Zeldzame aardes: China's grondstof dominantie met recycling, onderzoek en nieuwe mijnen uit de afhankelijkheid van grondstoffen?

Het strategische belang van zeldzame aarde voor Duitsland

De zeldzame aardes (meer) zijn een groep chemische elementen die, vanwege hun unieke fysische en chemische eigenschappen, een sleutelrol spelen in tal van moderne technologieën. Hun strategisch belang voor geïndustrialiseerde landen zoals Duitsland is de afgelopen decennia exponentieel gegroeid, vooral in de context van digitalisering, de energietransitie en veiligheidsrelevante toepassingen. De toenemende concentratie van wereldwijde toeleveringsketens, met name de dominantie van China, heeft echter aanzienlijke economische en geopolitieke risico's onthuld. Dit artikel analyseert het complexe probleem van zeldzame aardes vanuit een Duits perspectief, verlicht de afhankelijkheid van China, evalueert de huidige onderzoeks- en ontwikkelingsbenaderingen voor nieuwe oplossingen en schetst strategische kansen voor Duitsland om een ​​grotere onafhankelijkheid te bereiken in het aanbod van deze kritieke grondstoffen op de lange termijn.

Definitie, eigenschappen en classificatie minder vaak (meer)

The rare earths include a total of 17 metals of the period: the 15 Lanthanoids (Lanthan (La), Cer (CE), Praseodym (PR), Neodym (ND), Promethium (PM), Samarium (SM), Europium (EU), Gadolinium (GD), Terbium (TB), Dyprosium (DY), Holmium (HO), inheritance (He), Thulium (TM), Ytterbium (YB), Lutium (Lu)) evenals scandium (SC) en Yttrium (Y). Dit zijn metalen die worden verkregen uit ertsen. Hun speciale fysische en chemische eigenschappen, zoals hoge reactie (vooral met zuurstof), gemakkelijke ontvlambaarheid en specifieke magnetische en spectroscopische kenmerken, maken ze felbegeerde grondstoffen.

Een onderscheid wordt meestal gemaakt tussen lichte zeldzame aardes (LSEE), waaronder bijvoorbeeld lanthaan, cer, praseodym en neodym, en ernstige zeldzame aardes (hsee), zoals terbium en dyprosium. Dit onderscheid is relevant omdat LSEE veel vaker voorkomt in de meeste afzettingen dan HSEE.

De term "zeldzame aarde" is misleidend omdat deze elementen niet noodzakelijkerwijs zeldzaam zijn. Neodymm komt bijvoorbeeld vaker voor dan lood en thulium komt vaker voor dan goud of platina. Integendeel, de echte uitdaging en dus de 'zeldzaamheid' in de economische zin ligt in de lage concentratie waarin ze beschikbaar zijn in veel gebeurtenissen, en vooral in het extreem complexe en kostbare proces van hun scheiding en voorbereiding. Zeldzame aardes komen altijd voor in de natuur in de natuur en met andere mineralen; Hun isolatie vereist een verscheidenheid aan chemische stappen en specifieke knowhow. Deze technologische en economische hindernis, niet per se geologische beschikbaarheid, is de kern van het leveringsprobleem.

Hieronder is een overzichtstabel van de zeldzame aardes:

De 17 zeldzame aardes - eigenschappen en belangrijkste toepassingen

De 17 zeldzame aardes - eigenschappen en hoofdtoepassingen - Afbeelding: Xpert.Digital

De 17 zeldzame aardes omvatten zowel lichte als ernstige zeldzame datums met unieke eigenschappen en diverse toepassingen. Scandium (bestelnummer 21) is een lichtelement met hoge sterkte in legeringen en wordt gebruikt in stadionverlichting, brandstofcellen, X -Ray -technologie en lichtmetaallegeringen voor luchtvaart. Yttrium (39) is een van de zware zeldzame aardes en is belangrijk voor fluorescerende materialen en supergeleidende eigenschappen, daarom wordt het gebruikt in fosfor voor schermen, LED's, lasers, suprale ladders en keramiek.

Lanthan (57) is blij en vormt de basis van de lanthanoïden. Het wordt gebruikt in katalysatoren, batterijen, speciale glazen en vuurstenen. CER (58) is het meest voorkomende zeldzame aardmetaal en dient als een polijstmiddel met UV-absorptie in katalysatoren, glazen polish, UV-filters en zelfreinigende ovens. Praseodym (59) maakt sterke magneten mogelijk en genereert geel -groene kleurplaten in glas en keramiek, wat betekent dat het wordt gebruikt in permanente magneten, vliegtuigmotoren en speciale glazen.

Neodemen (60) is essentieel voor de sterkste permanente magneten en wordt gebruikt in NDFEB -magneten voor elektrische motoren, windturbines, harde schijven en luidsprekers. Promethium (61) is radioactief en het zeldzaamste natuurlijk voorkomende zeldzame aardmetaal, dat wordt gebruikt in fluorescerende, atomaire batterijen en meetinstrumenten. Samarium (62) is geschikt voor magneten bij hoge temperaturen en neutronenabsorptie in permanente magneten, belastingstaven van kernreactoren en katalysatoren.

Europium (63) is belangrijk voor rood en blauw fluorescerend in LED's, energiebesparende lampen en schermen. Gadolinium (64) toont een hoge neutronenabsorptie en paramagnetische eigenschappen, en daarom wordt het gebruikt als een contrastmedium in de MRI, in belastingstaven en supercorders. Terbium (65) is belangrijk voor groene fluorescerende en magnetostictie bij LED's, permanente magneten en sensoren.

Dyprosium (66) verhoogt de dwingende veldsterkte van magneten bij hoge temperaturen en wordt gebruikt in permanente magneten en lasers van hoge temperatuur. Holmium (67) heeft de sterkste bekende magnetische momenten en wordt gebruikt in medische en militaire lasers. Erbium (68) creëert roze kleurplaten en wordt gebruikt in glasvezelkabels, medische lasers en voor glaskleur.

Thulium (69) is de zeldzaamste stabiele lanthanoïde en dient als een X -Ray -bron in draagbare X -Ray -apparaten en lasers. Ytterbium (70) wordt gebruikt voor infraroodlaser en als een reductiemiddel in roestvrijstalen legeringen. Lutium (71) is het duurste zeldzame aardmetaal en wordt gebruikt in positronemissietomografie, petrochemische katalysatoren en experimenteel bij kankertherapie.

Belangrijkste toepassingen en groeiende relevantie voor toekomstige technologieën

Vanwege hun buitengewone eigenschappen zijn zeldzame aardes onmisbaar geworden in een breed scala van hoge technologische toepassingen en spelen ze een centrale rol in de technologische ontwikkeling en het concurrentievermogen van moderne economieën. Hun belang neemt toe met de voortgang van digitalisering en de wereldwijde energietransitie.

De belangrijkste toepassingsgebieden zijn onder meer:

• Permanente magneten: Neodym-ijzer-bor (NDFEB) magneten zijn de sterkst bekende permanente magneten en essentieel voor krachtige en compacte elektrische motoren in elektrische voertuigen, hybride auto's, e-bikes, robots en industriële planten. Ze zijn ook onmisbaar in generatoren van windturbines (vooral versnellingsperloze offshore -systemen), harde schijven, luidsprekers en hoofdtelefoons. Dyprosium en terbium worden vaak toegevoegd om de prestaties van deze magneten bij hoge temperaturen te handhaven.
• Katalysatoren: CER wordt gebruikt in automotive katalysatoren om schadelijke uitlaatgasemissies te verminderen. Lanthan en ander meer worden gebruikt in katalysatoren voor olieverfijning (vloeistofkatalytisch kraken) en andere chemische processen.
• Batterijen: Lanthan is een belangrijk onderdeel van nikkelmetaalhydride (NIMH) batterijen die worden gebruikt in hybride voertuigen en draagbare elektronica.
• Lankzinnige stoffen: europium (voor rood en blauw) en terbium (voor groen) zijn cruciaal voor de kleurkwaliteit en efficiëntie van licht -emitterende diodes (LED's), energiebesparende lampen, platte schermen (LCD, OLED) en andere display -technologieën. Yttrium wordt ook gebruikt in fluorescerend.
• Optica en laser: Lanthan verbetert de optische eigenschappen van speciale glazen voor cameralenzen, telescopen en verrekijker. De overerving wordt gebruikt in glasvezelkabels voor signaalversterking. Neodemen, Ytterbium, Holmium en Erbium zijn belangrijke componenten in verschillende lasertypen voor geneeskunde, industrie en communicatie.
• Andere hightech-toepassingen: dit omvat polijstmiddelen (ceroxide voor precisie-optiek en halfgeleiders), speciaal keramiek (YTTRIUM voor het verbeteren van resistentie tegen hoge temperatuur), medische beeldvorming (gadolinium als contrastmedium in MRT's), sensoren, suprale ladders, in de armen en ruimte-industrie (precisie-optiek, navigatiesystemen, navigatiesystemen, drone en rocketbesturing).

Voor Duitse belangrijke industrieën zoals de auto -industrie (vooral in de overgang naar elektromobiliteit), machine- en fabriekstechniek, hernieuwbare energiebronnen (met name windenergie) en de elektronica- en medische technologie -industrie, zijn zeldzame aarde van existentieel belang. De progressieve digitalisering en de ambitieuze doelen van de energietransitie leiden tot een voorspelling aanzienlijke toename van de wereldwijde behoeften in het meer in de komende jaren en decennia. De vraag naar meer voor permanente magneten kan bijvoorbeeld tegen 2050 tienvoudig zijn. De kritiek op vele zeldzamere aardes resultaten niet alleen uit potentiële knelpunten van de voorraad of de geografische productieconcentratie, maar ook door het ontbreken van directe en gelijkwaardige vervangers voor veel van hun hoogwaardige toepassingen. Hoewel onderzoek naar vervangingsmaterialen intensief wordt uitgevoerd, kan See in veel gebieden worden vervangen vanwege hun unieke elektronische en magnetische eigenschappen technologisch moeilijk of alleen met de acceptatie van prestatieverlies. Deze technologische "lock-in" -situatie maakt het afhankelijkheidsprobleem aan en onderstreept de urgentie om zowel leveringsbeveiliging te vergroten en alternatieve technologische oplossingen te ontwikkelen.

De kritieke afhankelijkheid van Duitsland van China in zeldzame aardes: nieuwe strategieën voor technologische soevereiniteit

Gezien het strategische belang van zeldzame aardes en de complexe uitdagingen in verband met hun beveiligingsbeveiliging, is een goed geaarde analyse van de huidige situatie en toekomstige opties voor Duitsland essentieel. Dit artikel streeft naar het doel om het probleemgebied van de zeldzame aardes volledig te onderzoeken, de specifieke afhankelijkheid van China te analyseren, de staat van onderzoek te presenteren met betrekking tot nieuwe oplossingen en op basis hiervan op basis hiervan om strategische kansen voor Duitsland te waarborgen om te zorgen voor langdurige en duurzame zorg met deze kritieke grondstoffen met deze kritieke grondstoffen en om zijn eigen technologische seksen te versterken.

Global Supply Landscape en de afhankelijkheid van Duitsland

De wereldwijde levering van zeldzame aardes wordt gekenmerkt door een uitzonderlijk hoge concentratie, zowel in het optreden als de promotie, en, en nog meer uitgesproken in verdere verwerking. Deze concentratie, vooral de dominantie van China, is een belangrijke strategische uitdaging en een potentieel risico voor geïndustrialiseerde landen zoals Duitsland.

Wereldwijd voorkomen, promotie en verwerking - de dominante rol van China

Hoewel zeldzame aardes niet uiterst zeldzaam zijn, zoals reeds vermeld, kunnen economisch afbreekbare concentraties alleen op relatief weinig plaatsen wereldwijd worden gevonden. De grootste bekende reserves bevinden zich in China, die naar schatting ongeveer 44 miljoen ton zeldzame aardoxiden (SEO) hebben. Andere belangrijke reserves bevinden zich in Vietnam (ongeveer 22 miljoen t), Brazilië en Rusland (ongeveer 21 miljoen t), India (ongeveer 6,9 miljoen t), Australië (ongeveer 4 miljoen t) en de VS (ongeveer 1,8 miljoen t). Groenland heeft ook aanzienlijke gebeurtenissen.

