie dépend du marché du phosphate et de la technologie d'extraction de la mer comme une option à long terme pour les produits. L'intégration dans l'exploitation minière existante et la gestion des déchets sont des aspects centraux.

Le gisement de Grönland Kvanefjeld, anciennement de GGG et maintenant des minéraux de transition énergétique, a une très grande occurrence d'une terre à la fois plus facile et difficile. Cependant, le projet est politiquement bloqué par un moratoire car les sujets d'uranium sont problématiques. Les coûts de développement élevés, le manque d'infrastructures, la radioactivité à travers l'uranium ainsi que l'environnement, l'impact social et les problèmes juridiques indigènes rendent le développement à long terme incertain.

Recherche sur des méthodes d'extraction alternatives

Parallèlement à l'exploration des dépôts conventionnels, il est recherché intensivement sur des alternatives pour obtenir la mer à partir de sources secondaires et en utilisant de nouvelles méthodes.

• Les déchets industriels comme source de matières premières (mines urbaines / industrielles):
  • Cendres de charbon (vol): aux États-Unis, des concentrations importantes de lac sévère ont été identifiées dans les cendres de charbon du bassin de la rivière Powder. En Grande-Bretagne, un projet financé par Innovate UK (Mormair and Materials Processing Institute, octobre 2024-août 2025) se déroule pour la récupération du néodyme, du praseodyme et du scandium à partir de flugash de carbone au moyen d'une combinaison de réacteurs en boucle chimique et de chloration carbo à l'échelle des pilotes. L'extraction de la frugage du carbone avec des liquides ioniques est également examinée.
  • Boues rouges (BuildingXitrest): En tant que producteur de production d'aluminium, les boues rouges tombent en grande quantité et contient également le lac (en particulier CER, Lanthan, Neodym, Scandium). Le projet de l'UE conclu Redmud s'est concentré sur le recyclage complet des restes de sexe de construction, y compris l'extraction du lac. Cependant, les concentrations sont souvent faibles et l'extraction est complexe.
  • Phosphorgips (production d'engrais): Les secrets du projet de l'UE ont réussi à démontrer les procédures d'extraction de See (ND, PR, DY) à partir des flux de processus de production d'engrais phosphate à l'échelle pilote. Cette approche est particulièrement durable car elle est basée sur des matériaux déjà cassés et ne génère pas de nouveaux déchets miniers.
• Processus biotechnologiques:
  • Biolaching et biominéralisation: l'utilisation de micro-organismes spécifiques (bactéries, champignons) ou de leurs produits métaboliques (par exemple les acides organiques, les enzymes, les peptides) pour une solution sélective (biolaachage) ou la liaison (biosorption, biominéralisation) de métaux provenant de mineurs ou de débitages de déchets est une zone de recherche provente. Le Helmholtz Institute Freiberg (HIF) dans le HZDR (Biokollekt Project), par exemple, travaille à l'utilisation de peptides pour la liaison sélective de la mer. Au LMU Munich, l'utilisation de bactéries dépendantes de lanthanides pour l'extraction de la mer de la mer à partir des déchets industriels et de l'eau minière est recherchée, le solv de tige bactérienne montrant des résultats prometteurs. La bioline des déchets magnétiques est également examinée.
  • Phytomining: Les plantes sont utilisées qui enrichissent les métaux du sol. Les métaux peuvent ensuite être obtenus en récoltant et en frottant la biomasse végétale. Cependant, cette procédure est encore dans un état de recherche très précoce, et l'économie n'a pas encore été prouvée pour la mer.
• Maturité technologique (TRL): Beaucoup de ces méthodes d'extraction alternatives sont encore en première recherche ou phases pilotes (TRL 3-6). L'évolutivité des normes industrielles et de la compétitivité économique ne sont souvent pas encore données et nécessitent d'autres travaux de recherche et développement intensifs.

Le développement de sources maritimes alternatives à partir de flux de déchets et l'utilisation de processus biotechnologiques est très prometteur en ce qui concerne la durabilité et potentiellement moins de pollution environnementale par rapport à l'exploitation primaire. Ces approches pourraient apporter une contribution importante à l'économie circulaire et réduire la dépendance aux matières premières nouvellement extraites. Cependant, la voie vers la maturité industrielle et l'économie de ces technologies est encore large et nécessite des investissements considérables et à long terme dans la recherche, le développement et la mise à l'échelle. Ils représentent donc des options à moyen à long terme.

Développement de processus de séparation et de raffinage plus respectueux de l'environnement

La séparation conventionnelle de la mer, principalement en utilisant l'extraction du solvant, est un processus à forte intensité d'énergie qui a de grandes quantités de produits chimiques (S.URS, solvants organiques) et génère de l'environnement. Par conséquent, la recherche sur des procédures de séparation plus respectueuses de l'environnement et plus efficaces est d'une grande importance, non seulement pour les matières premières primaires, mais aussi pour le recyclage.