China speelt al tientallen jaren een leidende rol in de wereldwijde mijnproductie. In 2021 was het aandeel van China in de wereldwijde mijnbouwfinanciering ongeveer 61-64%en voor 2023 werd het geschat op ongeveer 70%. De VS, Myanmar en Australië zijn andere belangrijke producenten, maar met aanzienlijk lagere marktaandelen. Historisch gezien waren de Verenigde Staten de grootste sponsor tot het einde van de jaren tachtig voordat China de productie enorm breidde vanaf de beurt aan het millennium en de markt begonnen te domineren.

De dominantie van China op het gebied van raffinage en verdere verwerking van de zeldzame aardes is nog meer uitgesproken. Hier controleert China ongeveer 90% van de wereldwijde capaciteiten. Dit betekent dat zelfs zeldzame concentraten die worden ontmanteld in andere landen (bijvoorbeeld in de VS of Australië), vaak naar China moeten worden getransporteerd voor scheiding en afwerking. Deze stap - de scheiding van het chemisch zeer vergelijkbare meer van elkaar en van bijbehorende elementen - is technologisch veeleisend en kapitaalintensief.

De suprematie van China is niet alleen te wijten aan een rijk geologisch voorkomen, maar is het resultaat van een industriële strategie op lange termijn. In het verleden omvatte dit vaak de acceptatie van lagere milieunormen en het gebruik van staatssubsidies om een ​​dominante positie te verkrijgen en te behouden. Als gevolg hiervan werden de productie in westerse landen vaak onrendabel en waren mijnen en verwerkingsfabrieken gesloten. In de afgelopen jaren heeft China zijn SE -industrie, exportquota en tarieven (historisch en mogelijk ook in de toekomst) geconsolideerd als controle -instrumenten en zich in toenemende mate gericht op de productie van producten van hogere kwaliteit en toegevoegde waarde in hun eigen land. Een significante stap was het verbod op het exporteren van technologieën om minder vaak te verwerken voor magneten aan het einde van 2023, die de technologische afhankelijkheid verder bevestigden.

Een andere belangrijke differentiatie betreft het licht (LSEE) en ernstige (HSEE) zeldzame aardes. Hoewel LSEE zoals Lanthan en CER relatief vaak voorkomt en ook buiten China is afgebroken, is de levering van bepaalde kritische HSEER, die essentieel zijn voor toepassingen met hoge prestaties zoals permanente magneten (bijv. Dyprosium, terbium), bijna volledig afhankelijk van China en de naburige Myanmar. Deze specifieke afhankelijkheid van de HSEE, die vaak voorkomt in ionenradsorptiestenen, waarvan de afbraak bijzonder milieuvriendelijk is, vertegenwoordigt een neuralgisch punt in de wereldwijde supply chain.

Wereldwijde mijnproductie en reserveert minder vaak de aarde (gebaseerd op gegevens voor 2021/2022)

Wereldwijde mijnproductie en reserveert minder vaak aarde (gebaseerd op gegevens voor 2021/2022) - Afbeelding: xpert.Digital

Opmerking: afhankelijk van de bron en het jaar van de enquête kunnen de cijfers enigszins variëren. SEO = zeldzame aardoxiden. De reservegegevens voor China fluctueren sterk in de bronnen.

De wereldwijde mijnbouwproductie is minder kans om te worden gedomineerd door China, dat in 2021, met 168.000 ton SEO, ongeveer 61-64% van de wereldwijde financiering heeft uitgegeven. De Verenigde Staten staan ​​op de tweede plaats met 43.000 ton (15,5-16%marktaandeel), gevolgd door Myanmar met 26.000 ton (9,4-7,5%) en Australië met 22.000 ton (8,0-5,9%). Thailand produceerde 8.000 ton (2,9% marktaandeel). In 2021 had Vietnam een ​​lage productie van ongeveer 360 ton, volgens Dera, waarbij de USGS hogere waarden gaf. Andere landen zoals Brazilië, Rusland en India hebben momenteel weinig productie. De totale wereldwijde productie was ongeveer 270.000-280.000 ton.

De reserves tonen een ander beeld: China heeft naar schatting 44 miljoen ton SEO (36,7-63%van de wereldreserves), Vietnam meer dan 22 miljoen ton (18,3%), Brazilië en Rusland elk meer dan 21 miljoen ton (elk 17,5%). India heeft 6,9 miljoen ton (5,8%), Australië 4 miljoen ton (3,3%) en de VS 1,8 miljoen ton (1,5%). Groenland heeft 1,5 miljoen ton reserves (1,3%), maar produceert momenteel niet. De wereldwijde totale reserves worden geschat op 120-166 miljoen ton SEO.

Analyse van de importafhankelijkheid van Duitsland en de EU van China

De dominantie van China in de wereldwijde zeeketen leidt tot een uitgesproken importafhankelijkheid van Duitsland en de hele Europese Unie. Huidige gegevens van het federale statistische kantoor tonen aan dat Duitsland in 2024 ongeveer 3.400 ton zeldzame aarde rechtstreeks uit China heeft geïmporteerd, wat overeenkwam met 65,5% van de gehele Duitse zee -import. Voor de EU als geheel was het aandeel directe import uit China in 2024 46,3% (6.000 ton), gevolgd door Rusland met 28,4% en Maleisië met 19,9%.

De afhankelijkheid van specifieke zeldzame aardes die nodig zijn voor magneten met hoge prestaties, zoals neodymium, praseodemen en samarium, is bijzonder kritisch. Deze werden ook bijna volledig geïmporteerd uit China in 2024. De situatie is vergelijkbaar met producten die al zijn verwerkt. Bijvoorbeeld, 84% van de zeldzame aardmetalen geïmporteerd volgens Duitsland en ongeveer 85-94% van de NDFEB-magneten uit China, die wereldwijd worden geproduceerd en in Duitsland worden geïmporteerd.

Deze afhankelijkheid heeft aanzienlijke economische implicaties. Naar schatting wordt in 2022 ongeveer 22% van de bruto toegevoegde waarde van de verwerkingshandel in Duitsland (overeenkomend met 161 miljard euro) van de beschikbaarheid van zeldzame aarde. Vooral getroffen industrieën zijn andere voertuigconstructie (67%van de toegevoegde waarde op de zee), motorvoertuigconstructie (65%) en de productie van elektronische en optische producten (55%).

Het is belangrijk op te merken dat de statistische opname van de oorsprong van zeldzame aardes mogelijk de feitelijke afhankelijkheid van China kan onderschatten. Als alleen het laatste verzendland wordt geregistreerd, kunnen verdere verwerkingslocaties in derde landen de oorspronkelijke Chinese herkomst van Lake Roh Lake vermomden. Oostenrijk en Estland fungeren bijvoorbeeld als een processor voor Duitse import, en Maleisië is een belangrijke leverancier voor de EU. Aangezien China de wereldwijde raffinage domineert, is het echter zeer waarschijnlijk dat een groot deel van de grondstoffen die in deze landen zijn verwerkt, oorspronkelijk uit China komt. De officiële importstatistieken mogen daarom niet de volledige diepte van de verwevening met Chinese bronnen weergeven.

Importafhankelijkheid van Duitsland en de EU van China voor geselecteerde zeldzame aardes en verwerkte producten (gebaseerd op gegevens voor 2023/2024)

Importafhankelijkheid van Duitsland en de EU van China voor geselecteerde zeldzame aardes en verwerkte producten (gebaseerd op gegevens voor 2023/2024) - Afbeelding: Xpert.Digital

Opmerking: de nummers zijn gebaseerd op de nieuwste beschikbare gegevens, meestal voor 2023/2024. Exacte percentages kunnen enigszins variëren, afhankelijk van de gegevensbron en de enquêtemethode.

Duitsland en de Europese Unie hebben een aanzienlijke importafhankelijkheid van China in zeldzame aardes en verwerkte producten, zoals de huidige gegevens uit 2023 en 2024 illustreren. In zeldzame aardes ontvangt Duitsland 65,5 procent van zijn grondstoffen en oxiden uit China, terwijl de EU iets minder afhankelijk is van 46,3 procent. De andere belangrijke leveringslanden van Duitsland zijn Oostenrijk met 23,2 procent en Estland met 5,6 procent. De EU diversifieert meer en verkrijgt een extra 28,4 procent uit Rusland en 19,9 procent uit Maleisië.

De afhankelijkheid van gespecialiseerde producten is bijzonder kritisch. Neodymm, praseodemen en samarium, die essentieel zijn voor de magneetproductie, komen bijna volledig uit China. In het geval van verdere verwerkte zeldzame aardmetalen ligt het importaandeel van Duitsland uit China tussen 82 en 84 procent. De situatie voor NDFEB -permanente magneten is op dezelfde manier dramatisch, waarbij zowel Duitsland als de EU in 84 tot 94 procent van hun import uit China gaan. Japan is hier het enige opmerkelijke alternatief en dekt ongeveer tien procent van de wereldproductie.

De afhankelijkheid bereikt zijn piek in ernstige zeldzame aardes, omdat de EU honderd procent van zijn verwerkte ernstige zeldzame aardelementen zoals dyprosium en terbium uit China importeert. Zelfs met licht zeldzame aardes zoals CER, neodymium en praseodym komt 69 procent van de EU -import uit China.

Economische en geopolitieke risico's van afhankelijkheid

De hoge concentratie van de zeevoedingsketen op China herbergt aanzienlijke economische en geopolitieke risico's voor Duitsland en de EU. In het verleden heeft China herhaaldelijk zijn dominante positie gebruikt om de prijzen te beïnvloeden en leveringen te gebruiken als een politiek drukmiddel.

Een bekend voorbeeld is het smoren van zee-export naar Japan in 2010 in de loop van een territoriaal geschil. Recente ontwikkelingen, zoals de introductie van exportcontroles voor bepaalde meermetalen en magneten door China in april 2025, hebben opnieuw de kwetsbaarheid van de westerse industrie aangetoond. Deze maatregelen hebben geleid tot aanzienlijke prijsstijgingen op de wereldmarkt buiten het china-dyprosiumoxidekosten tot $ 300 per kilogram en dreigden de producties in de Duitse auto-industrie binnen vier tot zes weken te veroorzaken, omdat de inventaris snel was.

Dergelijke leveringsonderbrekingen of drastische prijs verhoogt het concurrentievermogen van Duitse belangrijke industrieën in gevaar, vooral op het gebied van elektromobiliteit, hernieuwbare energiebronnen en hoge technologie, en kunnen de bereiken van de ambitieuze doelen van de energie- en verkeersovergang en digitalisering enorm belemmeren. De afhankelijkheid is multi -dimensionaal: het beïnvloedt niet alleen de extractie van grondstof, maar ook meer kritisch de raffinage en de productie van tussenproducten zoals permanente magneten. Zelfs als ROH-See uit andere bronnen beschikbaar was, ontbreken de noodzakelijke verwerkingscapaciteiten buiten China vaak om ze om te zetten in de vereiste metalen of legeringen met een hoge zuiverheid. Dit betekent dat alleen een diversificatie van mijnproductie de kernafhankelijkheid in het middelste deel van de waardeketen niet oplost. De oprichting van uw eigen Europese raffinaderij- en verwerkingscapaciteiten is daarom een ​​even kritisch knelpunt als de grondstofverwerving zelf.

Ecologische en sociale implicaties van wereldwijde zee -acquisitie en -verwerking

De extractie en verwerking van zeldzame aardes wordt geassocieerd met aanzienlijke ecologische en sociale problemen, die vaak worden geconcentreerd in de mijnbouw- en productielanden. De afbraak leidt vaak tot massale degradatie van het milieu, waaronder bodemerosie, verontreiniging van watervoorraden door het gebruik van chemicaliën (bijv. Zuren, loog) en zware metalen, luchtvervuiling door stof en giftige gassen, evenals de vernietiging van natuurlijke levens peper en biodiversiteitsverlies. Het water- en energieverbruik is ook erg hoog in deze processen.

Een speciaal probleem is het frequent voorkomen van radioactieve bijbehorende elementen zoals thorium en uranium in zeeafzettingen. Tijdens het voorbereiden worden er aanzienlijke hoeveelheden residuen-schattingen gegenereerd bij de productie van een ton meer, ongeveer 2.000 ton deklaag en verwerkende residuen, waaronder maximaal 1,4 ton radio-actief afval. De onjuiste opslag van deze residuen, zoals in het geval van het enorme residuenmeer in de Bayan-Obo-Mine in China, leidt tot langdurige besmetting van vloeren en grondwater.

De sociale effecten in de mijngebieden zijn ook ernstig. Dit omvat aanzienlijke gezondheidsrisico's voor werknemers en de lokale bevolking, bijvoorbeeld door blootstelling aan stof (pneumoconiose in Baotou) of contact met giftige stoffen. Vaak zijn er verplaatsingen van gemeenschappen, landenconflicten en de schending van de mensenrechten. Corruptie en gebrek aan veiligheidsmaatregelen komen met name gebruikelijk in landen met lage milieu- en sociale normen.

In het verleden heeft China lagere milieunormen geaccepteerd om zijn marktdominantie te verkrijgen en tolereerde vaak de bijbehorende problemen. Onlangs zijn er tekenen dat China probeert de meest milieuvriendelijke stressvolle onderdelen van de productie uit te besteden aan buurlanden zoals Myanmar. Deze verhuizing van ecologische en sociale kosten heeft de productiekosten voor de westerse industrie op korte termijn verlaagd, maar heeft op de lange termijn geleid tot ethische dilemmata en een externalisering van de werkelijke kosten van de zeeproductie. Een duurzame leveringsstrategie voor Duitsland en Europa moet rekening houden met deze aspecten en deze aspecten internaliseren in plaats van alleen de problemen geografisch te verplaatsen. De ontwikkeling en implementatie van de eigen Europese extractie- en verwerkingscapaciteiten moet daarom worden waargenomen in overeenstemming met de hoogste milieu- en sociale normen, die op hun beurt de winstgevendheid van dergelijke projecten beïnvloeden.

AI & XR-3D-renderingmachine: vijf keer expertise van Xpert.Digital in een uitgebreid servicepakket, R&D XR, PR & SEM-beeld: Xpert.Digital

Xpert.Digital heeft diepe kennis in verschillende industrieën. Dit stelt ons in staat om op maat gemaakte strategieën te ontwikkelen die zijn afgestemd op de vereisten en uitdagingen van uw specifieke marktsegment. Door continu markttrends te analyseren en de ontwikkelingen in de industrie na te streven, kunnen we handelen met vooruitziende blik en innovatieve oplossingen bieden. Met de combinatie van ervaring en kennis genereren we extra waarde en geven onze klanten een beslissend concurrentievoordeel.

Meer hierover hier:

• Gebruik de 5 -voudig competentie van Xpert.Digital in één pakket - van 500 €/maand

Onderzoeks- en ontwikkelingsbenaderingen om afhankelijkheid te verminderen

Gezien de kritische afhankelijkheid van zeldzame aardes en de bijbehorende risico's, zijn intensieve onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen (F&E) essentieel om alternatieve oplossingen te vinden en de zorgverzekeringen in Duitsland en Europa op de lange termijn te versterken. De F & E -activiteiten richten zich in wezen op drie gebieden: vervanging en toename van efficiëntie, recycling en circulaire economie, evenals de ontwikkeling en duurzame extractie van nieuwe primaire en secundaire grondstofbronnen.

Vervanging en efficiëntie

De vervanging van zeldzame aardes door andere materialen of het gebruik van technologieën die zonder meer doen, is een centrale onderzoeksbenadering. Tegelijkertijd, inspanningen om een ​​efficiënter gebruik van de zee te gebruiken om de specifieke behoeften per applicatie -eenheid te verminderen.

Vervangingsmaterialen voor magneten

Permanente magneten, met name NDFEB -magneten, zijn een van de belangrijkste toepassingen voor het meer en een kritisch knelpunt. Onderzoek richt zich op verschillende alternatieve materiële klassen:

• Iron Nitrid-magneten (FEN): deze worden beschouwd als veelbelovend zeevrij alternatief. Het Amerikaanse bedrijf Niron Magnetics stimuleert de commercialisering van Fen Magnets en bouwt een productiefaciliteit in Minnesota, VS, ondersteund door overheidsfinanciering. ARPA-E in de Verenigde Staten promoot ook onderzoeksprojecten op Fen-magneten.
• Mangaan-gebaseerde magneten: legeringen zoals mangaanbidding (MNBI) en mangaanaluminium (MAL) worden intensief onderzocht. Het Ames -laboratorium in de VS heeft MNBI -magneten ontwikkeld, die goede eigenschappen vertonen, vooral bij hoge temperaturen en al worden getest in motoren in samenwerking met industriële partners. In Europa zijn er ook onderzoeksactiviteiten op MNBI, bijvoorbeeld bij Oostenrijkse en Duitse instituten die zich richten op geoptimaliseerde syntheseprocedures zoals High -Pressure Gate (HPT) en thermomagnetische gloed.
• Hoge Entertropy -legeringen (HEA): deze klasse materialen wordt ook onderzocht vanwege het potentieel voor magnetische toepassingen, maar bevindt zich vaak nog in een eerdere onderzoeksfase.
• "Gap-magnets": het doel is om magneten te ontwikkelen die de prestaties en de kostenkloof sluiten tussen goedkope ferrietmagneten en hoogwaardige meermagneten. MNBI wordt hier gezien als een kandidaat.

De ontwikkeling van zeevrije magneten is een wereldwijde race. Terwijl in de Verenigde Staten al concrete stappen naar pilootproductie en commercialisering zijn ondernomen, vooral voor Fen- en MNBI-magneten, moet Europa zijn inspanningen intensiveren om hier niet technologisch achter te komen en om nieuwe afhankelijkheid te voorkomen, deze keer door de VS voor zeevrije magnetische technologieën.

Vervangingsmaterialen voor katalysatoren

CER, een lichtmeer, speelt een belangrijke rol in driewegkatalysatoren (TWC's) voor auto's voor uitlaatgasreiniging. Onderzoek op dit gebied richt zich minder op de volledige vervanging van CER, omdat het een van de frequentere en goedkopere meren is, maar eerder op de reductie van de duurdere en meer kritische platinagroepmetalen (PGM) zoals platina, palladium en rhodium.

• Benaderingen omvatten de ontwikkeling van op koper gebaseerde katalysatoren, die het PGM-aandeel aanzienlijk kunnen verminderen.
• Onderzoek naar de optimalisatie van ceroxide -nanodeeltjes is bedoeld om hun efficiëntie in katalysatoren te verhogen en dus mogelijk het gebruik van materialen te verminderen.
• De Tu Darmstadt onderzoekt de zuurstofafhankelijkheid van keramous fluorescerend, die ook relevant kan zijn voor het begrip van de keramische chemie in katalysatoren.

Op het gebied van automotive katalysatoren is de primaire drijfveer voor substitutieonderzoek minder de keramische beschikbaarheid dan de kosten en kritiek op de PGM. De vervanging van CER zelf is hier meestal minder in focus dan bijvoorbeeld de vervanging van zwaar meer in magneten.

Vervangingsmaterialen voor fluorescerende materialen

Europium, terbium en yttrium zijn cruciaal voor de kleurkwaliteit en efficiëntie van LED's en displays. Onderzoek is op zoek naar zeevrije alternatieven:

• Kwantumstippen (QD's): halve ladder nanokristallen (bijv. Op cadmium, indium, perovskit of koper-indium-sulfidebasis) kunnen licht in specifieke kleuren worden uitgezonden en worden onderzocht als een veelbelovend alternatief voor zeefosforen in displays en verlichting. Uitdagingen zijn echter de toxiciteit van sommige QD-materialen (met name cadmium-bevattend), hun langetermijnstabiliteit onder bedrijfsomstandigheden en de kosten van massaproductie.
• Organische helderheid (OLED's): dit zijn al een gevestigde zeevrije technologie voor displays, maar hier vindt te continu materiaalonderzoek plaats om de efficiëntie, levensduur en kosten te verbeteren.
• Nieuwe fosformaterialen: er is onderzoek naar nieuwe anorganische fosforen die zonder een meer rondkomen of het aandeel kritische zeeën verminderen. Vaak is dit echter meer een optimalisatie van bestaande systemen (bijvoorbeeld door te proberen minder kritieke elementen of verbetering van de kwantumefficiëntie) dan een volledige vervanging.

Hoewel er vooruitgang is in alternatieve verlichtingsmaterialen zoals QD's, is de volledige eliminatie van op zee gebaseerde fosforen, vooral in toepassingen die de hoogste kleurkwaliteit en efficiëntie vereisen, een grote uitdaging. De trend is vaak meer kans om de efficiëntie en vermindering van het meeraandeel te verhogen dan om een ​​vervanging door volledig nieuwe materialen te voltooien.

Vermindering van de zee -eis door materiaalefficiëntie en ontwerpveranderingen

Naast substitutie is de vermindering van de specifieke zee -eis per toepassing een belangrijke hefboom.

• Fraunhofer Institutes hebben technologieën ontwikkeld als onderdeel van het hoofdproject "Kritiek op zeldzame aarde" om de behoefte aan neodymium en dysprosium in permanente magneten aanzienlijk te verlagen door geoptimaliseerde productieprocessen (bijv. Definitieve productie van contour-close om materiaalverlies te voorkomen), alternatieve magnetische materialen en recycriendelijk ontwerp van elektrisch ontwerp van elektrische motoren van een vijfde van de vijfde van de dagwaarde.
• Constructieve optimalisaties van elektrische schijven, zoals verbeterde koeling, kunnen de bedrijfstemperatuur verlagen en dus de behoefte aan hoog -temperatuur -stabiliserende elementen zoals dyprosium verminderen.
• Over het algemeen is de ontwikkeling van producten die vanaf het begin met minder kritieke grondstoffen omgaan een belangrijk aspect van de efficiëntie van hulpbronnen.

Materiële efficiëntie en ontwerpinnovaties vertegenwoordigen vaak meer pragmatische en economisch snellere oplossingen dan de volledige vervanging door volledig nieuwe materialen, waarvan de ontwikkeling lang, duur en riskant is. Deze incrementele verbeteringen kunnen echter een belangrijke bijdrage leveren aan het verminderen van kritiek.

Recycling en circulaire economie

Het recyclen van zeldzame aardes van oude producten en productieafval is een andere cruciale pijler om importafhankelijkheid te verminderen en de primaire middelen te beschermen.

Huidige recyclingtechnologieën en hun economie

Verschillende technologische benaderingen bestaan ​​voor recycling uit de zee, vooral van permanente magneten (bijv. NDFEB) en batterijen:

• Hydrometallurgische procedures: de metalen worden selectief geëxtraheerd uit een oplossing, vaak na voorafgaande blootstelling aan de materialen met zuren. Dit is een vastgestelde procedure in ertsvoorbereiding en in principe van toepassing op veel Mugnetzus -composities.
• Pyrometallurgische processen: de materialen worden gesmolten bij hoge temperaturen, waarbij het meer in de slak kan worden verzameld. Deze procedures genereren geen afvalwater en hebben mogelijk minder processtappen dan hydrometallurgische routes.
• Gasfase -extractie en elektrochemische procedures: dit zijn verdere benaderingen om te scheiden en herstel van de zee.
• Hydrogen brassen (waterstofverwerking van magneetschroot, HPM's): in deze procedure worden NDFEB-magnetische waterstof blootgesteld, wat leidt tot zijn messing en desintegratie in een poeder. Dit poeder kan vervolgens rechtstreeks worden gebruikt voor de productie van nieuwe magneten (materiaalrecycling) of voor verdere chemische bereiding.

De economie van de zee -recycling is echter vaak nog steeds een grote hindernis. Het hangt sterk af van de huidige prijzen voor het primaire meer, de concentratie van de waardevolle elementen (met name zwaar meer zoals dysprosium) in de afvalstroom en de kosten van de collectieve, demontage- en voorbereidingsprocessen. In veel oude producten, zoals smartphones, zijn de ingebouwde hoeveelheden meer zo laag dat recycling vaak niet winstgevend is. De recyclingpercentages voor zee in Europa bevinden zich daarom nog steeds in het lage percentagebereik met één digitaat of lager.