• Liquides ioniques (ILS) et solvants eutiques profonds (DES): ceux-ci sont recherchés de manière intensive sous forme d'alternatives de solvant «vertes». Ils sont caractérisés par une faible pression de vapeur, non -flammabilité et souvent une sélectivité souvent élevée pour certains métaux. La recherche à ce sujet a lieu à l'Université de Rostock. En 2023/2024, une édition spéciale du Journal Minerals a été consacrée à ce sujet avec une forte participation européenne.
• Défis et TRL: Malgré des résultats de laboratoire prometteurs, les coûts de l'ILS / DES, leur stabilité à long terme dans des conditions de processus, la récupération efficace des solvants eux-mêmes et l'évolutivité des processus sont encore des défis majeurs. Beaucoup de ces approches sont toujours en laboratoire ou au mieux de l'échelle pilote (TRL souvent <6). Bien que la recherche ait été recherchée de manière intensive depuis des années, il n'y a pas eu de percées commerciales importantes dans l'industrie du lac jusqu'à présent.

Le développement d'un nouveau processus de séparation plus respectueux de l'environnement et rentable est une clé cruciale pour améliorer considérablement l'équilibre écologique de l'ensemble de la chaîne de valeur de la mer (à la fois à partir de sources primaires et secondaires). Il s'agit d'un domaine central pour les innovations technologiques qui ne permettrait qu'à un approvisionnement en mer européen vraiment durable. Sans progrès dans la technologie de séparation, la construction d'une chaîne de valeur européenne indépendante reste difficile, même si des matières premières primaires ou secondaires étaient disponibles.

Progrès et statut TRL des technologies de recyclage et de substitution sélectionnées par le lac en Europe / Allemagne (à partir de 2024/2025)

Progrès et statut TRL des technologies de recyclage et de substitution sélectionnées par le lac en Europe / Allemagne (à partir de 2024/2025) - Image: Xpert.Digital

TRL (niveau de préparation à la technologie): 1-3 recherche fondamentale, 4-6 validation / démonstration dans l'environnement en laboratoire / pertinent, 7-9 Prototype / Démonstration du système dans l'environnement opérationnel, application commerciale.

Le paysage de recherche européen et allemand montre des progrès significatifs dans les technologies de recyclage et de substitution des terres rares, avec différentes approches pour avoir différents degrés de maturité. Dans le domaine de la substitution de l'aimant, les aimants en fer-nitride avec une technologie prête à la technologie se développent de 6 à 8 ans, en particulier aux États-Unis par Niron Magnetics, tandis que la recherche de l'UE est représentée moins bien en vue. Cette technologie vise des applications dans les moteurs électriques et les générateurs, mais fait face à des défis dans la mise à l'échelle, les coûts et la comparaison des performances avec les aimants NDFEB conventionnels.

Les aimants de mangan-bismuth sont situés avec un TRL de 4-7 dans une phase de développement antérieure, avec des institutions allemandes et autrichiennes telles que le Tu Bergakademie Freiberg et l'Université Montan de Leoben. Les principaux domaines d'application sont les moteurs industriels et les «aimants de l'espace», tandis que la synthèse de phases pures, la stabilité thermique et la mise à l'échelle représentent les défis centraux.

Dans le cas de substances fluorescentes, les points quantiques ont déjà atteint un niveau élevé de maturité de 7-9 dans les applications d'affichage, avec la participation de diverses entreprises et instituts de recherche tels que Fraunhofer. Malgré des applications prometteuses dans les affichages, les LED et les cellules solaires, il y a des défis concernant la toxicité, la stabilité et l'efficacité par rapport aux phosphores de mer. Les LED organiques ont déjà atteint la maturité du marché avec un TRL et sont présentes en tant qu'industrie établie dans les écrans et l'éclairage, mais continuent de se battre avec des problèmes de vie avec les LED bleus ainsi que des problèmes de coût et d'efficacité.

Le recyclage des aimants NDFEB montre diverses approches prometteuses. Le cutain d'hydrogène combiné au recyclage des matériaux a atteint un TRL de 7-8, avec des institutions allemandes telles que les Dunhofer IWKS avec des partenaires internationaux et des projets de l'UE tels que Hypromag et Susmagpro / Reesilience. Cette technologie permet une réutilisation directe des nouveaux aimants, mais fait face à des défis dans la qualité des aimants recyclés, de la collection, du démontage et de l'économie.

Les procédures hydrométallurgiques avec un TRL de 4-7 sont développées par Fraunhofer, le Tu Bergakademie Freiberg et des sociétés telles que Carester et visent à récupérer le recherche et les métaux purs. La complexité des processus, l'utilisation de produits chimiques, les coûts et les problèmes de sélectivité restent des défis centraux. Les approches pyrométallurgiques sont toujours en phase de recherche avec un TRL de 4-6 et se battent avec l'intensité énergétique, les éventuels problèmes de perte de mer et de pureté.

Des processus biologiques innovants tels que la biolioaching et la biosorption sont recherchés avec un TRL de 3-5 par des institutions telles que HZDR, le LMU Munich et l'IGB Fraunhofer pour la ferraille électrique et les déchets industriels. Les défis résident dans la sélectivité, la cinétique, la robustesse des micro-organismes et la mise à l'échelle économique.

Les méthodes d'extraction alternatives montrent également un potentiel. L'extraction du flugash en carbone avec un TRL 4-6 est principalement poursuivie dans les projets américains et britanniques, tandis que l'extraction de phosphate reste de production d'engrais dans le projet Secrets avec des partenaires tels que Yara et Reetec a réalisé un TRL de 6-7. Les deux approches se battent avec de faibles concentrations et des problèmes économiques.

Les technologies de séparation respectueuse de l'environnement utilisant des liquides ioniques et des solvants eutectiques profonds sont encore en phase de recherche précoce avec un TRL de 3-5, avec l'Université de Rostock et divers projets de l'UE impliqués. Les défis résident dans les coûts des solvants, leur stabilité, leur récupération et leur évolutivité pour l'application industrielle.