De belangrijkste problemen zijn:

• Kleine en inefficiënte verzamelpercentages: veel zee-bevattende producten komen niet in de officiële recyclingstromen.
• Complexe demontage: zeecomponenten zijn vaak stevig geïntegreerd in producten en moeilijk toegankelijk. De handmatige demontage is tijd en duur.
• Heterogene materiaalstromen: de samenstelling van elektronisch schroot en andere afvalfracties is heel anders, waardoor het moeilijk is om gestandaardiseerde recyclingprocessen te ontwikkelen.
• Hoge zuiverheidsvereisten: voor hergebruik in toepassingen met hoge prestaties, moet het gerecyclede meer vaak een zeer hoge niveaus van zuiverheid hebben, wat de voorbereiding duurder maakt.

De economie van de meerrecycling wordt geconfronteerd met een Henne-Egg-probleem: laag verzamelde volumes en technologisch complex, nog niet volledig volwassen processen maken recycling duur, wat op zijn beurt investeringen in grotere systemen en verder onderzoek remt. Zonder schaaleffecten, technologische doorbraken in de automatisering van demontage en scheiding, evenals een ondersteunend regulerend kader (bijv. Bindende gerecyclede tarieven, vereisten voor recyclingproductontwerp-"Ontwerp voor recycling"), het opbouwen van een uitgebreide en economisch duurzame zee-recyclende industrie blijft een belangrijke uitdaging.

Vooruitgang en uitdagingen bij het bouwen van een Europese recyclinginfrastructuur

Ondanks de uitdagingen is er zichtbare vooruitgang bij het bouwen van een Europese recyclinginfrastructuur voor Lake. Als onderdeel van de Critical Rund Materials Act (CRMA) heeft de EU het ambitieuze doel geformuleerd om ten minste 25% van de jaarlijkse behoefte aan strategische grondstoffen te dekken door tegen 2030 te recyclen.

Verschillende pilootfabrieken en de eerste commerciële initiatieven zijn gecreëerd in Europa of zijn gepland:

• Heraeus Remloy (Bitterfeld, Duitsland): in mei 2024, Europa's grootste recyclingfaciliteit voor zeldzame binnenlandse magneten. Het systeem heeft een eerste verwerkingscapaciteit van 600 ton oude magneet per jaar, die op middellange termijn kan worden verhoogd tot 1200 ton. De gebruikte technologie is bedoeld om de CO2 -emissies met 80% te verminderen in vergelijking met primaire extractie.
• Carester/Caremag (Lacq, France): Planning the construction of a large -scale system for refining and recycling from See, which is scheduled to go into operation at the end of 2026. The processing of 2,000 tons of old magnets and 5,000 tons of primary sea concentrate per year is planned, with a focus on the extraction of light and heavy lake such as neodymium, praseodym, dyprosium and terbium. Het project werd geclassificeerd als een strategisch project door de EU -commissie.
• Mkango Resources / HyPromag: ontwikkelde recyclingsystemen in Groot -Brittannië (via Hypromag Ltd) en plant een systeem in Pulawy, Polen (via Mkango Polska), dat ook werd erkend als een strategisch EU -project. Deze projecten gebruiken vaak het HPMS -proces.
• Life Inspiree (Italië): een door de EU gefinancierd project dat tot 700 ton meer (Neodymium, Palladium, dyprosium) van elektronische schroot op industriële schaal krijgt. Op de lange termijn (tot 2040) wordt een capaciteit van meer dan 20.000 ton per jaar gevraagd.

Deze initiatieven tonen aan dat er inspanningen worden geleverd op zowel onderzoek als industrieel niveau om de circulaire economie voor zee in Europa te vestigen. Het bouwen van een uitgebreide en economisch duurzame Europese REE -recyclinginfrastructuur is echter een langdurig proces. Het vereist aanzienlijke en continue investeringen in technologieontwikkeling, collectieve en logistieke systemen, evenals het overwinnen van schaaluitdagingen van pilootfabrieken (vaak TRL 6-7) om industriële toepassingen te voltooien. Tegen deze achtergrond moeten de gerecyclede tarieven die door de EU zijn gericht, als zeer ambitieus worden beoordeeld.

Duitse en Europese onderzoeksprojecten en hun resultaten/potentieel (vanaf 2024/2025)

Het onderzoekslandschap in Duitsland en Europa is zeer actief op het gebied van zeecycling en vervanging, ondersteund door onderzoeksinstellingen en ondersteund door nationale en Europese ondersteuningsprogramma's.

• Fraunhofer-Gesellschaft: verschillende instituten leveren belangrijke bijdragen.
  • Het Fraunhofer Institute for Property Circuit and Resource Strategy (IWKS) is een leider in de ontwikkeling van recyclingtechnologieën voor NDFEB -magneten. Gebruik projecten zoals FunMag (recycling van magneten voor e-mobiliteit) en recyper (vervaardiging van gedefinieerde magett-typen uit gemengde oude magnetische stromen) en optimaliseer processen zoals waterstofbriefing (HPM's). Het recyclen van magneten uit windturbines is ook een focus van onderzoek.
  • Het Fraunhofer Institute for Interface and Bio-Process Technology (IGB) onderzoekt biotechnologische processen voor het herstel van See.
  • Het voltooide Fraunhofer -richtlijnproject 'Kritiek op zeldzame aarde' legde een belangrijke basis voor substitutie, toename van de efficiëntie en recycling.
• Helmholtz -gemeenschap:
  • Het Helmholtz Institute Freiberg voor Resource Technology (HIF) op de HZDR is ook zeer actief. Het Biokolekt -project ontwikkelt biotechnologische methoden (bijvoorbeeld met peptiden) voor de selectieve extractie van metalen, inclusief meer, van complexe stofstromen zoals elektronisch schroot. In het Renare-project (onderdeel van het H2Giga Guidance Project) wordt de recycling van kritieke grondstoffen, waaronder Lake, van elektrolysers, onderzocht met behulp van innovatieve flotatie en extractiemethoden voor vloeistof-vloeistof-vloeistof-vloeistofdeeltjes.
• Door EU gefinancierde projecten:
  • SusmagPro (voltooid november 2023) was een baanbrekend project om een ​​Europese recycling -supply chain voor meermagneten op te zetten. Het demonstreerde met succes de productie en het gebruik van gerecyclede magneten in luidsprekers en elektromotoren.
  • Reesilience (runtime tot 2026) bouwt voort op de resultaten van SusmagPro en is gericht op het opbouwen van een resistente Europese supply chain voor meermagneten, ook door het ontwikkelen van softwaretools om secundaire materialen en verbeterde legeringsproductie- en poederbereidingstechnologieën te optimaliseren.
  • Greene en Harmony zijn nieuwere EU -projecten die in 2024 zijn begonnen. Greene richt zich op de vermindering van het meergehalte in magneten door innovatief herontwerp van microstructuur. Harmony is bedoeld om een ​​pilootrecyclingcircuit op te richten voor permanente magneten van verschillende toepassingen (windturbines, elektrische motoren, elektronisch schroot).
  • Andere relevante projecten zijn remanentie (voltooid, herstel van NDFEB -magneten), geheimen (extractie van de zee uit fosfaatrots in de productie van kunstmest) en de voltooide project Eurar, die de basis legde voor een Europese make -industrie en het Europese optreden evalueerde.
• Andere actoren: de eco-instituut creëert regelmatig studies en ontwikkelt strategieplannen voor duurzaam hulpbronnenbeheer van See, met recycling dat een centrale rol speelt.

Het onderzoekslandschap in Duitsland en Europa is dynamisch en richt de gehele waardeketen van vervanging tot recycling tot alternatieve extractiemethoden. Een duidelijke ontwikkeling van basisonderzoek tot applicatie -georiënteerde pilootprojecten en eerste commerciële benaderingen is herkenbaar. Het netwerken van uitstekende onderzoeksinstellingen met de industrie en de beoogde ondersteuning van nationale en Europese programma's zijn beslissende factoren. De grootste uitdaging blijft echter de succesvolle overdracht van onderzoeksresultaten naar de brede industriële toepassing en de schaling naar economisch duurzame processen (het overwinnen van de "Valley of Death" voor innovaties). De demonstratie van technische haalbaarheid op een relevant niveau (High Technology Readiness Niveaus, TRLS) is net zo belangrijk als de ontwikkeling van duurzame bedrijfsmodellen.

Ontwikkeling en duurzame extractie van nieuwe bronnen

Naast substitutie en recycling is de ontwikkeling van nieuwe primaire en secundaire bronnen van grondstoffen een belangrijk onderdeel voor het diversifiëren van de zeevoorziening.

Potentieel van Europese meerafzettingen

Europa is geologisch belangrijk, maar tot nu toe gebruikte nauwelijks nauwelijks zeeafzettingen.

• ZWEDEN: Het magazijn via Geijer in de buurt van Kiruna, dat wordt onderzocht door het staatsminingbedrijf LKAB, wordt beschouwd als het grootste bekende voorkomen van meer dan 1 miljoen ton zeldzame aardoxiden. LKAB is van plan om vanaf 2027 te beginnen met ontmantelen, waarbij de volledige productiecapaciteit pas moet worden bereikt na 10-15 jaar doorlooptijd. Naast ijzer en fosfaat bevat het erts per geijer ongeveer 0,2% meer. Een ander belangrijk Zweedse gebeurtenis is Norra Kärr, die bijzonder rijk is aan het zware meer.
• Noorwegen: het Fen -carbonaatcomplex in het zuiden van Noorwegen wordt verhandeld als de potentieel grootste lake -aanbetaling in Europa. Schattingen gaan ervan uit dat 8,8 miljoen ton algemeen meer, inclusief ongeveer 1,5 miljoen ton magnetisch relevant meer. De zeldzame Earths Noorwegen (Ren) Company verkent het gebied en beschouwt een uitsplitsing als realistisch vanaf 2030, die mogelijk 10% van de Europese behoeften zou kunnen dekken.
• Finland: De fosfaatmijn Sokli in Lapland bevat ook potentieel voor de extractie van zee als rentmeester.
• Groenland: Voorkomen zoals Kvanefjeld, Kringlerne en Sarfartoq hebben aanzienlijke zeebronnen. De ontwikkeling wordt echter geassocieerd met grote uitdagingen, waaronder hoge infrastructuurkosten, extreme klimatologische omstandigheden, tekort aan geschoolde werknemers en complexe goedkeuringsprocedures.
• Andere gebeurtenissen: er zijn ook kleinere of minder goed onderzochte gebeurtenissen in Duitsland (bijv. Storkwitz in Saksen, die als oneconomisch wordt beschouwd en Bavarian toner met lage concentraties), Griekenland en Spanje.

De ontwikkeling van deze Europese gebeurtenissen wordt echter geassocieerd met aanzienlijke hindernissen. Dit omvat de vaak hoge investerings- en bedrijfskosten in vergelijking met gevestigde producenten zoals China, lange en complexe goedkeuringsprocessen (vaak 10-15 jaar), strikte milieu-eisen (vooral bij het omgaan met radioactieve bijbehorende materialen zoals thorium en uranium) en de noodzaak om sociale acceptatie te krijgen voor mijnbouwprojecten. Hoewel deze gebeurtenis op de lange termijn zou kunnen bijdragen aan diversificatie, zijn ze geen oplossing op korte termijn voor de huidige afhankelijkheid. Een brugstrategie op basis van recycling, vervanging en diversificatie van bestaande importbronnen is daarom essentieel.

Evaluatie van geselecteerde Europese zeeafzettingen-potentieel, economie, milieuaspecten, schema

Evaluatie van geselecteerde Europese zeeafzettingen-potentieel, economie, milieuaspecten, schema-beeld: Xpert.Digital

De evaluatie van geselecteerde Europese afzettingen voor zeldzame aardes vertoont verschillende ontwikkelingsstanden en potentieel. De Zweedse aanbetaling door Geijer/Kiruna wordt beheerd door de staat LKAB en bevindt zich in de exploratiefase met een gevraagde goedkeuring. Met geschatte bronnen van meer dan een miljoen ton SEO en een groter aandeel milde zeldzame aardes, zou ontmanteling kunnen beginnen vanaf 2027, waarbij de volledige productie pas na 10-15 jaar zou worden bereikt. Economiciteit wordt mogelijk gegeven als kind en fosfaat, maar vereist aanzienlijke investeringen. Er zijn uitdagingen met radioactieve metgezellen, ruimteverbruik en de acceptatie van de Sami -bevolking.

Het Noorse Fen -carbonaatcomplex is ontwikkeld door Rare Earths Noorwegen en is in geavanceerde verkenning. Met 8,8 miljoen ton geschatte middelen, waarvan 1,5 miljoen ton meer magneet, zou kunnen worden verminderd vanaf 2030, wat tien procent van de EU -vereisten zou kunnen dekken. De winstgevendheidsbeoordeling is nog steeds aan de gang, belangrijke investeringen zijn vereist. Milieuaspecten hebben betrekking op de radioactiviteit door thorium en milieucompatibiliteit van ontmanteling en voorbereiding.

Het Zweedse project Norra Kärr van Tasman Metals is rijk aan moeilijke zeldzame aardes en is in het goedkeuringsproces. Als een langetermijnproject met een onzeker schema hangt de economie van HSEE-prijzen en voorbereidingstechnologie af. Milieu -eisen en conflicten voor landgebruik vormen verdere uitdagingen.

De Finse SKLI -afzetting van de Finse Minerals -groep biedt zeepotentieel met aanzienlijke LSEE -afzettingen als fosfaatmijn. De economie hangt af van de fosfaatmarkt- en zee-extractietechnologie als een langdurige optie voor de producten. De integratie in bestaande mijnbouw en het beheer van afval zijn centrale aspecten.

De Grönland Kvanefjeld deposito, voorheen van GGG en nu van Energy Transition Minerals, heeft een zeer groot voorkomen van zowel gemakkelijkere als moeilijke aarde. Het project wordt echter politiek geblokkeerd door een moratorium omdat uraniumonderwerpen problematisch zijn. Hoge ontwikkelingskosten, gebrek aan infrastructuur, radioactiviteit door uranium, evenals milieu-, sociale impact en inheemse juridische kwesties maken de ontwikkeling op lange termijn onzeker.

Onderzoek naar alternatieve extractiemethoden

Parallel aan de verkenning van conventionele afzettingen, wordt het intensief onderzocht naar alternatieven om de zee uit secundaire bronnen te verkrijgen en nieuwe methoden te gebruiken.

• Industrieel afval als bron van grondstoffen (stedelijke/industriële mijnbouw):
  • Steenkool (vlucht) As: in de VS werden significante concentraties van ernstig meer geïdentificeerd in kolenas uit het poederrivierbekken. In Groot-Brittannië loopt een project, gefinancierd door Innovate UK (Mormair and Materials Processing Institute, oktober 2024-augustus 2025) voor herstel van neodymium, praseodemen en scandium door koolstofschudding door middel van een combinatie van chemische lusreactoren en carbochlorinatie op een pilootschaal. De extractie van koolstoffrugashing met ionische vloeistoffen wordt ook onderzocht.
  • Rood slib (BuildingXitrest): als een door -product van aluminiumproductie, valt rode slib in grote hoeveelheden en bevat ook meer (vooral CER, Lanthan, Neodym, Scandium). Het gesloten EU -project Redmud concentreerde zich op de volledige recycling van gebouwen -overblijfselen, inclusief de extractie van het meer. De concentraties zijn echter vaak laag en de extractie is complex.
  • Fosforgips (productie van meststoffen): de EU -projectgeheimen hebben met succes procedures aangetoond voor extractie uit See (ND, PR, DY) van de processtromen van fosfaatmeststofproductie op een pilootschaal. Deze aanpak is bijzonder duurzaam omdat het gebaseerd is op reeds gebroken materiaal en geen nieuw mijnverspilling genereert.
• Biotechnologische processen:
  • Biolaching en biomineralisatie: het gebruik van specifieke micro -organismen (bacteriën, champignons) of hun metabole producten (bijv. Organische zuren, enzymen, peptiden) voor selectieve oplossing (bioleaching) of binding (biosorptie, biomineralisatie) van metalen uit oresols of afvalvlies is een veelbelovend gebied van onderzoek. Het Helmholtz Institute Freiberg (HIF) in het HZDR (Biokolekt -project) werkt bijvoorbeeld aan het gebruik van peptiden voor de selectieve binding van de zee. In de LMU München wordt het gebruik van lanthanide-afhankelijke bacteriën voor extractie uit de zee uit de zee uit industrieel afval en mijnbouwwater onderzocht, waarbij de bacteriële stengel solv veelbelovende resultaten vertoont. Het bioleaching van magnetisch afval wordt ook onderzocht.
  • Fytomining: planten worden gebruikt die de metalen van de grond verrijken. De metalen kunnen vervolgens worden verkregen door de plantbiomassa te oogsten en te wrijven. Deze procedure is echter nog steeds in een zeer vroege staat van onderzoek en de economie is nog niet bewezen voor zee.
• Technology Maturity (TRL): veel van deze alternatieve extractiemethoden zijn nog steeds in vroege onderzoeks- of pilootfasen (TRL 3-6). De schaalbaarheid van industriële normen en economisch concurrentievermogen wordt vaak nog niet gegeven en vereisen verder intensief onderzoeks- en ontwikkelingswerkzaamheden.

De ontwikkeling van alternatieve zeebronnen uit afvalstromen en het gebruik van biotechnologische processen is veelbelovend met betrekking tot duurzaamheid en mogelijk minder milieuvervuiling in vergelijking met primaire mijnbouw. Deze benaderingen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de circulaire economie en de afhankelijkheid van nieuw gedolven grondstoffen verminderen. Het pad naar industriële volwassenheid en economie van deze technologieën is echter nog steeds breed en vereist aanzienlijke investeringen in onderzoek, ontwikkeling en schaalverdeling. Ze vertegenwoordigen daarom middelgrote tot lange termijn opties.

Ontwikkeling van meer milieuvriendelijke scheiding en raffinageprocessen

De conventionele scheiding van de zee, meestal met behulp van oplosmiddelextractie, is een energie-intensief proces dat grote hoeveelheden chemicaliën (s.ures, organische oplosmiddelen) heeft en milieuvriendelijk genereert. Daarom is onderzoek naar milieuvriendelijker en efficiëntere scheidingsprocedures van groot belang, niet alleen voor primaire grondstoffen, maar ook voor recycling.

• Ionische vloeistoffen (IL's) en diepe eutische oplosmiddelen (DES): deze worden intensief onderzocht als "groene" oplosmiddelalternatieven. Ze worden gekenmerkt door lage dampdruk, niet -ontvlambaarheid en vaak hoge selectiviteit voor bepaalde metalen. Onderzoek hierop vindt plaats aan de Universiteit van Rostock. In 2023/2024 was een speciale editie van het Minerals Journal gewijd aan dit onderwerp met sterke Europese participatie.
• Uitdagingen en TRL: ondanks veelbelovende laboratoriumresultaten zijn de kosten voor ILS/DES, hun stabiliteit op lange termijn onder procesomstandigheden, het efficiënte herstel van de oplosmiddelen zelf en de schaalbaarheid van de processen nog steeds grote uitdagingen. Veel van deze benaderingen bevinden zich nog steeds op het laboratorium of op de beste pilootschaal (TRL vaak <6). Hoewel onderzoek al jaren intensief is onderzocht, zijn er tot nu toe geen brede commerciële doorbraken in de meerindustrie geweest.

De ontwikkeling van een nieuw, milieuvriendelijker en kostenefficiënte scheidingsproces is een cruciale sleutel om het ecologische evenwicht van de gehele zeewaardeketen aanzienlijk te verbeteren (zowel uit primaire als secundaire bronnen). Dit is een kerngebied voor technologische innovaties die alleen een echt duurzame Europese zeevoorziening mogelijk zouden maken. Zonder vooruitgang in scheidingstechnologie blijft het bouwen van een onafhankelijke Europese waardeketen moeilijk, zelfs als er primaire of secundaire grondstoffen beschikbaar waren.

Voortgang en TRL -status van geselecteerde recycling- en substitutietechnologieën voor Lake in Europa/Duitsland (vanaf 2024/2025)

Voortgang en TRL-status van geselecteerde recycling- en substitutietechnologieën voor Lake in Europa/Duitsland (vanaf 2024/2025)- Afbeelding: Xpert.Digital

TRL (technologiegereedheidsniveau): 1-3 basisonderzoek, 4-6 validatie/demonstratie in de laboratorium/relevante omgeving, 7-9 prototype/systeemdemonstratie in operationele omgeving, commerciële toepassing.

Het Europese en Duitse onderzoekslandschap toont aanzienlijke vooruitgang in recycling- en substitutietechnologieën voor zeldzame aardes, met verschillende benaderingen om verschillende graden van rijpheid te hebben. Op het gebied van magneetvervanging ontwikkelen ijzer-nitridmagneten met een technologische technologie van technologie van 6-8, vooral in de VS door Niron Magnetics, terwijl EU-onderzoek minder prominent vertegenwoordigd is. Deze technologie is gericht op applicaties in elektrische motoren en generatoren, maar wordt geconfronteerd met uitdagingen in schaling, kosten en prestatievergelijking met conventionele NDFEB -magneten.

Mangani-Bismuth-magneten bevinden zich met een TRL van 4-7 in een eerdere ontwikkelingsfase, met Duitse en Oostenrijkse instellingen zoals de Tu Bergakademie Freiberg en de Montan University in Leoben. De belangrijkste toepassingsgebieden zijn industriële motoren en zogenaamde "Gap-magneten", terwijl de synthese van pure fasen, thermische stabiliteit en schaalverdeling de centrale uitdagingen vertegenwoordigt.

In het geval van fluorescerende stoffen hebben kwantumpunten al een hoog niveau van looptijd van 7-9 in display-toepassingen bereikt, met de deelname van verschillende bedrijven en onderzoeksinstituten zoals Fraunhofer. Ondanks veelbelovende toepassingen in displays, LED's en zonnecellen, zijn er uitdagingen met betrekking tot toxiciteit, stabiliteit en efficiëntie in vergelijking met zeefosforen. Organische LED's hebben al de markt volwassenheid bereikt met een TRL en zijn aanwezig als gevestigde industrie in displays en verlichting, maar blijven vechten met levensproblemen met blauwe LED's en kosten- en efficiëntieproblemen.

De recycling van NDFEB -magneten vertoont verschillende veelbelovende benaderingen. De waterstofcrassen in combinatie met materiaalrecycling heeft een TRL van 7-8 bereikt, met Duitse instellingen zoals de Fraunhofer IWK's samen met internationale partners en EU-projecten zoals Hypromag en SusmagPro/Reesilience. Deze technologie maakt direct hergebruik voor nieuwe magneten mogelijk, maar staat voor uitdagingen in de kwaliteit van gerecyclede magneten, de collectie, demontage en economie.

Hydrometallurgische procedures met een TRL van 4-7 zijn ontwikkeld door Fraunhofer, de Tu Bergakademie Freiberg en bedrijven zoals Carester en streven naar herstel van pure see-oxide en metalen. De complexiteit van de processen, het gebruik van chemicaliën, kosten en selectiviteitsproblemen blijven centrale uitdagingen. Pyrometallurgische benaderingen bevinden zich nog steeds in de onderzoeksfase met een TRL van 4-6 en vechten met energie-intensiteit, mogelijk zeelevies- en zuiverheidsproblemen.

Innovatieve biologische processen zoals bioleaching en biosorptie worden onderzocht met een TRL van 3-5 door instellingen zoals HZDR, de LMU München en de Fraunhofer IGB voor elektrisch schroot en industrieel afval. De uitdagingen liggen in de selectiviteit, kinetiek, robuustheid van de micro -organismen en economische schaalverdeling.

Alternatieve extractiemethoden tonen ook potentieel. De extractie van koolstofflugashing met een 4-6 TRL wordt voornamelijk nagestreefd in Amerikaanse en Britse projecten, terwijl de extractie van fosfaat overblijfselen van de productie van kunstmest in het Secrets-project met partners zoals Yara en Reetec een TRL van 6-7 heeft bereikt. Beide benaderingen vechten met lage concentraties en economische kwesties.