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Options stratégiques pour l'Allemagne pour l'indépendance à long terme

Afin de réduire la dépendance significative à l'égard des terres rares, en particulier de la Chine et d'assurer la sécurité à long terme de l'approvisionnement, l'Allemagne est disponible pour un certain nombre d'options stratégiques au niveau national et européen. Il s'agit notamment du cours politique, de la structure des chaînes de valeur résilientes, de l'intensification de la coopération internationale et du renforcement ciblé de votre propre leadership technologique.

Design politique national et européen

Le cadre politique est crucial pour initier et soutenir les transformations nécessaires de l'approvisionnement en matières premières.

Stratégie de matières premières allemande et stratégie nationale de gestion circulatoire (NKWS)

La stratégie de matières premières allemande, plus récemment mise à jour en 2020, vise à soutenir les entreprises dans une offre de matières premières sûre et durable. Les piliers de base sont la diversification des sources d'approvisionnement, la promotion du recyclage et de l'efficacité des matériaux, le renforcement de l'acquisition de matières premières nationales (si possible et sensée) ainsi que le soutien des entreprises allemandes en concurrence internationale. L'importance de la recherche et du développement en tant que substitution et processus de recyclage plus efficaces est particulièrement soulignée pour les matières premières critiques telles que la mer.

La stratégie nationale commerciale circulatoire (NKWS) adoptée par le gouvernement fédéral en décembre 2024 établit ici d'importants accents complémentaires. Incluez leurs objectifs centraux avec pertinence pour le lac:

• Réduction de la consommation primaire de matières premières: à long terme, la consommation par habitant des matières premières primaires en Allemagne devrait être considérablement réduite.
• Clôture des circuits de tissu: la proportion de matières premières secondaires dans l'utilisation du matériau doit être augmentée de manière significative; L'UE vise un doublement d'ici 2030, un objectif que le NKWS reprend.
• Renforcement de l'indépendance des matières premières: l'objectif est explicitement poursuivi 25% de la nécessité de matières premières stratégiques telles que les terres rares ou le lithium d'ici 2030 par recyclage, qui est en harmonie avec la loi sur les matières premières critiques de l'UE.

Cependant, la mise en œuvre précédente de ces stratégies a été considérée de manière critique. Les experts critiquent un écart entre les objectifs formulés et la mise en œuvre réelle, en particulier en ce qui concerne la fourniture de fonds suffisants, l'accélération des procédures d'approbation pour les projets intérieurs et le manque de volonté d'investir dans l'investissement de l'industrie tant que les prix du marché mondial pour le lac sont relativement bas. Un manque de pensée stratégique et de mesures concrètes et contraignantes sont critiquées. Le NKWS est une approche plus récente ici, dont l'efficacité doit encore prouver. Il existe un conflit évident d'objectifs entre la disposition stratégique à long terme et les considérations économiques à court terme, qui doivent être surmontées par le contrôle politique.

Loi sur les matières premières critiques de l'UE (CRMA)

La Loi sur les matières premières critiques de l'UE (CRMA), qui est entrée en vigueur en mai 2024, forme le cadre juridique d'Europe central pour renforcer la sécurité de l'offre des matières premières critiques et stratégiques. Ses destinations principales pour 2030 sont ambitieuses:

• Au moins 10% des exigences annuelles de l'UE des matières premières stratégiques devraient provenir du financement domestique.
• Au moins 40% doivent être traités dans l'UE.
• Au moins 25% doivent être couverts par le recyclage dans l'UE.
• La dépendance à l'égard d'un seul pays tiers pour une matière première stratégique doit être limitée à un maximum de 65%.

Un cœur du CRMA est la désignation et la promotion de projets stratégiques ainsi appelés. Ceux-ci peuvent bénéficier de procédures d'approbation accélérées (un maximum de 27 mois pour les projets miniers, 15 mois pour les projets de traitement et de recyclage) et un soutien financier. En mars 2025, une première liste de 47 de ces projets a été publiée qui affectent les ressources de la batterie, mais comprennent également des projets dans le domaine de la Terre moins fréquente (par exemple, le projet Kiruna Mines en Suède et les initiatives de recyclage telles que le projet Pullawy en Pologne). Les points de contact nationaux pour ces projets doivent être nommés pour la mise en œuvre en Allemagne (date limite jusqu'en février 2025), par lequel le ministère fédéral de l'économie et de la protection du climat (BMWK) et de l'Agence allemande de matières premières (DERA) jouent un rôle de coordination.

L'évaluation du CRMA est mitigée. D'une part, la loi est considérée comme une étape importante et nécessaire pour lutter contre la dépendance aux matières premières. D'un autre côté, il y a des doutes sur la réalisation technique et écologique des objectifs ambitieux, en particulier pour les terres rares, dans le délai. Les temps d'approbation souvent très longs pour les projets miniers (10-15 ans) contrastent avec les délais ciblés dans le CRMA. En outre, la résistance de la population civile pourrait ralentir la mise en œuvre contre de nouveaux projets d'exploitation minière ou de traitement en Europe. Le succès du CRMA dépendra de manière décisive de la mise en œuvre cohérente des États membres, de la mobilisation d'investissements privés considérables et de la dissolution des conflits d'objectif, par exemple entre les permis rapides et les normes environnementales élevées.

Programmes de financement et initiatives

Pour soutenir les objectifs stratégiques, il existe un large éventail de programmes de financement au niveau allemand et européen:

• Allemagne: Le BMWK et le ministère fédéral de l'Éducation et de la recherche (BMBF) proposent divers programmes qui traitent de la recherche, du développement et de l'innovation dans le domaine des matières premières critiques, de l'efficacité des ressources et de l'économie circulaire. Cela comprend le Fonds de matières premières nouvellement présenté, le programme (renforcer la dynamique de transformation et le départ dans les zones et aux emplacements de la centrale électrique au charbon) et les prêts financiers non liés (garanties UFK) pour garantir des projets étrangers.
• UE: Des programmes tels que Horizont Europe, Inveu et Life offrent des options de financement pour la recherche, l'innovation et la mise en œuvre des technologies dans le domaine de la substitution, du recyclage et de l'extraction durable. Le fonds d'innovation peut fournir des fonds pour les capacités de recyclage.
• Initiatives: L'European Nive Materials Alliance (ERMA) joue un rôle important dans l'identification et la promotion des projets d'investissement tout au long de la chaîne de valeur de la mer en Europe. Erma a formulé l'objectif que 20% des besoins européens d'aimants en mer provenant de la production appartenant à l'UE pourraient être couverts par 2030, pour lesquels des investissements d'environ 1,7 milliard d'euros ont été identifiés. Les programmes d'efficacité des ressources tels que les progrès en Allemagne contribuent également à la sensibilisation et à l'initiation des mesures.

Bien qu'il existe un grand nombre d'instruments de financement, leur coordination efficace, leur accessibilité, en particulier pour les petites et moyennes entreprises (PME) et les ressources financières suffisantes par rapport à la taille du défi, sont décisives pour leur efficacité. Une fragmentation du paysage de financement et des obstacles bureaucratiques pourrait réduire l'effet prévu et retarder la structure rapide des capacités de toute urgence.

Aperçu de l'UE et des stratégies politiques allemandes et des programmes de financement pertinents pour les terres rares (sélection)

Aperçu de l'UE et des stratégies politiques allemandes et des programmes de financement pertinents pour les terres rares (sélection) - Image: Xpert.Digital

L'Union européenne et l'Allemagne ont développé diverses stratégies politiques et programmes de soutien qui sont particulièrement pertinentes pour les terres rares. La Loi sur les matières premières critiques de l'UE (CRMA) de l'Union européenne vise à gagner dix pour cent des matières premières requises par l'auto-financement d'ici 2030, à traiter 40% et à couvrir 25% par recyclage, par lequel la dépendance à un seul pays tiers doit être limitée à un maximum de 65%. Les projets stratégiques sont financés dans les domaines du démantèlement, du traitement et du recyclage ainsi que la recherche et l'innovation.

La stratégie de matières premières allemande du gouvernement fédéral, sous la direction du BMWK, se concentre sur la diversification, le recyclage et l'extraction domestique où une recherche et un développement de la recherche et du développement. Les mesures de diversification, de recherche et de développement pour le recyclage et la substitution ainsi que l'examen du potentiel intérieur sont soutenues. La stratégie commerciale du circuit national de BMUV et BMWK vise à couvrir 25% de la nécessité de matières premières stratégiques en recyclant et en réduisant la consommation de matières premières primaires. Le développement des capacités de recyclage, la conception du recyclage et de la recherche et le développement des technologies de recyclage sont financés.

Le Fonds allemand des matières premières de BMWK et KFW devrait contribuer à la sécurité des matières premières et réduire les dépendances en promouvant des projets pour l'extraction, le traitement et le recyclage des matières premières critiques et stratégiques au pays et à l'étranger. Le programme de financement BMWK soutient la transformation des régions du charbon et favorise la production et la récupération des matières premières critiques pour les composants clés.

Au niveau européen, Horizont Europe renforce les fondements scientifiques et technologiques et favorise l'innovation, en particulier la recherche et l'innovation pour la substitution, le recyclage, l'extraction durable et les nouveaux matériaux. L'European Nive Materials Alliance (ERMA) des matières premières de l'EIT et de l'UE travaille sur la création de chaînes de valeur de l'UE résilientes pour les matières premières et identifie et soutient les projets d'investissement dans la rupture, la transformation et le recyclage des terres rares. Le programme allemand PME innovant: l'efficacité des ressources et l'économie circulaire du BMBF renforce la recherche et le développement dans les petites et moyennes entreprises et favorise la disposition et l'utilisation efficaces des matières premières critiques, des processus de recyclage innovants et des produits circulaires.

Construction de chaînes de valeur résilientes en Allemagne et en Europe

La structure de vos propres chaînes de valeurs résistantes pour les terres rares en Europe est un élément central pour réduire la dépendance à l'égard de la Chine. Cela nécessite des efforts à tous les niveaux, de l'extraction de matières premières au traitement à la production de produits finaux et au recyclage.

Opportunités et défis dans le renforcement des capacités de traitement et de raffinerie domestiques

Un goulot d'étranglement critique dans le paysage maritime européen actuel est le manque de capacité significative de séparation du lac brut dans les oxydes individuels de haute pureté et pour la production métallique ultérieure. Même si l'Europe gagnait de plus en plus de matières premières primaires ou secondaires, ils devraient souvent être exportés vers la Chine pour un traitement ultérieur, ce qui ne ferait que changer la dépendance.