Milieuvriendelijke scheidingstechnologieën met behulp van ionische vloeistoffen en diepe eutectische oplosmiddelen bevinden zich nog in de vroege onderzoeksfase met een TRL van 3-5, waarbij de University of Rostock en verschillende EU-projecten betrokken zijn. De uitdagingen liggen in de kosten van de oplosmiddelen, hun stabiliteit, herstel en schaalbaarheid voor industriële toepassing.

Van de bars tot wereldwijde: MKB -bedrijven veroveren de wereldmarkt met een slimme strategie - afbeelding: xpert.Digital

In een tijd waarin de digitale aanwezigheid van een bedrijf beslist over het succes ervan, de uitdaging van hoe deze aanwezigheid authentiek, individueel en uitgebreid kan worden ontworpen. Xpert.Digital biedt een innovatieve oplossing die zichzelf positioneert als een kruising tussen een industriële hub, een blog en een merkambassadeur. Het combineert de voordelen van communicatie- en verkoopkanalen in één platform en maakt publicatie mogelijk in 18 verschillende talen. De samenwerking met partnerportals en de mogelijkheid om bijdragen aan Google News en een persdistributeur te publiceren met ongeveer 8.000 journalisten en lezers maximaliseren het bereik en de zichtbaarheid van de inhoud. Dit is een essentiële factor in externe verkoop en marketing (symbolen).

Meer hierover hier:

• Authentiek. Individueel. Global: de Xpert.Digital -strategie voor uw bedrijf

Strategische opties voor Duitsland voor langdurige onafhankelijkheid

Om de significante afhankelijkheid van zeldzame aardes, met name China, te verminderen en om te zorgen voor langdurige beveiliging van de levering, is Duitsland beschikbaar voor een aantal strategische opties op nationaal en Europees niveau. Deze omvatten politieke koers, de structuur van veerkrachtige waardeketens, de intensivering van internationale samenwerking en de beoogde versterking van uw eigen technologische leiderschap.

Nationaal en Europees politiek ontwerp

Het politieke kader is cruciaal om de nodige transformaties in de grondstofvoorziening te initiëren en te ondersteunen.

Duitse grondstofstrategie en National Circulatory Management Strategy (NKWS)

De Duitse grondstofstrategie, het meest recent bijgewerkt in 2020, is bedoeld om bedrijven te ondersteunen in een veilige en duurzame grondstofvoorraad. De kernpijlers zijn de diversificatie van de bronnen van levering, de bevordering van recycling en materiële efficiëntie, de versterking van de acquisitie van binnenlandse grondstof (waar mogelijk en verstandig), evenals de steun van Duitse bedrijven in internationale concurrentie. Het belang van onderzoek en ontwikkeling als vervanging en efficiëntere recyclingprocessen wordt vooral benadrukt voor kritieke grondstoffen zoals zee.

De National Circulatory Business Strategy (NKWS) die door de federale overheid in december 2024 is aangenomen, stelt hier belangrijke complementaire accenten. Neem hun centrale doelen op met relevantie voor het meer:

• Vermindering van het verbruik van primaire grondstof: op de lange termijn moet het verbruik per hoofd van de primaire grondstoffen in Duitsland aanzienlijk worden verminderd.
• Sluiting van stofcircuits: het aandeel secundaire grondstoffen bij het gebruik van materiaal moet aanzienlijk worden verhoogd; De EU streeft naar een verdubbeling tegen 2030, een doel dat de NKW's oppakken.
• Versterking van de onafhankelijkheid van grondstoffen: het doel is expliciet 25% van de behoefte aan strategische grondstoffen zoals zeldzame aardes of lithium achtervolgd in 2030 door recycling, wat in harmonie is met de EU Critical Radimals Act.

De eerdere implementatie van deze strategieën is echter kritisch bekeken. Experts bekritiseren een kloof tussen de geformuleerde doelen en de werkelijke implementatie, met name met betrekking tot het verstrekken van voldoende fondsen, de versnelling van goedkeuringsprocedures voor binnenlandse projecten en het gebrek aan bereidheid om te investeren in de investering van de industrie zolang de wereldmarktprijzen voor meer relatief laag zijn. Een gebrek aan strategisch denken en concrete, bindende maatregelen worden bekritiseerd. De NKWS is hier een nieuwere aanpak, waarvan de effectiviteit nog moet bewijzen. Er is een duidelijk conflict van doelen tussen de strategische bepaling op lange termijn en economische overwegingen op korte termijn, die moeten worden overwonnen door politieke controle.

EU Kritieke grondstoffen Act (CRMA)

De EU Critical Radical Act (CRMA), die in mei 2024 van kracht werd, vormt het Midden -Europese wettelijke kader om de beveiliging van de levering met kritieke en strategische grondstoffen te versterken. De kernbestemmingen voor 2030 zijn ambitieus:

• Ten minste 10% van de jaarlijkse EU -eis van strategische grondstoffen moet afkomstig zijn van huishoudelijke financiering.
• Minstens 40% moet in de EU worden verwerkt.
• Ten minste 25% moet worden gedekt door recycling binnen de EU.
• De afhankelijkheid van een enkel derde land voor een strategische grondstof is beperkt tot maximaal 65%.

Een hart van de CRMA is de aanduiding en promotie van zo -aangedreven strategische projecten. Deze kunnen profiteren van versnelde goedkeuringsprocedures (maximaal 27 maanden voor mijnbouwprojecten, 15 maanden voor verwerkings- en recyclingprojecten) en financiële steun. In maart 2025 werd een eerste lijst van 47 van dergelijke projecten gepubliceerd die van invloed zijn op de batterijbronnen, maar ook projecten op het gebied van minder frequente aarde omvatten (bijvoorbeeld het Kiruna Mines -project in Zweden en recyclinginitiatieven zoals het Pulawy -project in Polen). Nationale contactpunten voor deze projecten moeten worden genoemd voor implementatie in Duitsland (deadline tot februari 2025), waarbij het federale ministerie van Economie en Klimaatbescherming (BMWK) en het Duitse grondstofbureau (DERA) een coördinerende rol spelen.

De beoordeling van de CRMA is gemengd. Enerzijds wordt de handeling gezien als een belangrijke en noodzakelijke stap in de richting van het aanpakken van grondstofverslaving. Aan de andere kant zijn er twijfels over de technische en ecologische realiseerbaarheid van de ambitieuze doelen, vooral voor zeldzame aardes, binnen het tijdsbestek. De vaak zeer lange goedkeuringstijden voor mijnbouwprojecten (10-15 jaar) zijn in tegenstelling tot de deadlines die in de CRMA zijn gericht. Bovendien kan het verzet van de burgerbevolking de implementatie tegen nieuwe mijnbouw- of verwerkingsprojecten in Europa vertragen. Het succes van de CRMA zal beslissend afhankelijk zijn van de consistente implementatie door de lidstaten, de mobilisatie van aanzienlijke particuliere investeringen en de ontbinding van doelconflicten, bijvoorbeeld tussen snelle vergunningen en hoge milieunormen.

Financieringsprogramma's en initiatieven

Om de strategische doelen te ondersteunen, is er een breed scala aan financieringsprogramma's op Duits en Europees niveau:

• Duitsland: de BMWK en het Federal Ministry of Education and Research (BMBF) bieden verschillende programma's die betrekking hebben op onderzoek, ontwikkeling en innovatie op het gebied van kritische grondstoffen, efficiëntie van hulpbronnen en circulaire economie. Dit omvat het nieuw opgerichte grondstoffonds, het programma (het versterken van de transformatiedynamiek en het vertrek in de gebieden en op de kolencentrale locaties) en ongebonden financiële leningen (UFK-garanties) om buitenlandse projecten te beveiligen.
• EU: Programma's zoals Horizont Europe, Inveu en Life bieden financieringsopties voor onderzoek, innovatie en implementatie van technologieën op het gebied van See -Substitution, Recycling en Sustainable Extraction. Het innovatiefonds kan fondsen bieden voor recyclingcapaciteiten.
• Initiatieven: de European Sorgory Materials Alliance (ERMA) speelt een belangrijke rol bij de identificatie en bevordering van investeringsprojecten langs de gehele waardeketen van de zee in Europa. ERMA heeft het doel geformuleerd dat 20% van de Europese behoefte aan zeemagneten uit de productie van EU-eigendom in 2030 kan worden behandeld, waarvoor investeringen van ongeveer 1,7 miljard euro werden geïdentificeerd. Resource -efficiëntieprogramma's zoals vooruitgang in Duitsland dragen ook bij aan het bewustzijn en de initiatie van maatregelen.

Hoewel er een groot aantal financieringsinstrumenten is, zijn hun effectieve coördinatie, toegankelijkheid, met name voor kleine en middelgrote bedrijven (MKB) en voldoende financiële middelen met betrekking tot de omvang van de uitdaging, beslissend voor hun effectiviteit. Een fragmentatie van het financieringslandschap en de bureaucratische hindernissen kan het beoogde effect verminderen en de dringende benodigde snelle structuur van capaciteiten vertragen.

Overzicht van EU- en Duitse politieke strategieën en financieringsprogramma's die relevant zijn voor zeldzame aardes (selectie)

Overzicht van EU- en Duitse politieke strategieën en financieringsprogramma's die relevant zijn voor zeldzame aardes (selectie)- Afbeelding: Xpert.Digital

De Europese Unie en Duitsland hebben verschillende politieke strategieën en ondersteuningsprogramma's ontwikkeld die met name relevant zijn voor zeldzame aardes. De EU Critical Right Materials Act (CRMA) van de Europese Unie wil tegen 2030 tien procent van de vereiste grondstoffen winnen door zelffinanciering, om 40 procent te verwerken en 25 procent te dekken door recycling, waarbij de afhankelijkheid van een enkel derde land beperkt is tot maximaal 65 procent. Strategische projecten worden gefinancierd op het gebied van ontmanteling, verwerking en recycling, evenals onderzoek en innovatie.

De Duitse grondstofstrategie van de federale overheid, onder leiding van de BMWK, richt zich op diversificatie, recycling en binnenlandse extractie waar verstandig en onderzoek en ontwikkeling voor vervanging. Maatregelen voor diversificatie, onderzoek en ontwikkeling voor recycling en substitutie, evenals het onderzoek van binnenlands potentieel worden ondersteund. De National Circuit Business Strategy of BMUV en BMWK wil 25 procent van de behoefte aan strategische grondstoffen bestrijken door het verbruik van primaire grondstof te recyclen en te verminderen. De ontwikkeling van recyclingcapaciteiten, ontwerp voor recycling en onderzoek en ontwikkeling van recyclingtechnologieën worden gefinancierd.

Het Duitse grondstoffonds van BMWK en KFW moet bijdragen aan de beveiliging van grondstoffen en afhankelijkheden verminderen door projecten te promoten voor extractie, verwerking en recycling van kritieke en strategische grondstoffen in binnen- en buitenland. Het BMWK -financieringsprogramma ondersteunt de transformatie van kolenregio's en bevordert de productie en herstel van kritieke grondstoffen voor belangrijke componenten.

Op Europees niveau versterkt horizont Europa de wetenschappelijke en technologische grondslagen en bevordert innovatie, met name onderzoek en innovatie voor substitutie, recycling, duurzame extractie en nieuwe materialen. De Europese grondstoffenalliantie (ERMA) van EIT -grondstoffen en de EU werkt aan de oprichting van veerkrachtige EU -waardeketens voor grondstoffen en identificeert en ondersteunt investeringsprojecten bij afbraak, verwerking en recycling van zeldzame aardes. Het Duitse programma MKB Innovative: Resource Efficiency and Circular Economy of the BMBF versterkt onderzoek en ontwikkeling in kleine en middelgrote bedrijven en bevordert de efficiënte bepaling en het gebruik van kritieke grondstoffen, innovatieve recyclingprocessen en circulaire producten.

Constructie van veerkrachtige waardeketens in Duitsland en Europa

De structuur van uw eigen, resistente waardeketens voor zeldzame aardes in Europa is een centraal element om de afhankelijkheid van China te verminderen. Dit vereist inspanningen op alle niveaus, van grondstofextractie tot verwerking tot de productie van eindproducten en recycling.