• Nécessité: l'établissement de systèmes de séparation européens et de huttes métalliques est essentiel pour atteindre une réelle profondeur de valeur et une autonomie stratégique.
• Exemples d'approches: En Estonie, les performances NEO exploitent déjà des matériaux (Silket) Un système de séparation, qui, cependant, reposait sur des concentrations importées. En France, il existe des plans pour une installation à La Rochelle et le projet CareMag à LACQ vise à traiter et à recycler intégrés. Il existe également des initiatives en Pologne (Pullawy Project).
• Économie: La structure de ces systèmes est extrêmement en capital. Les coûts d'investissement sont élevés et les producteurs européens devraient rivaliser avec les entreprises chinoises établies et souvent subventionnées par l'État. Des contrats d'acceptation à long terme et un prix stable seraient nécessaires pour encourager les investissements.
• Obstacles technologiques: un savoir-faire spécifique est nécessaire pour les processus de séparation complexes. De plus, des procédures respectueuses de l'environnement et économe en énergie doivent être développées et mises à l'échelle afin de respecter les normes environnementales européennes élevées.
• LSEE contre HSEE: Une attention particulière nécessite le développement de capacités de traitement pour le lac lourd (HSEER), car la dépendance à l'égard de la Chine (y compris le traitement des matières premières du Myanmar) est de près de 100% et ces éléments pour les aimants à haute performance sont essentiels.

La création d'une chaîne de création européenne de valeur européenne de la mer est un projet générationnel qui peut difficilement être réalisé sans financement étatique massif, obligations politiques à long terme et coopération étroite entre les acteurs publics et privés. Un seul accent sur le démantèlement domestique, sans le développement parallèle de la transformation, de la fabrication des métaux et des capacités de production magnétique, ne résoudrait pas fondamentalement la dépendance stratégique.

«Conception pour le recyclage» comme stratégie à long terme

Une autre stratégie importante à long terme est la conception de produits qui contiennent des terres rares au sens de l'économie circulaire («conception pour le recyclage», DFR).

• Objectifs: Les produits doivent être construits de telle manière que les composants contenant de la mer (par exemple les aimants dans les moteurs électriques) peuvent facilement être identifiés, démontés et utilisés pour une variété de recyclage à la fin de la vie du produit. Cela augmenterait considérablement l'efficacité et l'économie du recyclage.
• Instruments: L'introduction de produits de produits numériques contenant des informations détaillées sur la composition des matériaux et les instructions de démontage est considérée comme un instrument important pour créer la transparence nécessaire pour un recyclage efficace. Les efforts standard sont également pertinents ici.
• Défis: La mise en œuvre des principes DFR est complexe, en particulier dans les chaînes d'approvisionnement mondialisées avec une large gamme de fabricants et de conceptions de produits. Le développement et l'application des normes contraignantes sont un défi majeur.

La «conception du recyclage» est une stratégie essentielle mais naturellement très à long terme. Leur effet complet sur la disponibilité des matières premières secondaires ne se développera que lorsque les produits conçus selon les principes du DFR atteignent aujourd'hui la fin de leur cycle de vie en 10, 15 ans ou plus. À court terme, le DFR ne peut pas résoudre les problèmes d'approvisionnement actuels, mais est essentiel pour le développement d'une économie circulaire durable et résiliente pour la mer à l'avenir.

Collaborations internationales et diversification

Étant donné qu'une autosuffisance complète en terres rares pour l'Allemagne et l'Europe n'est pas réaliste à court et moyen terme, la coopération internationale et la diversification des sources d'approvisionnement jouent un rôle central dans chaque stratégie de résilience.

Évaluation du potentiel et de la durabilité des partenariats de matières premières

L'Allemagne et l'UE intensifient leurs efforts pour étendre et étendre les partenariats de matières premières avec différents pays dans le monde.

• Pays diplômés et concentrer les matières premières:
  • Chili: Focus sur le lithium et le cuivre, mais aussi le potentiel pour d'autres minéraux. En janvier 2023 et juin 2024, la coopération a été confirmée, en mettant l'accent sur le démantèlement durable et les échanges scientifiques.
  • Mongolie: partenariat Depuis 2011, partenariat stratégique depuis février 2024. Soutien de l'Université mongolique des matières premières et technologies mongoliques allemandes.
  • Australie: Coopération énergétique et matières premières depuis 2017, ce qui a mis l'accent sur la protection du climat et les minéraux critiques. Étude «Australie-A-allemand Critical Minerals Supply Chains Study» pour l'identification du potentiel de création de valeur.
  • Canada: partenariat stratégique dans le domaine des matières premières critiques.
  • Autres partenaires: Kazakhstan, Ukraine, Groenland, ainsi que divers africains (par exemple la Namibie, Sambie, Dr Congo) et les pays d'Amérique du Sud (par exemple l'Argentine) sont au centre de l'UE pour les partenariats de matières premières.
• Objectifs des partenariats: en plus de la diversification des sources de livraison, il s'agit également de soutenir les pays partenaires dans l'extraction durable des matières premières, de promouvoir la création de valeur sur place (par exemple en renforçant les capacités de traitement supplémentaires) et en établissant des normes élevées, sociales et de gouvernance (ESG).
• Défis et risques: la mise en œuvre de ces partenariats est complexe. Il est important d'assurer la conformité aux normes ESG et d'éviter le greenwashing. De nombreux pays partenaires potentiels sont politiquement instables ou ont des déficits au sein du gouvernement. Il existe également une forte concurrence, en particulier avec la Chine, pour accéder aux matières premières et à l'influence dans ces pays. Le problème de base de la résilience ne résout pas complètement une pure relocalisation d'un acteur dominant (Chine) à plusieurs acteurs, qui est également potentiellement instable ou influencé par la Chine. Une sélection très minutieuse des partenaires et une conception intelligente des accords qui créent des avantages réels pour les deux parties («gagnant-gagnant») et pas seulement pour poursuivre des intérêts unilatéraux.

Implications géopolitiques et stabilité à long terme

L'offre de matières premières critiques telles que les terres rares est depuis longtemps devenue un champ central des affrontements géopolitiques.

• Instrumentalisation des livraisons de matières premières: le risque que les livraisons de matières premières soient utilisées comme moyen politique de pression dans les conflits internationaux est réel et a déjà conduit à des défauts de marché considérables dans le passé.
• La nécessité d'une stratégie européenne cohérente: compte tenu de cette dimension géopolitique, une politique de matières premières purement économiquement ou technologique n'est pas suffisante. Un cohérent de la politique européenne du commerce extérieur, de la sécurité et du développement est nécessaire à des aspects de matières premières intégrés. La sécurisation de l'approvisionnement en mer est donc inextricablement liée au renforcement de la souveraineté européenne et à la conception de relations internationales résilientes. Cela nécessite une coordination étroite au sein de l'UE et avec des partenaires internationaux similaires.

Renforcer le leadership technologique

Le développement et l'application de ses propres technologies avancées dans le domaine de la substitution, du recyclage et de l'extraction durable des terres rares offrent à l'Allemagne la possibilité de réduire sa dépendance et en même temps ouvrir un nouveau potentiel économique.

Le potentiel d'innovation de l'Allemagne dans la substitution, le recyclage et l'extraction durable

L'Allemagne a un paysage de recherche solide et large dans le domaine de la science des matériaux, de la chimie et de la technologie des processus, à la fois dans les universités et dans les institutions de recherche non universitaires (par exemple Fraunhofer-Gesellschaft, Helmholtz Community, Leibniz Community) et dans l'industrie.

• Champs d'amidon: comme détaillé dans la section III, il existe des approches de recherche prometteuses en Allemagne et en Europe pour le développement d'aimants sans mer, des catalyseurs plus efficaces et des processus de recyclage fluorescents et innovants (par exemple HPMS, des approches hydrométallurgiques et biotechnologiques) et pour l'extraction de la mer à partir de sources alternatives.
• Défeur TRANSFERT La technologie: un défi central consiste à convertir les excellents résultats de recherche plus rapidement et plus efficacement en applications industrielles et en produits commercialisables (recherche de transfert). Il y a souvent un écart entre les projets de recherche / pilote de base et la mise à l'échelle commerciale.
• Concurrence mondiale: l'Allemagne et l'Europe sont en concurrence mondiale intensive pour le leadership technologique, en particulier avec les États-Unis et la Chine, qui investissent également massivement dans ces domaines. Afin de pouvoir exister ici, une promotion ciblée et substantielle des technologies clés, le développement de usines pilotes et la création de marchés clés pour les produits durables et innovants.

Effets économiques de la passage aux technologies sans ree pour les industries clés

Le passage aux technologies qui ont besoin de moins ou pas de terres rares ont des effets économiques complexes:

• Évaluation des coûts-avantages: à court terme, la substitution de la mer peut être associée à des coûts plus élevés ou à des pertes de performances potentielles pour certaines applications. À long terme, cependant, en évitant le lac coûteux et volatile, réduisant les risques de la chaîne d'approvisionnement et le développement de nouveaux marchés pour des produits innovants peut entraîner des avantages économiques importants.
• Exigence d'investissement et d'adaptation: l'industrie allemande, en particulier dans les secteurs clés de la construction automobile, des énergies renouvelables et de l'électronique, est confrontée à des investissements et à l'adaptation considérables pour changer leurs processus de production et leurs produits en armes de mer ou en alternatives sans. Cela affecte non seulement les produits finaux, mais l'ensemble des chaînes d'approvisionnement.
• Les opportunités de «premier déménagement»: les entreprises allemandes qui comptent très tôt sur les technologies innovantes, durables et critiques indépendantes des matières premières peuvent obtenir des avantages concurrentiels en tant que «premier déménageur» et ouvrir de nouveaux marchés prometteurs. Cependant, cela nécessite des risques pour les risques et une orientation stratégique à long terme.

Le passage à des technologies sans re-sans ou efficaces est donc non seulement une question de sécurité de l'offre, mais aussi un cours stratégique pour la compétitivité future de l'industrie allemande sur les marchés futurs mondiaux.

Synthèse et recommandations pour l'action pour l'Allemagne

L'analyse du problème de la terre rare a illustré la profonde dépendance de l'Allemagne et de l'Europe à l'égard des chaînes d'approvisionnement mondiales, en particulier chinoises, et les risques économiques et géopolitiques associés. Dans le même temps, des approches de recherche prometteuses et des options stratégiques sont montrées afin de réduire cette dépendance et d'augmenter la sécurité de l'offre à long terme. Cependant, atteindre une plus grande indépendance est une entreprise complexe qui nécessite une stratégie cohérente et une action cohérente de la politique et de l'industrie.