Kansen en uitdagingen bij het bouwen van binnenlandse verwerking en raffinaderijcapaciteiten

Een kritisch knelpunt in het huidige Europese zeelandschap is het ontbreken van significante capaciteit voor scheiding van het ruwe meer in individuele oxiden met een hoge zuiverheid en voor daaropvolgende metaalproductie. Zelfs als Europa in toenemende mate primaire of secundaire grondstoffen zou krijgen, zouden ze vaak naar China moeten worden geëxporteerd voor verdere verwerking, wat alleen de afhankelijkheid zou verschuiven.

• Noodzaak: de oprichting van Europese scheidingssystemen en metaalhutten is essentieel om een ​​echte diepte van waarde en strategische autonomie te bereiken.
• Voorbeelden van benaderingen: in Estland werkt NEO -prestaties al materialen (silket), een scheidingssysteem, dat echter afhankelijk is van geïmporteerde concentraties. In Frankrijk zijn er plannen voor een faciliteit in La Rochelle en het Caremag -project in LACQ streeft naar geïntegreerde verwerking en recycling. Er zijn ook initiatieven in Polen (Pulawy Project).
• Economiciteit: de structuur van dergelijke systemen is extreem kapitaalintensief. De beleggingskosten zijn hoog en Europese producenten zouden moeten concurreren met de gevestigde en vaak door de staat gesubsidieerde Chinese bedrijven. Lange termijn acceptatiecontracten en een stabiele prijzen zouden nodig zijn om investeringen aan te moedigen.
• Technologische hindernissen: specifieke knowhow is vereist voor de complexe scheidingsprocessen. Bovendien moeten milieuvriendelijke en energie -efficiënte procedures worden ontwikkeld en geschaald om aan de hoge Europese milieunormen te voldoen.
• LSEE vs. HSEE: Speciale aandacht vereist de ontwikkeling van verwerkingscapaciteiten voor Heavy Lake (HSEER), omdat de afhankelijkheid van China (inclusief de verwerking van grondstoffen van Myanmar) bijna 100% is en deze elementen voor hoog -performance magneten cruciaal zijn.

De oprichting van een complete keten van de Europese zeewaardecreatie is een generatieproject dat nauwelijks kan worden gerealiseerd zonder massale staatsfinanciering, politieke verplichtingen op lange termijn en nauwe samenwerking tussen openbare en particuliere actoren. Een enige focus op binnenlandse ontmanteling, zonder de parallelle ontwikkeling van verwerking, metaalproductie en magnetische productiecapaciteiten, zou de strategische afhankelijkheid niet fundamenteel oplossen.

"Ontwerp voor recycling" als een langetermijnstrategie

Een andere belangrijke strategie op lange termijn is het ontwerp van producten die zeldzame aardes bevatten in de zin van de circulaire economie ("ontwerp voor recycling", DFR).

• Doelen: producten moeten zodanig worden geconstrueerd dat zee-bevattende componenten (bijv. Magneten in elektrische motoren) gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd, gedemonteerd en gebruikt voor een verscheidenheid aan recycling aan het einde van het productleven. Dit zou de efficiëntie en economie van de recycling aanzienlijk verhogen.
• Instrumenten: de introductie van digitale productpassen die gedetailleerde informatie bevatten over de materiaalsamenstelling en demontage -instructies wordt gezien als een belangrijk instrument om de noodzakelijke transparantie voor effectieve recycling te creëren. Standaardinspanningen zijn hier ook relevant.
• Uitdagingen: de implementatie van DFR -principes is complex, vooral in geglobaliseerde toeleveringsketens met een breed scala aan fabrikanten en productontwerpen. De ontwikkeling en handhaving van bindende normen is een grote uitdaging.

"Ontwerp voor recycling" is een essentiële maar natuurlijk zeer langetermijnstrategie. Hun volledige effect op de beschikbaarheid van secundaire grondstoffen zal zich alleen ontwikkelen wanneer producten die volgens de DFR -principes zijn ontworpen vandaag het einde van hun levenscyclus bereiken in 10, 15 of meer jaar. Op korte termijn kan DFR de huidige leveringsproblemen niet oplossen, maar is essentieel voor de ontwikkeling van een duurzame en veerkrachtige circulaire economie voor zee in de toekomst.

Internationale samenwerkingen en diversificatie

Aangezien een volledige zelfvoorziening in zeldzame aardes voor Duitsland en Europa op korte tot middellange termijn onrealistisch is, spelen internationale samenwerking en de diversificatie van de aanbodsbronnen een centrale rol in elke veerkrachtstrategie.

Potentiële en duurzaamheidsbeoordeling van grondstofpartnerschappen

Duitsland en de EU versterken hun inspanningen om grondstofpartnerschappen met verschillende landen wereldwijd uit te breiden en uit te breiden.

• Afgestudeerde landen en focus grondstoffen:
  • Chili: Focus op lithium en koper, maar ook potentieel voor andere mineralen. In januari 2023 en juni 2024 werd de samenwerking bevestigd, met een focus op duurzame ontmanteling en wetenschappelijke uitwisseling.
  • Mongolië: partnerschap sinds 2011, strategisch partnerschap sinds februari 2024. Ondersteuning van de Duitse Mongoolse Universiteit van grondstoffen en technologie.
  • Australië: Samenwerking energie en grondstof sinds 2017, waardoor de focus op klimaatbescherming en kritische mineralen toeneemt. Bestudeer "Australia-Germany Critical Minerals Supply Chains Study" voor de identificatie van het potentieel van waardecreatie.
  • Canada: Strategisch partnerschap op het gebied van kritieke grondstoffen.
  • Andere partners: Kazachstan, Oekraïne, Groenland, evenals verschillende Afrikaanse (bijv. Namibia, Sambia, Dr. Congo) en Zuid -Amerikaanse landen (bijvoorbeeld Argentinië) zijn de focus van de EU voor grondstofpartnerschappen.
• Doelstellingen van de partnerschappen: naast de diversificatie van de bronnen van levering, gaat het ook om het ondersteunen van de partnerlanden in duurzame grondstofextractie, het bevorderen van waardecreatie ter plaatse (bijv. Door verdere verwerkingscapaciteiten op te bouwen) en het opzetten van hoge milieu-, sociale en bestuursnormen (ESG).
• Uitdagingen en risico's: de implementatie van dergelijke partnerschappen is complex. Het is belangrijk om de naleving van ESG -normen te waarborgen en greenwashing te voorkomen. Veel potentiële partnerlanden zijn politiek onstabiel of hebben tekorten bij de overheid. Er is ook een sterke concurrentie, vooral met China, om toegang te krijgen tot grondstoffen en invloed in deze landen. Het fundamentele probleem van veerkracht lost geen pure verhuizing van een dominante acteur (China) niet volledig op naar verschillende actoren, die ook mogelijk onstabiel is of beïnvloed door China. Een zeer zorgvuldige selectie van de partners en een intelligent ontwerp van de overeenkomsten die daadwerkelijke voordelen creëren voor beide partijen ("win-win") en niet alleen eenzijdige interesses nastreven.

Geopolitieke implicaties en stabiliteit op lange termijn

De levering van kritieke grondstoffen zoals zeldzame aardes is al lang een centraal veld van geopolitieke botsingen geworden.

• Instrumentalisatie van leveringen van grondstoffen: het risico dat grondstoffenleveringen worden gebruikt als een politiek drukmiddel in internationale conflicten is reëel en heeft in het verleden al tot aanzienlijke marktfouten geleid.
• Noodzaak van een coherente Europese strategie: gezien deze geopolitieke dimensie is een puur economisch of technologisch aangedreven grondstofbeleid niet voldoende. Een coherent van de Europese buitenlandse handels-, veiligheids- en ontwikkelingsbeleid is vereist dat geïntegreerde aspecten van grondstoffen. Het beveiligen van de zeevoorziening is daarom onlosmakelijk verbonden met de versterking van de Europese soevereiniteit en het ontwerp van veerkrachtige internationale relaties. Dit vereist nauwe coördinatie binnen de EU en met soort -gemaakte internationale partners.

Het versterken van technologisch leiderschap

De ontwikkeling en toepassing van de eigen geavanceerde technologieën op het gebied van substitutie, recycling en duurzame extractie van Rare Earth biedt Duitsland de mogelijkheid om de afhankelijkheid ervan te verminderen en tegelijkertijd een nieuw economisch potentieel te openen.

Het innovatiepotentieel van Duitsland in substitutie, recycling en duurzame extractie

Duitsland heeft een sterk en breed onderzoekslandschap op het gebied van materiaalwetenschappen, scheikunde en procestechnologie, zowel bij universiteiten als niet-universitaire onderzoeksinstellingen (bijv. Fraunhofer-Gesellschaft, Helmholtz-gemeenschap, Leibniz Community) en in de industrie.

• Zetmeelvelden: zoals gedetailleerd in sectie III, zijn er veelbelovende onderzoeksbenaderingen in Duitsland en Europa voor de ontwikkeling van zeevrije magneten, efficiëntere katalysatoren en fluorescerende, innovatieve recyclingprocessen (bijv. HPM's, hydrometallurgische en biotechnologische benaderingen) en voor de extractie van zee uit alternatieve bronnen.
• Challenge Technology Transfer: een centrale uitdaging is om de uitstekende onderzoeksresultaten sneller en effectiever om te zetten in industriële toepassingen en verkoopbare producten (overdrachtsonderzoek). Er is vaak een kloof tussen basisonderzoek/pilootprojecten en commerciële schaalverdeling.
• Wereldwijde concurrentie: Duitsland en Europa hebben intensieve wereldwijde concurrentie voor technologieleiderschap, vooral met de VS en China, die ook massaal in deze gebieden investeren. Om hier te kunnen bestaan, gerichte en substantiële promotie van belangrijke technologieën, de ontwikkeling van pilootfabrieken en het creëren van belangrijke markten voor duurzame en innovatieve producten.

Economische effecten van overstappen op REE-vrije technologieën voor belangrijke industrieën

De overstap naar technologieën die minder of geen zeldzame aarde nodig hebben, heeft complexe economische effecten:

• Kosten-batenbeoordeling: op korte termijn kan de vervanging uit de zee worden geassocieerd met hogere kosten of potentiële prestatieverliezen voor bepaalde toepassingen. Op de lange termijn kan echter door het vermijden van een duur en prijsvolatiel meer, het verminderen van de risico's van de supply chain en de ontwikkeling van nieuwe markten voor innovatieve producten leiden tot aanzienlijke economische voordelen.
• Investerings- en aanpassingsvereiste: de Duitse industrie, met name in de belangrijkste sectoren Automotive Construction, Renewable Energies and Electronics, wordt geconfronteerd met aanzienlijke investeringen en aanpassing om hun productieprocessen en producten te veranderen naar zee-arms of vrije alternatieven. Dit treft niet alleen de eindproducten, maar ook de gehele toeleveringsketens.
• Mogelijkheden voor "First Mover": Duitse bedrijven die al vroeg afhankelijk zijn van innovatieve, duurzame en kritieke grondstoffen Independent Technologies kunnen concurrentievoordelen veiligstellen als "First Mover" en nieuwe, veelbelovende markten openen. Dit vereist echter risico op risico's en een strategische oriëntatie op lange termijn.

De overstap naar REE-vrije of efficiënte technologieën is daarom niet alleen een kwestie van beveiliging van levering, maar ook een strategische cursus voor het toekomstige concurrentievermogen van de Duitse industrie in wereldwijde toekomstige markten.

Synthese en aanbevelingen voor actie voor Duitsland

De analyse van het probleem met zeldzame aarde heeft de diepgaande afhankelijkheid van Duitsland en Europa van wereldwijde, met name Chinese, toeleveringsketens en de bijbehorende economische en geopolitieke risico's geïllustreerd. Tegelijkertijd worden veelbelovende onderzoeksbenaderingen en strategische opties getoond om deze afhankelijkheid te verminderen en de beveiliging van de levering op de lange termijn te vergroten. Het bereiken van meer onafhankelijkheid is echter een complexe onderneming die een coherente strategie en consistente actie van politiek en industrie vereist.