Évaluation des risques, des opportunités et des conflits d'objectifs

L'offre de terres rares est d'une importance stratégique exceptionnelle pour l'Allemagne, car ces matières premières sont indispensables pour les technologies clés de la transition énergétique, de la numérisation et des branches importantes de l'industrie telles que la construction automobile. La structure actuelle de l'offre mondiale, dominée par la Chine dans la promotion et en particulier, comporte des risques considérables en raison de la volatilité des prix, des goulots d'étranglement de livraison et de l'instrumentalisation potentielle de l'offre de matières premières à des fins géopolitiques. Ces risques sont encore exacerbés par la demande mondiale croissante.

Les chances de réduire cette dépendance sont une approche multi-track:

• Substitution et efficacité: Recherche sur les matériaux de remplacement et les technologies sans mer, en particulier pour les aimants, ainsi que l'augmentation de l'efficacité des matériaux offrent un potentiel pour réduire les besoins en mer spécifiques à moyen à long terme.
• Recyclage et économie circulaire: l'établissement d'une infrastructure de recyclage européenne peut apporter une contribution significative à l'offre de matières premières secondaires, mais est confrontée à des défis technologiques et économiques.
• Diversification et sources intérieures: le développement de nouvelles sources internationales d'approvisionnement via des partenariats de matières premières et l'utilisation potentielle des occurrences européennes peuvent élargir la base de livraison, mais sont associées à vos propres risques et à vos longs délais.

Lorsque vous poursuivez ces opportunités, des objectifs contradictoires se produisent inévitablement:

• L'économicité par rapport à la sécurité des pensions: les investissements dans les technologies d'extraction, de transformation ou de recyclage avancées intérieures sont souvent plus coûteuses que l'importation de sources établies et peu coûteuses, en particulier tant que les prix du marché mondial sont bas. L'optimisation des coûts à court terme est en conflit avec la résilience stratégique à long terme.
• Protection de l'environnement contre le démantèlement / traitement local: l'extraction et le traitement de See sont à forte intensité environnementale. La conformité aux normes environnementales élevées en Europe augmente les projets et peut entraîner des problèmes d'acceptation parmi la population, tandis que le déménagement dans les pays ayant des normes plus faibles est éthiquement discutable.
• Vitesse vs. Originaire: le besoin urgent de sécurité de l'offre nécessite des solutions rapides, tout en créant des chaînes de valeur durables et respectueuses de l'environnement ainsi que le développement de nouvelles technologies.

La réalisation de l'indépendance dans les terres rares n'est pas un objectif singulier, mais doit être considérée dans le contexte plus large d'autres impératifs stratégiques tels que la neutralité climatique, le maintien de la compétitivité économique et le maintien de la responsabilité mondiale de la durabilité. Cela nécessite un examen attentif des priorités et de la volonté d'accepter les coûts à court terme pour les avantages stratégiques à long terme.

Concrete, Recommandations prioritaires pour l'action pour la politique et l'industrie

Afin d'améliorer durablement la sécurité de l'approvisionnement de l'Allemagne en terres rares et de réduire la dépendance à l'égard des fournisseurs individuels, une procédure coordonnée pour la politique et l'industrie est nécessaire. Les recommandations suivantes pour l'action sont prioritaires en fonction des catégories de temps:

Mesures à court terme (jusqu'à 2 ans)

Intensification de la surveillance des matières premières et de la détection des risques:

• Renforcement des capacités de l'agence de matières premières allemande (DERA) et du BMWK pour l'analyse continue des marchés de la mer mondiale, des risques de la chaîne d'approvisionnement (y compris des produits de référence et intermédiaires) et des développements géopolitiques.
• Construire un système d'alerte précoce pour les troubles de retraite potentiels.

Accélération des procédures d'approbation pour les projets stratégiques:

• Utilisation cohérente des procédures d'approbation accélérées prévues dans le CRMA de l'UE pour les projets de recyclage, de transformation et potentiellement d'extraction stratégiquement importants en Allemagne et en Europe.
• Établissement et équipement efficace des points de contact nationaux («guichets à guichet unique») selon le CRMA.

Construire des alliances stratégiques et une diversification des importations:

• Promotion active des coopérations d'entreprise pour l'achat conjoint d'un lac déjà sophistiqué ou des produits préliminaires critiques (par exemple, des aimants) à partir de sources diversifiées qui sont basées sur la valeur.
• Examen et éventuellement construire un stock stratégique lié à l'application pour un lac ou des composants particulièrement critiques en fait.

Promotion ciblée des projets pilotes et de démonstration:

• Fourniture du capital des risques et du financement pour la mise à l'échelle des approches de recherche allemandes et européennes prometteuses dans le domaine de la recyclage de voir (par exemple, le démontage automatisé, les technologies de séparation efficaces) et la substitution (par exemple, les aimants sans mer) sur une norme industrielle (TRL 6-8).

Mesures à moyen terme (2 à 7 ans)

Construction de systèmes commerciaux de recyclage et de traitement:

• Création d'incitations et réduction de la gale d'investissement pour le développement de premiers systèmes commerciaux pour recycler les produits contenant de la mer (en particulier les aimants, les batteries, la ferraille électronique) et pour le traitement des concentrés de lacs en Allemagne / Europe.
• Cela comprend la séparation de LSEE et HSEE ainsi que de la production de métaux.

Implémentation de «conception pour recyclage» et passes de produits numériques:

• Développement et introduction progressive des normes de liaison pour une conception de produits de recyclage pour les groupes de produits pertinents (par exemple les moteurs électriques, les appareils électroniques) au niveau de l'UE.
• L'établissement de laissez-passer de produits numériques qui fournissent des informations sur la composition des matériaux (y compris la teneur en mer) et la démantadabilité.

Expansion systématique et approfondissement des partenariats de matières premières:

• La conclusion et la mise en œuvre de partenariats de matières premières avec des pays sélectionnés qui ont des dépôts de mer. Concentrez-vous sur la conformité avec les normes ESG élevées, la promotion de la valeur ajoutée locale et la création de relations de livraison fiables.
• Soutenez les entreprises allemandes à la participation à des projets d'international et de traitement internationaux durables grâce à des instruments de financement du commerce extérieur (par exemple, les garanties UFK).

Examen et éventuellement promotion de l'acquisition primaire locale / européenne:

• Mise en œuvre d'une étude détaillée de faisabilité et d'impact environnemental pour les dépôts de mer européens les plus prometteurs (par exemple Kiruna, Fen).
• Avec un résultat positif et sous les exigences environnementales et sociales les plus strictes ainsi que d'assurer l'acceptation sociale: promotion ciblée des projets pilotes pour le développement et la préparation.

Investissements dans la formation et l'enseignement supérieur:

• Construction et promotion des cours et des programmes de formation qui qualifient les spécialistes de l'ensemble des géosciences de la chaîne de valeur de la mer pour traiter la technologie et les sciences matérielles aux experts recycl.

Mesures à long terme (7+ ans):

Établissement d'une solide économie circulaire européenne pour le lac:

• Création d'un marché fonctionnel pour un lac secondaire grâce à des infrastructures optimisées de collecte, de tri et de préparation, de taux d'utilisation de la recyclery de liaison (lorsqu'ils sont utiles) et de promotion de la demande de matériaux recyclés.

Funding F & E continu pour les innovations perturbatrices:

• Soutien à long terme pour les recherches de base et axées sur les applications sur le développement de la prochaine génération de matériaux de remplacement et des technologies entièrement sans mer pour des applications clés.

Création de marchés clés pour les produits durables:

• Utilisation des marchés publics et d'autres instruments pour la promotion de produits qui contiennent soit un lac durable / recyclé ou sont basés sur des alternatives sans mer et ont une efficacité des ressources élevées.

Une stratégie réussie pour réduire la dépendance à la mer nécessite un «mélange de stratégie» intelligent. Cela doit être des incitations à l'économie de marché (par exemple pour les investissements dans le recyclage et la substitution, les prix du CO2, qui favorisent indirectement l'efficacité des matériaux), les exigences réglementaires claires et fiables (par exemple, les quotas recyclés, les exigences écodéessines, les obligations de transparence) et le soutien de l'État direct (en particulier pour les F&A, les plantes pilotes et les projets stratégiques avec un risque élevé ou un long combinaison de combinaison amortification). Laissant la seule responsabilité à l'entreprise, comme cela est souvent pratiqué dans le passé, compte tenu de la structure du marché spécifique (Oligopolis, acteurs de l'État), les risques d'investissement élevés et la dimension géopolitique du problème du lac ne sont pas suffisantes pour provoquer la transformation nécessaire.

Vision à long terme des soins durables et résilients en Allemagne avec des matières premières critiques

La vision à long terme de l'Allemagne devrait viser non seulement de réduire considérablement la dépendance à l'égard des pays de livraison individuelle pour les terres rares, mais aussi de jouer un rôle pionnier dans le développement et l'application des matières premières durables et des modèles économiques circulaires. Cela signifie:

Chaînes d'approvisionnement diversifiées et résilientes

L'Allemagne tire des matières premières critiques à partir de diverses sources, avec des partenariats de matières premières jouant un rôle central au niveau des yeux et en conformité avec les normes de durabilité les plus élevées.

Solide valeur ajoutée européenne

Une proportion importante des besoins du lac et des produits fabriqués à partir de celui-ci (en particulier des aimants) sont obtenus, traités et recyclés en Europe, sur la base de technologies compétitives et respectueuses de l'environnement.

Leadership en matière d'innovation

Les entreprises allemandes et les institutions de recherche sont des leaders du développement et de la commercialisation des technologies de substitution, des processus de recyclage très efficaces et des conceptions de produits qui sauvent des ressources.

Économie circulaire établie

Les terres rares et autres matières premières critiques sont systématiquement gérées dans les circuits fermés, ce qui minimise le besoin de matières premières primaires et la pollution de l'environnement est réduite.

Prévoyance stratégique

L'Allemagne a des mécanismes pour la détection précoce des besoins en matières premières et des risques d'alimentation potentiels et peut adapter de manière flexible ses stratégies.

L'indépendance dans les terres rares n'est pas un état final statique, mais un processus continu de minimisation des risques, d'adaptation technologique et de positionnement stratégique dans un environnement mondial en évolution dynamique. La résilience à long terme nécessite donc non seulement des efforts d'un seul, mais aussi une priorité politique permanente, des investissements durables et la capacité de réagir à de nouveaux défis et opportunités en tant que système d'apprentissage. La façon dont il est exigeant, mais pour la viabilité future de l'emplacement industriel de l'Allemagne et la réalisation de ses objectifs écologiques et sociaux d'une importance cruciale.

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