Evaluatie van de risico's, kansen en conflicten van doelen

De levering van zeldzame aardes is van uitstekend strategisch belang voor Duitsland, omdat deze grondstoffen onmisbaar zijn voor belangrijke technologieën van de energietransitie, digitalisering en voor belangrijke takken van de industrie zoals automotive constructie. De huidige wereldwijde voedingsstructuur, gedomineerd door China bij het promoten en in het bijzonder, brengt aanzienlijke risico's met zich mee als gevolg van prijsvolatiliteit, bottlenecks van de levering en de potentiële instrumentalisatie van grondstofvoorziening voor geopolitieke doeleinden. Deze risico's worden verder verergerd door de toenemende wereldwijde vraag.

De kansen om deze afhankelijkheid te verminderen is een multi -track -aanpak:

• Substitutie en efficiëntie: onderzoek naar vervangingsmaterialen en zeevrije technologieën, met name voor magneten, evenals de toename van materiaalefficiëntie bieden potentieel om de specifieke zee-eis op middellange tot lange termijn te verminderen.
• Recycling en circulaire economie: de oprichting van een Europese recyclinginfrastructuur kan een belangrijke bijdrage leveren aan het aanbod van secundaire grondstoffen, maar wordt geconfronteerd met technologische en economische uitdagingen.
• Diversificatie en binnenlandse bronnen: de ontwikkeling van nieuwe internationale aanbodbronnen via grondstofpartnerschappen en het potentiële gebruik van Europese gebeurtenissen kan de leveringsbasis vergroten, maar worden geassocieerd met uw eigen risico's en lange doorlooptijden.

Bij het nastreven van deze kansen komen tegenstrijdige doelen onvermijdelijk voor:

• Economicity versus pensioenbeveiliging: investeringen in binnenlandse extractie, verwerking of geavanceerde recyclingtechnologieën zijn vaak kosten -intensiever dan importeren uit gevestigde, goedkope bronnen, vooral zolang de wereldmarktprijzen laag zijn. Kostenoptimalisatie op korte termijn is in strijd met strategische veerkracht op lange termijn.
• Milieubescherming tegen lokale ontmanteling/verwerking: de extractie en verwerking van See is milieu -intensief. De naleving van hoge milieunormen in Europa verhoogt projecten en kan leiden tot acceptatieproblemen bij de bevolking, terwijl het verhuizen naar landen met lagere normen ethisch twijfelachtig is.
• Speed ​​Vs. Grondigheid: de dringende behoefte aan beveiligingsbeveiliging vereist snelle oplossingen, terwijl het bouwen van duurzame en milieuvriendelijke waardeketens en de ontwikkeling van nieuwe technologieën.

Het bereiken van onafhankelijkheid in zeldzame aardes is geen enkelvoudig doel, maar moet worden overwogen in de bredere context van andere strategische imperatief zoals klimaatneutraliteit, het handhaven van economisch concurrentievermogen en het handhaven van de wereldwijde verantwoordelijkheid voor duurzaamheid. Dit vereist zorgvuldige overweging van prioriteiten en de bereidheid om korte -termijnkosten te accepteren voor langdurige strategische voordelen.

Concrete, prioriteit voor aanbevelingen voor actie voor politiek en industrie

Om duurzaam de beveiliging van Duitsland met zeldzame aardes te verbeteren en de afhankelijkheid van individuele leveranciers te verminderen, is een gecoördineerde procedure voor politiek en industrie vereist. De volgende aanbevelingen voor actie worden geprioriteerd volgens tijdcategorieën:

Maatregelen op korte termijn (tot 2 jaar)

Intensivering van grondstofmonitoring en risicodetectie:

• Versterking van de capaciteiten van het Duitse grondstofagentschap (DERA) en de BMWK voor continue analyse van wereldwijde zeemarkten, supply chain -risico's (inclusief referentie- en tussenproducten) en geopolitieke ontwikkelingen.
• Een vroege waarschuwingssysteem bouwen voor potentiële pensioenstoornissen.

Versnelling van goedkeuringsprocedures voor strategische projecten:

• Consistent gebruik van de versnelde goedkeuringsprocedures die in de EU CRMA zijn voorzien voor strategisch belangrijke recycling-, verwerkings- en mogelijk extractieprojecten in Duitsland en Europa.
• Establishment en effectieve apparatuur van de nationale contactpunten ("one-stop winkels") volgens CRMA.

Strategische allianties opbouwen en diversificatie van import:

• Actieve promotie van bedrijfswerkers voor de gezamenlijke aankoop van reeds geavanceerde meer of kritische voorlopige producten (bijv. Magneten) uit gediversifieerde bronnen die als op waarde gebaseerd zijn.
• Onderzoek en mogelijk het bouwen van een strategische, toepassingsgerelateerde voorraad voor bijzonder kritisch meer of componenten die daarvan zijn gemaakt.

Gerichte promotie van piloot- en demonstratieprojecten:

• Het verstrekken van risicokapitaal en financiering voor het schalen van veelbelovende Duitse en Europese onderzoeksbenaderingen op het gebied van zie-recycling (bijv. Geautomatiseerde demontage, efficiënte scheidingstechnologieën) en substitutie (bijv. Zeevrije magneten) op een industriële standaard (TRL 6-8).

Middelste termijn maatregelen (2-7 jaar)

Constructie van commerciële recycling- en verwerkingssystemen:

• Creatie van prikkels en vermindering van investeringsschurft voor de ontwikkeling van eerste commerciële systemen voor het recyclen van zee-bevattende producten (met name magneten, batterijen, elektronica-schroot) en voor het verwerken van meerconcentraten in Duitsland/Europa.
• Dit omvat de scheiding van LSEE en HSEE evenals metaalproductie.

Implementatie van "ontwerp voor recycling" en digitale productpassen:

• Ontwikkeling en geleidelijke introductie van bindende normen voor een recyclingproductontwerp voor relevante productgroepen (bijvoorbeeld elektrische motoren, elektronische apparaten) op EU -niveau.
• De oprichting van digitale productpassen die informatie bieden over de materiaalsamenstelling (inclusief zee -inhoud) en ontmanteling.

Systematische expansie en verdieping van grondstofpartnerschappen:

• De conclusie en implementatie van grondstofpartnerschappen met geselecteerde landen met zeeafzettingen. Focus op de naleving van hoge ESG -normen, het bevorderen van lokale toegevoegde waarde en het creëren van betrouwbare leveringsrelaties.
• Ondersteuning van Duitse bedrijven bij deelname aan duurzame internationale mijnbouw- en verwerkingsprojecten via instrumenten van buitenlandse handelsfinanciering (bijv. UFK -garanties).

Examen en mogelijk promotie van lokale/Europese primaire acquisitie:

• Implementatie van gedetailleerde haalbaarheid en milieu -impactstudie voor de meest veelbelovende Europese zeeafzettingen (bijv. Kiruna, Fen).
• Met een positief resultaat en onder de strengste milieu- en sociale vereisten, evenals het zorgen voor sociale acceptatie: gerichte promotie van pilootprojecten voor de ontwikkeling en voorbereiding.

Investeringen in training en verder onderwijs:

• Constructie en promotie van cursussen en trainingsprogramma's die specialisten kwalificeren voor de gehele zeewaarde-keten van geowetenschappen om technologie en materiaalwetenschappen te verwerken tot recycl-experts.

Maatregelen voor lange termijn (7+ jaar):

Oprichting van een robuuste Europese circulaire economie voor meer:

• Creatie van een functionerende markt voor een secundair meer door geoptimaliseerde verzamel-, sorteer- en voorbereidingsinfrastructuren, bindende recyclerie -gebruikspercentages (waar nuttig) en de bevordering van de vraag naar gerecyclede materialen.

Continue F & e-funding voor verstorende innovaties:

• Ondersteuning op lange termijn voor het basis- en applicatiegerichte onderzoek naar de ontwikkeling van de volgende generatie vervangende materialen en volledig zeevrije technologieën voor belangrijke toepassingen.

Creatie van belangrijke markten voor duurzame producten:

• Gebruik van openbare inkoop en andere instrumenten voor de promotie van producten die ofwel duurzaam/gerecycled meer bevatten of gebaseerd zijn op zeevrije alternatieven en een hoge efficiëntie van hulpbronnen hebben.

Een succesvolle strategie voor het verminderen van zeeverslaving vereist een intelligente "beleidsmix". Dit moet van de markteconomie zijn (bijv. Voor investeringen in recycling en substitutie, CO2 -prijzen, die indirect materiaalefficiëntie bevordert), duidelijke en betrouwbare wettelijke wettelijke vereisten (bijv. Recyclede quota, ecodesign -eisen, transparentieverplichtingen) en directe staatssteun (met name voor F & A, pilootplanten en strategische projecten met een hoge risico of lange combinatie van high -risico- of lange combinatie -amortisatietijd). De enige verantwoordelijkheid voor het bedrijf verlaten, zoals vaak wordt toegepast in het verleden, gezien de specifieke marktstructuur (oligopolis, staatsactoren), de hoge beleggingsrisico's en de geopolitieke dimensie van het meerprobleem zijn niet voldoende om de nodige transformatie te veroorzaken.

Lange termijn visie op duurzame en veerkrachtige zorg in Duitsland met kritieke grondstoffen

De langetermijnvisie voor Duitsland moet niet alleen streven om de afhankelijkheid van individuele leveringslanden voor zeldzame aardes aanzienlijk te verminderen, maar ook om een ​​baanbrekende rol te spelen bij de ontwikkeling en toepassing van duurzame grondstoffen en circulaire economische modellen. Dit betekent:

Gediversifieerde en veerkrachtige toeleveringsketens

Duitsland haalt kritische grondstoffen uit verschillende bronnen, waarbij grondstofpartnerschappen een centrale rol spelen op ooghoogte en in overeenstemming met de hoogste duurzaamheidsnormen.

Sterke Europese toegevoegde waarde

Een aanzienlijk deel van de behoeften van het meer en de producten die hiervan zijn gemaakt (met name magneten) worden verkregen, verwerkt en gerecycled in Europa, gebaseerd op concurrerende en milieuvriendelijke technologieën.

Innovatie leiderschap

Duitse bedrijven en onderzoeksinstellingen zijn leiders in de ontwikkeling en commercialisering van substitutietechnologieën, zeer efficiënte recyclingprocessen en productontwerpen voor hulpbronnen.

Gevestigde circulaire economie

Zeldzame aardes en andere kritieke grondstoffen worden systematisch beheerd in gesloten circuits, wat de behoefte aan primaire grondstoffen minimaliseert en de milieuvervuiling wordt verminderd.

Strategische vooruitziende blik

Duitsland heeft mechanismen voor vroege detectie veranderende grondstofbehoeften en potentiële leveringsrisico's en kan zijn strategieën flexibel aanpassen.

Onafhankelijkheid in zeldzame aardes is geen statische eindtoestand, maar een continu proces van risicominimalisatie, technologische aanpassing en strategische positionering in een dynamisch veranderende wereldwijde omgeving. Veerkracht op lange termijn vereist daarom niet alleen één -off -inspanningen, maar ook een permanente politieke prioriteit, duurzame investeringen en het vermogen om te reageren op nieuwe uitdagingen en kansen als leersysteem. De manier waarop er veeleisend is, maar voor de toekomstige levensvatbaarheid van de industriële locatie van Duitsland en het bereiken van zijn ecologische en sociale doelen van cruciaal belang.

☑️ MKB -ondersteuning in strategie, advies, planning en implementatie

☑️ Creatie of herschikking van de digitale strategie en digitalisering

☑️ Uitbreiding en optimalisatie van de internationale verkoopprocessen

☑️ Wereldwijde en digitale B2B -handelsplatforms

☑️ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

Ik help u graag als een persoonlijk consultant.

U kunt contact met mij opnemen door het onderstaande contactformulier in te vullen of u gewoon bellen op +49 89 674 804 (München) .

Ik kijk uit naar ons gezamenlijke project.

Xpert.Digital is een hub voor de industrie met een focus, digitalisering, werktuigbouwkunde, logistiek/intralogistiek en fotovoltaïsche.

Met onze 360 ​​° bedrijfsontwikkelingsoplossing ondersteunen we goed bekende bedrijven, van nieuwe bedrijven tot na verkoop.

Marktinformatie, smarketing, marketingautomatisering, contentontwikkeling, PR, e -mailcampagnes, gepersonaliseerde sociale media en lead koestering maken deel uit van onze digitale tools.

U kunt meer vinden op: www.xpert.Digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus