Rzekskie Ziemie: dominacja surowców w Chinach z recyklingiem, badaniami i nowymi kopalniami z zależności surowców?

Strategiczne znaczenie ziemi rzadkiej dla Niemiec

Ziemia rzadki (jezioro) to grupa pierwiastków chemicznych, które ze względu na ich unikalne właściwości fizyczne i chemiczne odgrywają kluczową rolę w wielu nowoczesnych technologiach. Ich strategiczne znaczenie dla narodów uprzemysłowionych, takich jak Niemcy, wzrosło wykładniczo w ostatnich dziesięcioleciach, szczególnie w kontekście digitalizacji, przejścia energii i zastosowań związanych z bezpieczeństwem. Jednak rosnąca koncentracja globalnych łańcuchów dostaw, zwłaszcza dominacja Chin, ujawniła znaczące ryzyko gospodarcze i geopolityczne. W tym artykule analizuje złożony problem ziem rzadkich z niemieckiej perspektywy, oświetla zależność od Chin, ocenia obecne podejścia do badań i rozwoju nowych rozwiązań i przedstawia strategiczne możliwości dla Niemiec w celu osiągnięcia większej niezależności w dostawie tych krytycznych surowców w perspektywie długoterminowej.

Definicja, właściwości i klasyfikacja rzadziej (jezioro)

Ziemia rzadki obejmuje w sumie 17 metali z tego okresu: 15 lantanoidów (Lantan (LA), Cer (CE), PraseodyM (PR), Neodym (ND), Promethium (PM), Samarium (SM), Europium (EU), Gadolinium (GD), Terbium (Tb), Dyprosium (DY), Holmium (Ho), Ho), Gadolinium (HO), Gadolinium (GD), Terbium (Tb). Thulium (TM), Ytterbium (YB), Lutium (LU)), a także Scandium (SC) i Yttrium (Y). Są to metale uzyskane z rud. Ich specjalne właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak wysoka reakcja (szczególnie w przypadku tlenu), łatwa łatwopalność, a także specyficzne cechy magnetyczne i spektroskopowe, sprawiają, że są pożądane surowce.

Zazwyczaj dokonuje się rozróżnienia między lekkimi ziemiami rzadkimi (LSEE), które obejmują na przykład Lanthan, Cer, PraseodyM i NeodyMM oraz ciężkie ziemskie ziemiy (HSEE), takie jak terbium i rys. To rozróżnienie jest istotne, ponieważ LSEE występuje znacznie częściej w większości depozytów niż HSEE.

Termin „ziemia rzadka” wprowadza w błąd, ponieważ elementy te niekoniecznie są rzadkie. Na przykład Neodymm jest bardziej powszechny niż ołów, a Thulium występuje częściej niż złoto lub platyna. Raczej prawdziwe wyzwanie, a tym samym „rzadkość” w sensie ekonomicznym, polega na niskim stężeniu, w którym są one dostępne w wielu zdarzeniach, a zwłaszcza w niezwykle złożonym i kosztownym procesie oddzielenia i przygotowania. Ziemia rzadki zawsze występują w naturze natury i z innymi minerałami; Ich izolacja wymaga różnych kroków chemicznych i konkretnej wiedzy. Ta przeszkoda technologiczna i ekonomiczna, a nie dostępność geologiczna sama w sobie, jest rdzeniem problemu zaopatrzenia.

Poniżej znajduje się tabela przeglądu ziem rzadkich:

17 ziem rzadkich - właściwości i główne zastosowania

17 ziem rzadkich obejmuje zarówno lekkie, jak i ciężkie rzadkie daty o unikalnych właściwościach i różnorodnych zastosowaniach. Scandium (numer zamówienia 21) jest elementem lekkim o wysokiej wytrzymałości w stopach i jest stosowany w oświetleniu stadionu, ogniwach paliwowych, technologii X -Bray i stopach lekkich metali dla lotnictwa. Yttrium (39) jest jedną z ciężkich ziem rzadkich i jest ważna dla materiałów fluorescencyjnych i właściwości nadprzewodniczych, dlatego jest stosowany w fosforach dla ekranów, diod, laserów, nadrzędnych drabin i ceramiki.

Lantan (57) jest radosny i stanowi podstawę Lantanoidów. Jest stosowany w katalizatorach, akumulatorach, specjalnych okularach i krzemieniach. Cer (58) jest najczęstszym metalem ziem rzadkich i służy jako środek polerowy z absorpcją UV w katalizatkach, szklanym lakierze, filtrach UV i samozwańczych piecach. PraseodyM (59) umożliwia mocne magnesy i generuje żółtą kolorystykę w szkła i ceramice, co oznacza, że ​​jest stosowany w magnesach stałych, silnikach samolotów i specjalnych szklankach.

Neodym (60) jest niezbędny do najsilniejszych magnesów stałych i jest stosowany w magnesach NDFEB do silników elektrycznych, turbin wiatrowych, dyskach twardych i głośników. Promethium (61) jest radioaktywny, a najrzadszy naturalnie występujący meta metal ziem rzadkich, który jest stosowany w fluorescencyjnych, atomowych akumulatorach i pomiarach. Samarium (62) jest odpowiednie dla magnesów w wysokich temperaturach i absorpcji neutronów w magnesach stałych, prętach podatkowych reaktorów jądrowych i katalizatorach.

Europejium (63) jest ważne dla czerwonego i niebieskiego fluorescencyjnego w diodach LED, lampach i ekranach ratujących energię. Gadolin (64) wykazuje wysokie wchłanianie neutronów i właściwości paramagnetyczne, dlatego jest ono stosowane jako podłoże kontrastowe w MRI, w podatkach i superkorłach. Terbium (65) jest ważne dla zielonego fluorescencyjnego i magnetostrykcji w diodach diod, magnesach stałych i czujnikach.

Dyprosium (66) zwiększa wytrzymałość pola przymusu magnesów w wysokich temperaturach i jest stosowana w wysokiej temperaturze magnesów i laserów. Holmium (67) ma najsilniejsze znane momenty magnetyczne i jest stosowane w laserach medycznych i wojskowych. Erbium (68) tworzy różowy kolorystykę i jest stosowany w kablach światłowodowych, laserach medycznych i do kolorowania szkła.

Thulium (69) jest najrzadszym stabilnym lantanoidem i służy jako źródło x -marki w przenośnych urządzeniach i laserach X -Ray. Ytterbium (70) służy do lasera podczerwieni i jako środek redukujący w stopach ze stali nierdzewnej. Lutium (71) jest najdroższym metalem ziem rzadkich i jest stosowany w pozytronowej tomografii emisyjnej, katalizatorach petrochemicznych i eksperymentalnie w terapii przeciwnowotworowej.

Kluczowe zastosowania i rosnące znaczenie dla przyszłych technologii

Ze względu na ich niezwykłe właściwości rzadkie ziemiy stały się niezbędne w szerokim zakresie wysokich zastosowań technologicznych i odgrywają kluczową rolę w rozwoju technologicznym i konkurencyjności współczesnych gospodarek. Ich znaczenie wzrasta wraz z postępem digitalizacji i globalnego przejścia energii.

Najważniejsze dziedziny aplikacji obejmują:

• Magnesy stałe: Neodym-Iron-Bor (NDFEB) są najsilniejszymi znanymi magnesami stałymi i niezbędne dla potężnych i kompaktowych silników elektrycznych w pojazdach elektrycznych, samochodach hybrydowych, rowerach elektronicznych, robotach i zakładach przemysłowych. Są one również niezbędne w generatorach turbin wiatrowych (zwłaszcza systemów offshore bez przekładni), napędów dysku twardego, głośników i słuchawek. Często dodaje się Dyprosium i Terbium, aby utrzymać wydajność tych magnesów w wysokich temperaturach.
• Katalizatory: CER jest stosowany w katalizatorach motoryzacyjnych w celu zmniejszenia szkodliwych emisji spalin. Lantan i inne jezioro są stosowane w katalizatkach do udoskonalania oleju (pękanie katalityczne płynów) i innych procesach chemicznych.
• Baterie: Lantan jest ważną częścią akumulatorów niklowych (NIMH), które są używane w pojazdach hybrydowych i przenośnej elektronice.
• Substancje świetliste: Europium (dla czerwonego i niebieskiego) i terbum (dla zielonego) są kluczowe dla jakości i wydajności diod emitujących światło (diody LED), lamp ratujących energię, płaskie ekrany (LCD, OLED) i inne technologie wyświetlania. Itr jest również stosowany w fluorescencji.
• Optyka i laser: Lantan poprawia właściwości optyczne specjalnych okularów do soczewek kamer, teleskopów i lornetki. Dziedziczenie jest stosowane w kablach światłowodowych do wzmocnienia sygnału. Neodym, Ytterbium, Holmu i Erbium są ważnymi składnikami w różnych typach laserowych dla medycyny, przemysłu i komunikacji.
• Inne zaawansowane technologicznie zastosowania: obejmuje to środki polerowania (ceroksyd precyzyjnych optyki i półprzewodników), ceramikę specjalną (YTTRium do poprawy oporności na wysoką temperaturę), obrazowanie medyczne (optyka gadolinowa jako środowisko kontrastowe w MRTS).

Dla niemieckich kluczowych branż, takich jak przemysł motoryzacyjny (szczególnie w przejściu do elektromobilności), inżynieria maszyn i roślin, energie odnawialne (zwłaszcza energia wiatrowa) oraz przemysł elektroniki i technologii medycznych, rzadka ziemia ma znaczenie egzystencjalne. Digitalizacja progresywna i ambitne cele przejścia energii prowadzą do przewidywania znacznego wzrostu globalnych potrzeb w jeziorze w nadchodzących latach i dziesięcioleciach. Na przykład zapotrzebowanie na jezioro na magnesy stałe może być dziesięciokrotnie do 2050 r. Krytyka wielu rzadszych ziemi wynika nie tylko z potencjalnych wąskich gardeł podaży lub geograficznego stężenia produkcji, ale także z braku bezpośrednich i równoważnych substytutów wielu ich zastosowań o wysokiej wydajności. Chociaż intensywnie przeprowadzane są badania dotyczące materiałów zastępczych, patrz można zastąpić w wielu obszarach ze względu na ich unikalne właściwości elektroniczne i magnetyczne technologicznie trudne lub tylko przy akceptacji utraty wydajności. Ta technologiczna sytuacja „blokady” zaostrza problem zależności i podkreśla pilność zarówno bezpieczeństwa podaży, jak i opracowania alternatywnych rozwiązań technologicznych.

Krytyczna zależność Niemiec od Chin od ziem rzadkich: nowe strategie suwerenności technologicznej

W związku ze strategicznym znaczeniem ziem rzadkich i złożonych wyzwań związanych z ich bezpieczeństwem dostaw, niezbędna jest dobrze uzupełniona analiza obecnej sytuacji i przyszłych opcji dla Niemiec. Artykuł ten realizuje cel kompleksowego zbadania obszaru problemu ziem rzadkich, analizując specyficzną zależność od Chin, przedstawiając stan badań w odniesieniu do nowych rozwiązań i na podstawie tego w oparciu o to, aby zapewnić strategiczne możliwości dla Niemiec w celu zapewnienia długoterminowej i zrównoważonej opieki dzięki tym krytycznym surowcom oraz w celu wzmocnienia własnej suwnictwa technologicznego.

Globalny krajobraz dostaw i zależność Niemiec

Globalna podaż ziemi rzadkich charakteryzuje się wyjątkowo wysokim stężeniem zarówno w występowaniu, jak i promocji, jak i jeszcze bardziej wyraźnej w dalszym przetwarzaniu. Ta koncentracja, zwłaszcza dominacja Chin, jest znaczącym wyzwaniem strategicznym i potencjalnym ryzykiem dla uprzemysłowionych narodów, takich jak Niemcy.

Występowanie na całym świecie, promocja i przetwarzanie - dominująca rola Chin

Chociaż ziemskie ziemi nie są niezwykle rzadkie, jak już wspomniano, ekonomicznie degradowalne stężenia można znaleźć tylko w stosunkowo niewielu miejscach na całym świecie. Największe znane rezerwy znajdują się w Chinach, które szacuje się, że mają około 44 milionów ton tlenków ziem rzadkich (SEO). Inne ważne rezerwy znajdują się w Wietnamie (około 22 milionów T), Brazylii i Rosji (około 21 milionów T), Indiach (około 6,9 miliona T), Australii (około 4 milionów T) i USA (około 1,8 miliona T). Grenlandia ma również znaczące zdarzenia.

Od dziesięcioleci Chiny odgrywają wiodącą rolę w globalnej produkcji kopalni. W 2021 r. Udział Chin w globalnym finansowaniu górniczym wyniósł około 61–64%, a dla 2023 r. Szacuje się na około 70%. USA, Myanmar i Australia są innymi ważnymi producentami, ale z znacznie niższymi udziałami w rynku. Historycznie Stany Zjednoczone były największym sponsorem aż do końca lat 80. XX wieku, zanim Chiny masowo rozszerzyły swoją produkcję z przełomu tysiąclecia i zaczęły dominować na rynku.

Dominacja Chin w dziedzinie rafinacji i dalszego przetwarzania ziemi rzadkich jest jeszcze bardziej wyraźna. Tutaj Chiny kontrolują około 90% globalnych zdolności. Oznacza to, że nawet rzadkie koncentraty, które są zdemontowane w innych krajach (np. W USA lub Australii), często muszą być transportowane do Chin w celu separacji i zakończenia. Ten krok - oddzielenie chemicznie bardzo podobnego jeziora od siebie i elementów towarzyszących - jest wymagające technologicznie i kapitał.

Supremacja Chin wynika nie tylko z bogatego występowania geologicznego, ale jest wynikiem długoterminowej strategii przemysłowej. W przeszłości często obejmowało to akceptację niższych standardów środowiskowych i stosowanie dotacji państwowych w celu uzyskania i utrzymania pozycji dominującej. W rezultacie produkcja w krajach zachodnich często stała się nierentowna, a kopalnie i zakłady przetwórcze zostały zamknięte. W ostatnich latach Chiny skonsolidowały indukcję SE, kwoty eksportowe i taryfy (historycznie i potencjalnie również w przyszłości) jako instrumenty kontrolne i coraz częściej koncentrowały się na produkcji produktów wyższej jakości i wartości dodanej we własnym kraju. Znaczącym krokiem był zakaz eksportowania technologii w celu rzadziej przetwarzania magnesów na koniec 2023 r., Co dodatkowo ugruntowało zależność technologiczną.

Kolejne ważne różnicowanie dotyczy światła (LSEE) i ciężkich (HSEE) Ziemi rzadkich. Podczas gdy LSEE, takie jak Lantan i Cer, są stosunkowo często występujące, a także rozbite poza Chinami, podaż niektórych krytycznych HSeer, które są niezbędne do zastosowań o wysokiej wydajności, takich jak magnesy stałe (np. Dyprosium, terbium), jest prawie całkowicie zależne od Chin i sąsiedniego Myanmaru. Ta specyficzna zależność od HSEE, która często występuje w kamieniach radsorpcyjnych jonowych, których rozpad jest szczególnie problematyczny dla środowiska, stanowi punkt neuralgiczny w globalnym łańcuchu dostaw.

Globalna produkcja kopalni i zastrzega się rzadziej Ziemi (na podstawie danych dla 2021/2022)

Uwaga: w zależności od źródła i roku ankiety liczby mogą się nieznacznie różnić. SEO = tlenki ziem rzadkich. Informacje rezerwowe dla Chin silnie zmieniają się w źródłach.

Globalna produkcja wydobycia jest mniej prawdopodobna, że ​​Chiny, które w 2021 r., Z 168 000 ton SEO, wydało około 61–64% globalnych finansowania. Stany Zjednoczone zajmują drugie miejsce z 43 000 ton (15,5-16%udziałem w rynku), a następnie Myanmar z 26 000 ton (9,4-7,5%) i Australią z 22 000 ton (8,0–5,9%). Tajlandia wyprodukowała 8000 ton (2,9% udziału w rynku). Według Dery w 2021 r. Wietnam miał niską produkcję około 360 ton, a USGS daje wyższe wartości. Inne kraje, takie jak Brazylia, Rosja i Indie, mają obecnie niewielką produkcję. Ogólna globalna produkcja wyniosła około 270 000-280 000 ton.

Rezerwy pokazują inny obraz: Chiny mają około 44 milionów ton SEO (36,7-63%rezerwatów światowych), Wietnamu ponad 22 miliony ton (18,3%), Brazylii i Rosji każda ponad 21 milionów ton (17,5%każda). Indie mają 6,9 miliona ton (5,8%), Australia 4 miliony ton (3,3%) i USA 1,8 miliona ton (1,5%). Grenlandia ma 1,5 miliona ton rezerw (1,3%), ale obecnie nie produkuje. Globalne rezerwy całkowite szacuje się na 120-166 milionów ton SEO.

Analiza zależności niemieckiej i UE Chin

Dominacja Chin w globalnym łańcuchu morskim prowadzi do wyraźnej zależności importowej od Niemiec i całej Unii Europejskiej. Obecne dane z federalnego biura statystycznego pokazują, że Niemcy sprowadziły około 3400 ton ziem rzadkich bezpośrednio z Chin w 2024 r., Które odpowiadały 65,5% całego importu Morza Niemieckiego. Dla całej UE odsetek bezpośredniego importu z Chin w 2024 r. Wyniósł 46,3% (6000 ton), a następnie Rosję z 28,4% i Malezją z 19,9%.

Zależność od określonych ziem rzadkich, które są wymagane dla magnesów o wysokiej wydajności, takich jak neodym, praseodym i samarium, jest szczególnie krytyczna. Zostały one również prawie całkowicie sprowadzone z Chin w 2024 r. Sytuacja jest podobna z produktami, które zostały już przetworzone. Na przykład 84% metali ziem rzadkich importowanych według Niemiec i około 85–94% magnesów NDFEB z Chin, które są produkowane na całym świecie i importowane do Niemiec.

Zależność ta ma znaczące implikacje ekonomiczne. Szacuje się, że w 2022 r. Około 22% wartości brutto dodanej handlu przetwarzaniem w Niemczech (odpowiadających 161 miliardom euro) z dostępności ziemi rzadkiej. Szczególnie dotknięte branżem są inne konstrukcje pojazdów (67%wartości dodanej na morzu), budownictwo pojazdów silnikowych (65%) oraz produkcja produktów elektronicznych i optycznych (55%).

Należy zauważyć, że statystyczne rejestrowanie pochodzenia ziem rzadkich może potencjalnie nie docenić faktycznej zależności od Chin. Jeśli odnotowano tylko ostatni kraj wysyłkowy, dalsze lokalizacje przetwarzania w krajach trzecich mogą ukryć oryginalne chińskie pochodzenie jeziora jeziora. Na przykład Austria i Estonia działają jako procesor niemieckiego importu, a Malezja jest ważnym dostawcą UE. Ponieważ jednak Chiny dominują w globalnej rafinacji, jest bardzo prawdopodobne, że duża część surowców przetwarzanych w tych krajach pierwotnie pochodzi z Chin. Oficjalne statystyki importu nie mogą zatem przedstawić pełnej głębokości przeplatania się ze źródłami chińskimi.

Zależność importu od Niemiec i UE Chin dla wybranych ziem rzadkich i produktów przetworzonych (na podstawie danych dla 2023/2024)

Uwaga: Liczby oparte są na najnowszych dostępnych danych, zwykle dla 2023/2024. Dokładne wartości procentowe mogą się nieznacznie różnić w zależności od źródła danych i metodologii ankiety.

Niemcy i Unia Europejska mają znaczącą zależność importową Chin od ziem rzadkich i produktów przetworzonych, jak pokazują obecne dane z 2023 i 2024 roku. U rzadkich Ziemi Niemcy otrzymują 65,5 procent swoich surowców i tlenków z Chin, podczas gdy UE jest nieco mniej zależna od 46,3 procent. Innymi ważnymi krajami dostaw w Niemczech są Austria z 23,2 procentami i Estonią z 5,6 procent. UE zróżnicuje więcej i uzyskuje dodatkowe 28,4 procent z Rosji i 19,9 procent z Malezji.

Zależność od wyspecjalizowanych produktów jest szczególnie krytyczna. Neodymm, Praseodym i Samarium, które są niezbędne do produkcji magnesu, pochodzą prawie całkowicie z Chin. W przypadku dalszych przetworzonych metali ziem rzadkich udział w Niemczech w Niemczech z Chin wynosi od 82 do 84 procent. Sytuacja magnesów stałych NDFEB jest podobnie dramatyczna, a zarówno Niemcy, jak i UE przenoszą się do 84 do 94 procent ich importu z Chin. Japonia jest tutaj jedyną godną uwagi alternatywą i obejmuje około dziesięciu procent światowej produkcji.

Zależność osiąga szczyt w ciężkich ziem rzadkich, ponieważ UE importuje sto procent swoich przetworzonych ciężkich elementów ziem rzadkich, takich jak Dyprosium i Terbium z Chin. Nawet w przypadku niewielkich ziem rzadkich, takich jak Cer, Neodym i PraseodyM, 69 procent importu UE pochodzi z Chin.

Ryzyko ekonomiczne i geopolityczne zależności

Wysoka koncentracja łańcucha dostaw morskich na Chinach zawiera znaczące ryzyko gospodarcze i geopolityczne dla Niemiec i UE. W przeszłości Chiny wielokrotnie wykorzystywały swoją dominującą pozycję, aby wpłynąć na ceny i używać dostaw jako politycznego środka presji.

Znanym przykładem jest dławienie eksportu morskiego do Japonii w 2010 roku w trakcie sporu terytorialnego. Ostatnie zmiany, takie jak wprowadzenie kontroli eksportu niektórych metali i magnesów jeziornych przez Chiny w kwietniu 2025 r., Po raz kolejny wykazały podatność branż zachodnich. Środki te doprowadziły do ​​znacznego wzrostu cen na rynku światowym poza kosztem tlenku w Chinach-Dyprosium do 300 USD za kilogram i zagroziły, że spowodują zatrzymanie produkcji w niemieckim przemyśle motoryzacyjnym w ciągu czterech do sześciu tygodni, ponieważ zapasy były szybkie.

Takie przerwy w dostawie lub drastyczne ceny zwiększają konkurencyjność niemieckich kluczowych branż, szczególnie w obszarach elektromobilności, energii odnawialnych i wysokiej technologii, i mogą masowo utrudniać osiągnięcie ambitnych celów przejścia energii i ruchu, a także digitalizacji. Zależność jest wielowymiarowa: wpływa nie tylko na ekstrakcję surowca, ale także bardziej krytycznie na rafinację i produkcję produktów pośrednich, takich jak magnesy stałe. Nawet jeśli dostępny był ROH z innych źródeł, często brakuje niezbędnych zdolności przetwarzania poza Chinami w celu przekształcenia ich w wymagane metale lub stopów o wysokiej czystości. Oznacza to, że sama dywersyfikacja produkcji kopalni nie rozpuszcza podstawowej zależności w środkowej części łańcucha wartości. Ustanowienie własnej europejskiej rafinerii i pojemności przetwarzania jest zatem równie krytycznym wąskim gardłem jak samo nabycie surowca.

Ekologiczne i społeczne implikacje globalnego nabywania i przetwarzania morza

Ekstrakcja i przetwarzanie ziem rzadkich wiąże się ze znacznymi problemami ekologicznymi i społecznymi, które często koncentrują się w krajach wydobywczych i produkcyjnych. Podział często prowadzi do masowej degradacji środowiska, w tym erozji gleby, zanieczyszczenia zasobów wodnych poprzez zastosowanie chemikaliów (np. Kwasy, ług) i metali ciężkich, zanieczyszczenia powietrza przez pył i trujące gazowe gazy, a także zniszczenie naturalnego pieprzu życiowego i utraty różnorodności biologicznej. Zużycie wody i energii jest również bardzo wysokie w tych procesach.

Specjalnym problemem jest częste występowanie radioaktywnych elementów, takich jak tor i uran w złożach morskich. Podczas przygotowywania występuje znaczne ilości resztek, które powstają w produkcji tony jeziora, około 2000 ton przeciążonych i przetwarzających pozostałości, w tym do 1,4 tony odpadów radiowych. Nieprawidłowe przechowywanie tych pozostałości, podobnie jak w przypadku ogromnego jeziora odpadów w Bayan-Obo-mine w Chinach, prowadzi do długoterminowego zanieczyszczenia podłóg i wód gruntowych.

Efekty społeczne w regionach wydobywczych są również poważne. Obejmuje to znaczące zagrożenia dla pracowników i lokalną populację, na przykład poprzez ekspozycję na kurz (pneumokonioza w Baotou) lub kontakt z substancjami toksycznymi. Często istnieją przesiedle społeczności, konflikty krajowe i naruszenie praw człowieka. Korupcja i brak środków bezpieczeństwa są szczególnie powszechne w krajach o niskich standardach środowiskowych i społecznych.

W przeszłości Chiny akceptowały niższe standardy środowiskowe w celu uzyskania swojej dominacji rynkowej i często tolerowały związane z nimi problemy. Ostatnio istnieją oznaki, że Chiny próbują zlecić najbardziej stresujące dla środowiska części produkcji w sąsiednich krajach, takich jak Myanmar. To przeniesienie kosztów ekologicznych i społecznych zmniejszyło koszty produkcji dla zachodnich branż w krótkim czasie, ale w perspektywie długoterminowej i eksternalizację kosztów produkcji morskiej doprowadziło do etycznych dylematów. Strategia zrównoważonego dostaw dla Niemiec i Europy musi uwzględniać te aspekty i internalizować te aspekty, zamiast przenosić problemy geograficzne. Należy zatem zaobserwować opracowanie i wdrażanie własnych europejskich zdolności wydobycia i przetwarzania.

Xpert.Digital posiada dogłębną wiedzę na temat różnych branż. Dzięki temu możemy opracowywać strategie „szyte na miarę”, które są dokładnie dopasowane do wymagań i wyzwań konkretnego segmentu rynku. Dzięki ciągłej analizie trendów rynkowych i śledzeniu rozwoju branży możemy działać dalekowzrocznie i oferować innowacyjne rozwiązania. Dzięki połączeniu doświadczenia i wiedzy generujemy wartość dodaną i dajemy naszym klientom zdecydowaną przewagę konkurencyjną.

Więcej na ten temat tutaj:

• Wykorzystaj 5-krotną wiedzę Xpert.Digital w jednym pakiecie – już od 500 €/miesiąc

Podejścia badawcze i rozwojowe w celu zmniejszenia zależności

Z uwagi na krytyczną zależność od ziem rzadkich i związane z nimi ryzyko, intensywne działania badawcze i rozwojowe (F&E) są niezbędne do znalezienia alternatywnych rozwiązań i wzmocnienia bezpieczeństwa opieki w Niemczech i Europie w perspektywie długoterminowej. Działania F&E zasadniczo koncentrują się na trzech obszarach: podstawieniu i zwiększeniu wydajności, recyklingu i gospodarce obiegowej, a także na rozwoju i zrównoważonym ekstrakcji nowych pierwotnych i wtórnych źródeł surowców.

Zastąpienie i wydajność

Podstawienie ziem rzadkich innymi materiałami lub stosowanie technologii, które działają bez jeziora, jest centralnym podejściem badawczym. Jednocześnie wysiłki mające na celu wykorzystanie bardziej efektywnego wykorzystania morza w celu zmniejszenia konkretnych potrzeb na jednostkę aplikacji.

Materiały zastępcze na magnesy

Magnesy stałe, zwłaszcza magnesy NDFEB, są jednym z głównych zastosowań jeziora i krytycznym wąskim gardłem. Badania koncentrują się na kilku alternatywnych klasach materialnych:

• Magnesy żelaza (FEN): Są one uważane za obiecującą alternatywę wolną od morza. Amerykańska firma Niron Magnetics napędza komercjalizację Magnesów Fen i buduje zakład produkcyjny w Minnesocie w USA, wspierany przez finansowanie rządowe. ARPA-E w Stanach Zjednoczonych promuje również projekty badawcze na magnes FEN.
• Magnesy na bazie manganu: stopy takie jak licytacja manganu (MNBI) i aluminium manganu (MNAL) są intensywnie badane. Laboratorium Ames w USA opracowało magnesy MNBI, które wykazują dobre właściwości, szczególnie w wysokich temperaturach i są już testowane w silnikach we współpracy z partnerami przemysłowymi. W Europie istnieją również działania badawcze na MNBI, na przykład w instytutach austriackich i niemieckich, które koncentrują się na zoptymalizowanych procedurach syntezy, takich jak brama wysokiego ciśnienia (HPT) i blask termomagnetyczny.
• Wysokie stopy entertropii (HEA): Ta klasa materiałów jest również badana pod kątem jej potencjału do zastosowań magnetycznych, ale często jest nadal na wcześniejszym etapie badań.
• „Magnety szczelinowe”: Celem jest opracowanie magnesów, które zamykają różnicę wydajności i kosztów między niedrogymi magnesami ferrytowymi a wysokowydajnymi magnesami jeziornymi. MNBI jest tu postrzegane jako kandydat.

Rozwój magnesów wolnych od morza to globalny wyścig. Podczas gdy w Stanach Zjednoczonych konkretne kroki w kierunku produkcji i komercjalizacji pilotażowej są już podejmowane, szczególnie w przypadku magnesów FEN i MNBI, Europa musi zintensyfikować swoje wysiłki, aby nie zacząć od technologii tutaj i uniknąć nowej zależności, tym razem przez USA dla technologii magnetycznych wolnych od morza.

Materiały zastępcze dla katalizatorów

Cer, lekkie jezioro, odgrywa ważną rolę w trójstronnych katalizatorach (TWC) w samochodach do czyszczenia gazów spalin. Badania w tym obszarze mniej koncentrują się na całkowitym zastąpieniu CER, ponieważ jest to jedno z częściej i tańszych jezior, ale raczej na zmniejszeniu droższych i bardziej krytycznych metali grupy platynowej (PGM), takich jak platyna, pallad i rod.

• Podejścia obejmują rozwój katalizatorów miedzi, które mogą znacznie zmniejszyć udział PGM.
• Badania nad optymalizacją nanocząstek ceroksydowych mają na celu zwiększenie ich wydajności w katalizatorach, a tym samym potencjalnie zmniejszenie stosowania materiałów.
• Tu Darmstadt bada zależność od tlenu cerazowego fluorescencyjnego, co może być również istotne dla zrozumienia chemii ceramicznej w katalizatorach.

W obszarze katalizatorów motoryzacyjnych głównym motorem badań zastępczych jest mniejsza dostępność ceramiczna niż koszty i krytyka PGM. Podstawienie samego CER zwykle jest tutaj mniej koncentrujące się niż, na przykład, zastąpienie ciężkiego jeziora w magnesach.

Materiały zastępcze do materiałów fluorescencyjnych

Europejum, terbu i itrium są kluczowe dla jakości kolorów i wydajności diod LED i wyświetlaczy. Badania szukają alternatyw bez morza:

• Dotowanie kwantowe (QDS): Nanokryształy półfinansowe (np. Na podstawie kadmu, indium, peroweskiego lub miedzi-siarczku) mogą emitować lekko w określonych kolorach i są badane jako obiecująca alternatywa dla fosforów morskich w wyświetlaczach i oświetleniu. Jednak wyzwania są toksycznością niektórych materiałów QD (zwłaszcza zawierających kadm), ich długoterminową stabilność w warunkach operacyjnych i koszty masowej produkcji.
• Organiczna jasność (OLED): są to już ustalona technologia wolna od morza dla wyświetlaczy, ale tutaj odbywają się zbyt ciągłe badania materiałowe, aby poprawić wydajność, żywotność i koszty.
• Nowe materiały fosforu: Istnieją badania dotyczące nowych nieorganicznych fosforu, które albo przechodzą bez jeziora, albo zmniejszają odsetek krytycznych morz. Często jednak jest to bardziej optymalizacja istniejących systemów (np. Poprzez przedsięwzięcie z mniej krytycznymi elementami lub poprawą wydajności kwantowej) niż całkowitą wymianę.

Chociaż występuje postęp w alternatywnych materiałach oświetleniowych, takich jak QD, całkowitą eliminację fosforu na bazie morza, szczególnie w zastosowaniach wymagających najwyższej jakości i wydajności kolorów, jest głównym wyzwaniem. Trend ten często częściej zwiększa wydajność i zmniejszenie udziału w jeziorze niż ukończenie zastępcy zupełnie nowymi materiałami.

Zmniejszenie zapotrzebowania na morze poprzez wydajność materiału i zmiany projektowe

Oprócz podstawienia ograniczenie konkretnego wymogu morza na zastosowanie jest ważną dźwignią.

• Instytuty Fraunhofera opracowały technologie w ramach głównego projektu „krytyka ziemi rzadkiej” w celu znacznego obniżenia potrzeby neodymu i dyspropii w magnesach stałych poprzez zoptymalizowane procesy produkcyjne (np. Końcowa produkcja zamknięcia w celu uniknięcia utraty materiału), alternatywne materiały magnetyczne i recyklingowe projekty systemów elektrycznych-pacjentów-dzisiejszych.
• Konstruktywne optymalizacje napędów elektrycznych, takie jak ulepszone chłodzenie, mogą obniżyć temperaturę roboczą, a tym samym zmniejszyć potrzebę elementów stabilizujących o wysokiej temperaturze, takich jak sztuczne.
• Ogólnie rzecz biorąc, rozwój produktów, które dostają się z mniej krytycznymi surowcami od samego początku, jest ważnym aspektem wydajności zasobów.

Wydajność materialna i innowacje projektowe często reprezentują bardziej pragmatyczne i ekonomicznie szybsze roztwory niż całkowite substytucja całkowicie nowe materiały, których rozwój jest długi, kosztowny i ryzykowny. Jednak te przyrostowe ulepszenia mogą wnieść znaczący wkład w ograniczenie krytyki.

Recykling i gospodarka o obiegu zamkniętym

Recykling ziem rzadkich ze starych produktów i odpadów produkcyjnych jest kolejnym kluczowym filarem w celu zmniejszenia zależności importu i ochrony podstawowych zasobów.

Obecne technologie recyklingu i ich gospodarka

Istnieją różne podejścia technologiczne do recyklingu z morza, szczególnie z magnesów stałych (np. NDFEB) i baterii:

• Procedury hydrometalurgiczne: Metale są selektywnie ekstrahowane z roztworu, często po wcześniejszej ekspozycji na materiały z kwasami. Jest to ustalona procedura w przygotowaniu rudy i zasadniczo dotyczy wielu kompozycji Mugnetzus.
• Procesy pirometalurgiczne: Materiały są stopione w wysokich temperaturach, w których jezioro można zgromadzić w żużlu. Procedury te nie wytwarzają ścieków i potencjalnie mają mniej etapów procesu niż trasy hydrometallurgiczne.
• Ekstrakcja fazy gazowej i procedury elektrochemiczne: Są to dalsze podejścia do oddzielania i odzyskiwania z morza.
• Wodorowe mosiądz (przetwarzanie wodoru złomu magnesu, HPMS): W tej procedurze narażone są wodór NDFEB-magnetyczny, co prowadzi do jego mosiądzu i rozpadu w proszek. Ten proszek można następnie stosować bezpośrednio do produkcji nowych magnesów (recykling materiałów) lub do dalszego przygotowania chemicznego.

Jednak gospodarka recyklingu morskiego jest często nadal dużą przeszkodą. Zależy to w dużej mierze od obecnych cen jeziora pierwotnego, koncentracji cennych elementów (szczególnie ciężkiego jeziora, takiego jak dysprostium) w prądu odpadów i kosztach procesów zbiorowych, demontażowych i przygotowawczych. W wielu starych produktach, takich jak smartfony, wbudowane ilości jeziora są tak niskie, że recykling często nie jest opłacalny. Wskaźniki recyklingu dla morza w Europie są zatem nadal w niskim zakresie procentowym lub poniżej.

Główne problemy to:

• Małe i nieefektywne stawki zbierania: Wiele produktów zawierających morze nie wchodzi w oficjalne strumienie recyklingu.
• Złożony demontaż: Komponenty morskie są często mocno zintegrowane z produktami i trudne do uzyskania. Ręczny demontaż jest czasem i kosztownym.
• Heterogeniczne przepływy materiałów: Skład elektronicznego złomu i innych frakcji odpadów jest bardzo różny, co utrudnia opracowanie znormalizowanych procesów recyklingu.
• Wymagania o wysokiej czystości: W przypadku ponownego wykorzystania w zastosowaniach o wysokiej wydajności jezioro recyklingowe musi często mieć bardzo wysoki poziom czystości, co sprawia, że ​​przygotowanie jest droższe.

Gospodarka recyklingu jeziora stoi w obliczu problemu Henne-Begg: nisko zbierane tomy i złożone technologicznie procesy, jeszcze nie w pełni dojrzałe procesy sprawiają, że recykling jest drogi, co z kolei hamuje inwestycje w większe systemy i dalsze badania. Bez efektów w skali przełom technologiczny w automatyzacji demontażu i separacji, a także wspomagające ramy regulacyjne (np. Wiązane stawki recyklingu, wymagania dotyczące recyklingu projektowania produktu-„Projektowanie recyklingu”), budowanie kompleksowego i ekonomicznie zrównoważonego przemysłu recyklingu morza pozostają głównym wyzwaniem.

Postęp i wyzwania w budowaniu europejskiej infrastruktury recyklingu

Pomimo wyzwań widoczne postępy w budowaniu europejskiej infrastruktury recyklingu dla jeziora. W ramach krytycznej ustawy o surowcach (CRMA) UE sformułowała ambitny cel, jakim jest pokrycie co najmniej 25% rocznej potrzeby strategicznych surowców poprzez recykling do 2030 r.

W Europie utworzono kilka zakładów pilotażowych i pierwsze inicjatywy komercyjne lub są planowane:

• Heraeus Remloy (Bitterfeld, Niemcy): W maju 2024 r. Największy europejski zakład recyklingu dla rzadkich magnesów krajowych. System ma początkową pojemność przetwarzania 600 ton starego magnesu rocznie, który w średnim okresie można zwiększyć do do 1200 ton. Zastosowana technologia ma na celu zmniejszenie emisji CO2 o 80% w porównaniu z pierwotną ekstrakcją.
• Carester/CareMag (LACQ, Francja): Planowanie budowy dużego systemu sady do rafinacji i recyklingu z SET, który ma zostać uruchomiony pod koniec 2026 r. Przetwarzanie 2000 ton starych magnesów i 5000 ton pierwotnego koncentratu morza rocznie planowane jest, z naciskiem na wydobycie światła i ciężkiego jeziora, takiego jak neodym, DYPROROROMIUM I TERBUM. Projekt został sklasyfikowany jako projekt strategiczny przez Komisję UE.
• Mkango Resources / Hypromag: Opracowane systemy recyklingu w Wielkiej Brytanii (za pośrednictwem Hypromag Ltd) i planuje system w Pulawy, Polska (za pośrednictwem Mkango Polska), który został również uznany za strategiczny projekt UE. Projekty te często wykorzystują proces HPMS.
• Life Inspiree (Włochy): finansowany przez UE projekt, którego celem jest odzyskanie do 700 ton jeziora (neodym, pallad, dysprostium) z elektronicznych magnesów do złomu w skali przemysłowej. W perspektywie długoterminowej (do 2040 r.) Poszukiwana jest pojemność ponad 20 000 ton rocznie.

Inicjatywy te pokazują, że podejmowane są wysiłki na temat badań i poziomów przemysłowych w celu ustalenia gospodarki o obiegu zamkniętym dla morza w Europie. Jednak budowanie kompleksowej i zrównoważonej ekonomicznie europejskiej infrastruktury recyklingu Ree jest długim procesem. Wymaga znacznych i ciągłych inwestycji w opracowywanie technologii, systemów zbiorowych i logistycznych, a także przezwyciężanie skalowania wyzwań zakładów pilotażowych (często TRL 6-7) w celu wypełnienia zastosowań przemysłowych. Na tym tle stawki recyklingowe ukierunkowane przez UE należy ocenić jako bardzo ambitne.

Niemieckie i europejskie projekty badawcze oraz ich wyniki/potencjał (od 2024/2025)

Krajobraz badawczy w Niemczech i Europie jest bardzo aktywny w dziedzinie recyklingu i substytucji morza, wspieranego przez instytucje badawcze i wspierane przez krajowe i europejskie programy wsparcia.

• Fraunhofer-Gesellschaft: Różne instytuty wnoszą ważny wkład.
  • Fraunhofer Institute for Property Circuit and Resource Strategy (IWKS) jest liderem w opracowywaniu technologii recyklingu magnesów NDFEB. Użyj projektów takich jak Funmag (recykling magnesów do e-mobilności) i recydyper (wytwarzanie określonych rodzajów magnetów ze starych przepływów magnetycznych) i optymalizuj procesy takie jak odprawa wodorowa (HPMS). Recykling magnesów z turbin wiatrowych jest również przedmiotem badań.
  • Fraunhofer Institute for Interface and Bio-Process Technology (IGB) bada procesy biotechnologiczne w celu odzyskania SET.
  • Ukończony projekt wytycznych Fraunhofera „Krytyka ziemi rzadkiej” położyła ważną podstawę do zastąpienia, zwiększenia wydajności i recyklingu.
• Społeczność Helmholtza:
  • Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology (HIF) na HZDR jest również bardzo aktywny. Projekt Biokollekt opracowuje metody biotechnologiczne (np. Z peptydami) do selektywnej ekstrakcji metali, w tym jeziora, z złożonych przepływów tkanin, takich jak złom elektroniczny. W projekcie Renare (część projektu H2Giga Project) recykling krytycznych surowców, w tym jezioro, od elektrolizerów, jest badany przy użyciu innowacyjnych metod flotacji i metod ekstrakcji ciecz-ciecz-wiary.
• Projekty finansowane przez UE:
  • Susmagpro (ukończone listopad 2023) był pionierskim projektem utworzenia europejskiego łańcucha dostaw recyklingu dla magnesów jeziornych. Z powodzeniem wykazało produkcję i wykorzystanie magnesów z recyklingu w głośnikach i silnikach elektrycznych.
  • Reesilience (czas wykonywania do 2026 r.) Opiera się na wynikach Susmagpro i ma na celu budowę odpornego europejskiego łańcucha dostaw magnesów jeziornych, w tym poprzez opracowanie narzędzi programowych do optymalizacji materiałów wtórnych oraz ulepszonych technologii produkcji stopu i przygotowania proszku.
  • Greene i Harmony to nowsze projekty UE, które rozpoczęły się w 2024 roku. Greene koncentruje się na zmniejszeniu zawartości jeziora w magnesach poprzez innowacyjne przeprojektowanie mikrostruktury. Harmony ma na celu ustanowienie obwodu recyklingu pilotażowego dla magnesów stałych z różnych zastosowań (turbiny wiatrowe, silniki elektryczne, złom elektroniczny).
  • Inne istotne projekty to ponowne (zakończone, odzyskiwanie magnesów NDFEB), tajemnice (ekstrakcja morza ze skały fosforanowej w produkcji nawozów) oraz ukończony projekt Eurar, który położył fundamenty dla europejskiego przemysłu jeziornego i oceniało wystąpienie europejskie.
• Inni aktorzy: Eco-institute regularnie tworzy badania i opracowuje plany strategiczne dotyczące zrównoważonego zarządzania zasobami z SET, a recykling odgrywa centralną rolę.

Krajobraz badawczy w Niemczech i Europie jest dynamiczny i odnosi się do całego łańcucha wartości od podstawienia do recyklingu do alternatywnych metod ekstrakcji. Jasny rozwój, od podstawowych badań po projekty pilotażowe zorientowane na aplikacje i pierwsze podejścia komercyjne, jest rozpoznawalny. Sieć doskonałych instytucji badawczych z przemysłem oraz ukierunkowane wsparcie krajowych i europejskich programów są decydującymi czynnikami. Jednak największym wyzwaniem pozostaje udane przeniesienie wyników badań na szerokie zastosowanie przemysłowe i skalowanie do zrównoważonych ekonomicznie procesów (przezwyciężenie „Doliny Śmierci” dla innowacji). Demonstracja wykonalności technicznej na odpowiednim poziomie (wysokie poziomy gotowości technologii, TRLS) jest tak samo ważne jak rozwój zrównoważonych modeli biznesowych.

Rozwój i zrównoważone ekstrakcja nowych źródeł

Oprócz podstawienia i recyklingu opracowanie nowych pierwotnych i wtórnych źródeł surowców jest ważnym elementem dywersyfikacji dostaw morza.

Potencjał europejskich depozytów jezior

Europa ma geologicznie znaczącą geologicznie, ale jak dotąd prawie nie używała złoża morskiego.

• Szwecja: magazyn przez Geijer w pobliżu Kiruna, który jest badany przez państwową firmę wydobywczą LKAB, jest uważana za największe znane występowanie ponad 1 miliona ton tlenków ziem rzadkich. LKAB planuje rozpocząć demontaż od 2027 r., Którego należy osiągnąć pełne zdolności produkcyjne dopiero po 10-15 latach realizacji. Oprócz żelaza i fosforanu ruda w Pe Geijer zawiera około 0,2% jeziora. Innym ważnym szwedzkim zdarzeniem jest Norra Kärr, która jest szczególnie bogata w ciężkie jezioro.
• Norwegia: Kompleks węglanowy FEN na południu Norwegii jest handlowany jako potencjalnie największy depozyt jeziora w Europie. Szacunki zakładają 8,8 miliona ton ogólnego jeziora, w tym około 1,5 miliona ton jeziora istotnego magnetycznego. Firma Rare Earths Norway (REN) bada obszar i uważa awarię za realistę z 2030 r., Co może potencjalnie pokryć 10% potrzeb europejskich.
• Finlandia: kopalnia fosforanu Sokli w Laponii zawiera również potencjał wydobycia morza jako zarządcy.
• Grenlandia: Występowanie, takie jak Kvanefjeld, Kringlerne i Sarfartoq, mają znaczące zasoby morskie. Jednak rozwój wiąże się z głównymi wyzwaniami, w tym wysokimi kosztami infrastruktury, ekstremalnymi warunkami klimatycznymi, brakiem wykwalifikowanych pracowników i złożonymi procedurami zatwierdzania.
• Inne zdarzenie: w Niemczech występują również mniejsze lub mniej wszechstronne zdarzenia (np. Storkwitz w Saksonii, który jest uważany za nieekonomiczny i toner bawarski o niskich stężeniach), Grecja i Hiszpania.

Jednak rozwój tych wydarzeń europejskich wiąże się ze znacznymi przeszkodami. Obejmuje to często wysokie koszty inwestycyjne i operacyjne w porównaniu z uznanymi producentami, takimi jak Chiny, długie i złożone procesy zatwierdzenia (często 10-15 lat), surowe wymagania środowiskowe (szczególnie w zakresie radioaktywnych materiałów towarzyszących, takim jak tor i uran) oraz potrzebę uzyskania akceptacji społecznej dla projektów wydobywczych. Chociaż te występowanie może przyczynić się do dywersyfikacji w perspektywie długoterminowej, nie są one krótkoterminowym rozwiązaniem obecnej zależności. Niezbędna jest zatem strategia mostu oparta na recyklingu, podstawieniu i dywersyfikacji istniejących źródeł importu.

Ocena wybranych europejskich depozytów morza, ekonomia, aspekty środowiskowe, harmonogram

Ocena wybranych europejskich złóż dla ziem rzadkich pokazuje różne stojaki rozwojowe i potencjał. Depozyt szwedzki przez Geijer/Kiruna jest obsługiwany przez State LKAB i znajduje się w fazie eksploracji z wymaganym zatwierdzeniem. Przy szacowanych zasobach ponad miliona ton SEO i wyższym odsetku łagodnych ziem rzadkich, demonstrowanie mogło rozpocząć się od 2027 r., Które pełne produkcje osiągnie się dopiero po 10-15 latach. Ekonomność jest potencjalnie podawana jako dziecko i fosforan, ale wymaga znacznych inwestycji. Istnieją wyzwania związane z radioaktywnymi towarzyszami, konsumpcją przestrzeni i akceptacją populacji SAMI.

Norweski kompleks węglanowy Fen jest opracowywany przez Rare Earths Norwegia i jest w zaawansowanym badaniu. Przy 8,8 miliona ton szacowanych zasobów, z czego 1,5 miliona ton jeziora Magnet można zmniejszyć z 2030 r., Co może pokryć dziesięć procent wymagań UE. Ocena rentowności jest wciąż trwa, wymagane są znaczne inwestycje. Aspekty środowiskowe dotyczą radioaktywności poprzez kompatybilność z rozkładem i przygotowaniem w środowisku.

Szwedzki projekt Norra Kärr z Tasman Metals jest bogaty w trudne ziemskie ziemiy i jest w procesie zatwierdzania. Jako projekt długoterminowy o niepewnym harmonogramie, zależy gospodarka cen i technologii przygotowawczej. Wymagania środowiskowe i konflikty użytkowania gruntów stanowią dalsze wyzwania.

Fińska depozyt SKLI grupy fińskiej minerałów oferuje potencjał morza ze znacznymi depozytami LSEE jako kopalnia fosforanu. Gospodarka zależy od rynku fosforanów i technologii ekstrakcji morza jako długoterminowej opcji dla produktów. Integracja istniejącego wydobycia i zarządzanie odpadami są centralnymi aspektami.

Depozyt Grönland Kvanefjeld, wcześniej z GGG, a teraz z minerałów przejściowych energii, ma bardzo duże występowanie zarówno łatwiejszej, jak i trudnej Ziemi. Jednak projekt jest politycznie zablokowany przez moratorium, ponieważ tematy uranu są problematyczne. Wysokie koszty rozwoju, brak infrastruktury, radioaktywność poprzez uran, a także wpływ na środowisko, wpływ społeczny i rdzenne kwestie prawne sprawiają, że długoterminowy rozwój niepewny.

Badania nad alternatywnymi metodami ekstrakcji

Równolegle do eksploracji konwencjonalnych złoża, intensywnie badane jest alternatywy w celu uzyskania morza ze źródeł wtórnych i stosowania nowych metod.

• Odpady przemysłowe jako źródło surowców (górnictwo miejskie/przemysłowe):
  • Popioły węglowe (lotu): W USA znaczące stężenie ciężkiego jeziora zidentyfikowano w popiołu węglowym z basenu proszkowego. W Wielkiej Brytanii projekt finansowany przez Innovate UK (Mormir and Materials Processing Institute, październik 2024-sierpień 2025) biegnie w celu odzyskania neodymu, PraseodyM i Scandium z flugashingu węglowego za pomocą kombinacji reaktorów pętli chemicznych i chlorowania węglowodanów w skali pilotażowej. Badana jest również ekstrakcja z oszczędności węgla z cieczami jonowymi.
  • Red Sludge (BuildingXiTrest): jako produkt produkcji aluminium, czerwony szlam spada w dużych ilościach, a także zawiera jezioro (zwłaszcza Cer, Lanthan, Neodym, Scandium). Zakończony projekt UE Redmud skupił się na całkowitym recyklingu szczątków o seksie budowlanym, w tym na wydobyciu jeziora. Jednak stężenia są często niskie, a ekstrakcja jest złożona.
  • Fosforgips (produkcja nawozów): Sekrety projektu UE z powodzeniem wykazały procedury ekstrakcji z SET (ND, PR, Dy) z strumieni procesu produkcji nawozów fosforanowych w skali pilotażowej. Takie podejście jest szczególnie zrównoważone, ponieważ opiera się na już zepsutych materiałach i nie generuje nowych odpadów wydobywczych.
• Procesy biotechnologiczne:
  • Bioluching i biomineralizacja: stosowanie określonych mikroorganizmów (bakterie, grzybów) lub ich produktów metabolicznych (np. Kwasy organiczne, enzymy, peptydy) do roztworu selektywnego (biioliaching) lub wiązania (biosorpcja, biineralizacja) metali z rud lub przepływów odpadów to obszar badań. Na przykład Helmholtz Institute Freiberg (HIF) w HZDR (Project Biokollekt) pracuje nad użyciem peptydów do selektywnego wiązania morza. W LMU Monachium badane jest zastosowanie bakterii zależnych od Lanthanidu do ekstrakcji z morza z odpadów przemysłowych i wody wydobywczej, z bakteryjnym solvem macierzystym, wykazując obiecujące wyniki. Badane jest również bioliachowanie odpadów magnetycznych.
  • Fitomining: Używane są rośliny, które wzbogacają metale z ziemi. Metale można następnie uzyskać poprzez zbiór i pocieranie biomasy roślinnej. Jednak ta procedura jest nadal w bardzo wczesnym stanie badań, a gospodarka nie została jeszcze udowodniona dla morza.
• Dojrzałość technologiczna (TRL): Wiele z tych alternatywnych metod ekstrakcji jest nadal we wczesnych badaniach lub fazach pilotażowych (TRL 3-6). Skalowalność standardów przemysłowych i konkurencyjności gospodarczej często nie są jeszcze podawane i wymagają dalszych intensywnych badań i rozwoju.

Opracowanie alternatywnych źródeł morza z przepływów odpadów i stosowania procesów biotechnologicznych jest bardzo obiecujące w odniesieniu do zrównoważonego rozwoju i potencjalnie mniejszego zanieczyszczenia środowiska w porównaniu z górnictwem pierwotnym. Podejścia te mogą wnieść istotny wkład w gospodarkę obiegową i zmniejszyć zależność od nowo wydobytych surowców. Jednak droga do dojrzałości przemysłowej i gospodarki tych technologii jest wciąż szeroka i wymaga znacznych i długoterminowych inwestycji w badania, rozwój i skalowanie. Dlatego reprezentują opcje średnie i długoterminowe.

Rozwój bardziej przyjaznych dla środowiska procesów separacji i rafinacji

Konwencjonalne oddzielenie morza, głównie przy użyciu ekstrakcji rozpuszczalnika, jest energooszczędnym procesem, który ma duże ilości chemikaliów (s.ures, rozpuszczalniki organiczne) i generuje ochronę środowiska. Dlatego badania nad bardziej przyjaznymi dla środowiska i wydajniejszym procedur separacji mają ogromne znaczenie, nie tylko w przypadku podstawowych surowców, ale także dla recyklingu.

• Ciecze jonowe (ILS) i głębokie rozpuszczalniki eutyczne (DES): są one intensywnie badane jako alternatywy „zielone” rozpuszczalnik. Charakteryzują się niskim ciśnieniem pary, brakiem przepływu i często wysoką selektywnością dla niektórych metali. Badania nad tym odbywają się na University of Rostock. W 2023/2024 r. Specjalne wydanie Minerals Journal zostało poświęcone temu tematowi z silnym udziałem w Europie.
• Wyzwania i TRL: Pomimo obiecujących wyników laboratoryjnych, koszty ILS/DES, ich długoterminowa stabilność w warunkach procesowych, wydajne odzyskiwanie samych rozpuszczalników i skalowalność procesów są nadal głównymi wyzwaniami. Wiele z tych podejść jest nadal w laboratorium lub w najlepszej skali pilotażowej (TRL często <6). Chociaż badania są intensywnie badane od lat, do tej pory nie było szerokich przełomów komercyjnych w przemyśle jeziornym.

Rozwój nowego, bardziej przyjaznego dla środowiska i opłacalnego procesu separacji jest kluczowym kluczem do znacznej poprawy równowagi ekologicznej całego łańcucha wartości morza (zarówno ze źródeł pierwotnych, jak i wtórnych). Jest to podstawowy obszar innowacji technologicznych, który umożliwiłby jedynie naprawdę zrównoważone europejskie podaż morza. Bez postępu w technologii separacji budowanie niezależnego europejskiego łańcucha wartości pozostaje trudne, nawet jeśli dostępne były surowce pierwotne lub wtórne.

Postęp i status TRL wybranych technologii recyklingu i substytucji dla jeziora w Europie/Niemczech (na dzień 2024/2025)

TRL (poziom gotowości technologii): 1-3 Badania podstawowe, 4-6 Walidacja/demonstracja w środowisku laboratoryjnym/odpowiednim, 7-9 Prototyp/demonstracja systemu w środowisku operacyjnym, zastosowanie komercyjne.

Europejski i niemiecki krajobraz badawczy wykazuje znaczny postęp w technologiach recyklingu i substytucji dla ziem rzadkich, z różnymi podejściami do różnych stopni dojrzałości. W obszarze podstawienia magnesu magnesy żelaza-azotowe z technologią gotową technologią rozwijają się od 6-8, szczególnie w USA przez Niron Magnetics, podczas gdy badania UE są mniej widoczne. Technologia ta ma na celu zastosowanie w silnikach elektrycznych i generatorach, ale stoi przed wyzwaniami w skalowaniu, kosztach i porównaniu wydajności z konwencjonalnymi magnesami NDFEB.

Magnesy mangani-bizmutowe znajdują się z TRL 4-7 we wcześniejszej fazie rozwoju, z niemiecką i austriacką instytucjami, takimi jak Tu Bergakademie Freiberg i Uniwersytet Montan w Leoben. Głównymi obszarami zastosowania są silniki przemysłowe i tak zwane „magnesy szczeliny”, podczas gdy synteza czystych faz, stabilność termiczna i skalowanie stanowią główne wyzwania.

W przypadku substancji fluorescencyjnych punkty kwantowe osiągnęły już wysoki poziom dojrzałości 7-9 w zastosowaniach wyświetlaczy, przy udziale różnych firm i instytutów badawczych, takich jak Fraunhofer. Pomimo obiecujących zastosowań w wyświetlaczach, diodach LED i ogniwach słonecznych, istnieją wyzwania dotyczące toksyczności, stabilności i wydajności w porównaniu z fosforami morskimi. Organiczne diody LED osiągnęły już dojrzałość rynku z TRL i są obecne jako ustalone przemysł w wyświetlaczach i oświetleniu, ale nadal walczą z problemami życiowymi z niebieskimi diodami diod LED, a także problemami z kosztami i wydajnością.

Recykling magnesów NDFEB pokazuje różne obiecujące podejścia. Wodorowe mosiądz w połączeniu z recyklingiem materialnym osiągnęło TRL 7-8, z niemieckimi instytucjami, takimi jak Fraunhofer IWK wraz z międzynarodowymi partnerami i projektami UE, takimi jak Hypromag i Susmagpro/Reesilience. Ta technologia umożliwia bezpośrednie ponowne wykorzystanie nowych magnesów, ale stoi przed wyzwaniami w jakości magnesów z recyklingu, kolekcji, demontażu i gospodarki.

Procedury hydrometalurgiczne z TRL z 4-7 są opracowywane przez Fraunhofera, Tu Bergakademie Freiberg i firmy, takie jak Carester i dążyć do odzyskania czystego tlenku i metali. Złożoność procesów, stosowanie chemikaliów, koszty i kwestie selektywności pozostają głównym wyzwaniami. Podejścia pirometalurgiczne są nadal w fazie badań z TRL 4-6 i walczą z intensywnością energii, możliwą utratą morza i problemami czystości.

Innowacyjne procesy biologiczne, takie jak biioliaching i biosorpcja, są badane za pomocą TRL 3-5 przez instytucje takie jak HZDR, LMU Monachium i Fraunhofer IGB dla złomu elektrycznego i odpadów przemysłowych. Wyzwania leżą w selektywności, kinetyce, odporności mikroorganizmów i skalowaniu ekonomicznym.

Alternatywne metody ekstrakcji również wykazują potencjał. Ekstrakcja z flugashowania węglowego za pomocą 4-6 TRL jest głównie realizowana w amerykańskich i brytyjskich projektach, podczas gdy ekstrakcja pozostałości fosforanowych produkcji nawozów w projekcie Secrets z partnerami takimi jak Yara i Reetec osiągnęło TRL 6-7. Oba podejścia walczą z niskimi stężeniami i problemami gospodarczymi.

Technologie separacji przyjaznych dla środowiska z wykorzystaniem płynów jonowych i głębokich rozpuszczalników eutektycznych są nadal w fazie wczesnej badań z TRL 3-5, przy czym zaangażowane są University of Rostock i różne projekty UE. Wyzwania leżą w kosztach rozpuszczalników, ich stabilność, odzyskiwanie i skalowalność do zastosowania przemysłowego.

W czasach, gdy obecność cyfrowa firmy decyduje o jej sukcesie, wyzwaniem jest to, jak uczynić tę obecność autentyczną, indywidualną i dalekosiężną. Xpert.Digital oferuje innowacyjne rozwiązanie, które pozycjonuje się jako skrzyżowanie centrum branżowego, bloga i ambasadora marki. Łączy zalety kanałów komunikacji i sprzedaży w jednej platformie i umożliwia publikację w 18 różnych językach. Współpraca z portalami partnerskimi oraz możliwość publikowania artykułów w Google News oraz lista dystrybucyjna prasy obejmująca około 8 000 dziennikarzy i czytelników maksymalizuje zasięg i widoczność treści. Stanowi to istotny czynnik w sprzedaży zewnętrznej i marketingu (SMmarketing).

Więcej na ten temat tutaj:

• Autentyczny. Indywidualnie. Globalnie: Strategia Xpert.Digital dla Twojej firmy

Opcje strategiczne dla Niemiec dla długoterminowej niezależności

W celu zmniejszenia znacznej zależności od ziem rzadkich, zwłaszcza Chin i zapewnienia długoterminowego bezpieczeństwa dostaw, Niemcy są dostępne dla wielu opcji strategicznych na szczeblu krajowym i europejskim. Należą do nich kurs polityczny, struktura odpornych łańcuchów wartości, intensyfikacja współpracy międzynarodowej i ukierunkowane wzmocnienie własnego przywództwa technologicznego.

Krajowy i europejski projekt polityczny

Ramy polityczne mają kluczowe znaczenie dla zainicjowania i wspierania niezbędnych transformacji dostaw surowców.

Niemiecka strategia surowca i krajowa strategia zarządzania krążeniem (NKW)

Niemiecka strategia surowca, ostatnio aktualizowana w 2020 r., Ma na celu wsparcie firm w bezpiecznym i zrównoważonym dostawie surowców. Podstawowe filary to dywersyfikacja źródeł zaopatrzenia, promocja recyklingu i wydajności materialnej, wzmocnienie krajowego przejęcia surowców (tam, gdzie to możliwe i rozsądne), a także wsparcie niemieckich firm w konkurencji międzynarodowej. Znaczenie badań i rozwoju jako substytucji oraz bardziej wydajne procesy recyklingu jest szczególnie podkreślone w przypadku krytycznych surowców, takich jak morze.

Krajowa strategia biznesowa krążenia (NKWS) przyjęta przez rząd federalny w grudniu 2024 r. Stanowi tutaj ważne uzupełniające się akcenty. Uwzględnij ich centralne cele o znaczeniu dla jeziora:

• Zmniejszenie pierwotnego zużycia surowca: w perspektywie długoterminowej zużycie pierwotnych surowców w Niemczech na mieszkańca powinno zostać znacznie zmniejszone.
• Zamknięcie obwodów tkanin: odsetek wtórnych surowców w stosowaniu materiału powinien zostać znacznie zwiększony; UE dąży do podwojenia do 2030 r., Cel, który podnosi NKWS.
• Wzmocnienie niezależności surowców: cel jest wyraźnie realizowany 25% potrzeby strategicznych surowców, takich jak ziemskie ziemi lub lit do 2030 r., Przez recykling, która jest w harmonii z UE Ustawą o surowców krytycznych.

Jednak wcześniejsze wdrożenie tych strategii było krytycznie postrzegane. Eksperci krytykują lukę między sformułowanymi celami a faktycznym wdrożeniem, w szczególności w odniesieniu do zapewnienia wystarczających środków, przyspieszenia procedur zatwierdzania projektów krajowych i braku gotowości do inwestowania w inwestycje przemysłu, o ile ceny rynku światowego jeziora są stosunkowo niskie. Brak strategicznego myślenia i konkretnego, wiążących miar jest krytykowany. NKWS jest tutaj nowszym podejściem, którego skuteczność wciąż musi udowodnić. Istnieje oczywisty konflikt celów między długoterminowym przepisem strategicznym a krótkoterminowymi względami gospodarczymi, które należy pokonać kontrolą polityczną.

Ustawa o krytycznych surowcach UE (CRMA)

Ustawa UE Critical Surins Act (CRMA), która weszła w życie w maju 2024 r., Tworzy środkowe ramy prawne w Europie w celu wzmocnienia bezpieczeństwa za pomocą surowców krytycznych i strategicznych. Jego podstawowe miejsca na 2030 r. Są ambitne:

• Co najmniej 10% rocznego wymogu strategicznych surowców UE powinno pochodzić z finansowania krajowego.
• Co najmniej 40% ma być przetwarzane w UE.
• Co najmniej 25% powinno być pokryte recyklingiem w UE.
• Zależność od jednego kraju trzecim dla strategicznego surowca ma być ograniczona do maksymalnie 65%.

Sercem CRMA jest oznaczenie i promocja projektów strategicznych. Mogą one korzystać z przyspieszonych procedur zatwierdzenia (maksymalnie 27 miesięcy na projekty wydobywcze, 15 miesięcy projektów przetwarzania i recyklingu) oraz wsparcia finansowego. W marcu 2025 r. Opublikowano pierwszą listę 47 takich projektów, które wpływają na zasoby baterii, ale obejmują także projekty w obszarze rzadziej Ziemi (np. Projekt Kiruna Mines w Szwecji i inicjatywy recyklingu, takie jak Pulawy Project w Polsce). Krajowe punkty kontaktowe dla tych projektów muszą zostać nazwane do wdrożenia w Niemczech (termin do lutego 2025 r.), Które federalne Ministerstwo Ekonomii i Ochrony Klimatu (BMWK) i Niemiecka Agencja Surowców (DERA) odgrywają rolę koordynującą.

Ocena CRMA jest mieszana. Z jednej strony Ustawa jest postrzegana jako ważny i niezbędny krok w kierunku rozwiązania uzależnienia od surowców. Z drugiej strony istnieją wątpliwości co do technicznej i ekologicznej realizacji ambitnych celów, szczególnie dla ziem rzadkich, w zestawie czasowym. Często bardzo długie czasy zatwierdzenia projektów wydobywczych (10-15 lat) są sprzeczne z terminami skierowanymi do CRMA. Ponadto opór ze strony ludności cywilnej może spowolnić wdrażanie wobec nowych projektów wydobywczych lub przetwarzania w Europie. Sukces CRMA zdecydowanie będzie zależeć od spójnego wdrażania przez państwa członkowskie, mobilizację znacznych inwestycji prywatnych i rozwiązania konfliktów celu, na przykład między szybkimi pozwoleniami a wysokimi standardami środowiskowymi.

Programy i inicjatywy finansowania

Aby wesprzeć strategiczne cele, na poziomie niemieckim i europejskim istnieje szeroki zakres programów finansowania:

• Niemcy: BMWK i Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań (BMBF) oferują różne programy, które odnoszą się do badań, rozwoju i innowacji w dziedzinie krytycznych surowców, wydajności zasobów i gospodarki obiegowej. Obejmuje to nowo opracowany fundusz surowca, program (wzmacniając dynamikę transformacji i odejście w obszarach i w lokalizacjach elektrowni opalanych węglem) oraz niezwiązane pożyczki finansowe (gwarancje UFK) na zabezpieczenie zagranicznych projektów.
• UE: Programy takie jak Horizont Europe, inveu i życie oferują opcje finansowania badań, innowacji i technologii wdrażania w dziedzinie -substytucji, recyklingu i zrównoważonego ekstrakcji. Fundusz innowacji może zapewnić fundusze na możliwości recyklingu.
• Inicjatywy: Europejski Alliance surowców (ERMA) odgrywa ważną rolę w identyfikacji i promowaniu projektów inwestycyjnych wzdłuż całego łańcucha wartości morza w Europie. ERMA sformułowała cel, że 20% europejskich zapotrzebowania magnesów morskich z produkcji należącej do UE może zostać objętych do 2030 r., Dla których zidentyfikowano inwestycje około 1,7 miliarda euro. Programy wydajności zasobów, takie jak postęp w Niemczech, również przyczyniają się do świadomości i inicjacji środków.

Chociaż istnieje duża liczba instrumentów finansowych, ich skuteczna koordynacja, dostępność, szczególnie dla małych i średnich firm (MŚP) oraz wystarczających zasobów finansowych w odniesieniu do wielkości wyzwania, decydują się o ich skuteczności. Fragmentacja krajobrazu finansowania i biurokratycznych przeszkód może zmniejszyć zamierzony efekt i opóźnić pilnie potrzebną szybkiej struktury zdolności.

Przegląd UE i niemieckich strategii politycznych i programów finansowania odpowiednie dla ziem rzadkich (selekcja)

Unia Europejska i Niemcy opracowały różne strategie polityczne i programy wsparcia, które mają szczególne znaczenie dla ziem rzadkich. Ustawa UE Krytyczne surowce (CRMA) z Unii Europejskiej ma na celu wygranie dziesięciu procent wymaganych surowców poprzez samowystarczalne finansowanie do 2030 r., Przetwarzanie 40 procent i pokrycie 25 procent przez recykling, przy czym zależność od jednego kraju trzecim jest ograniczona do maksymalnie 65 procent. Projekty strategiczne są finansowane w zakresie demontażu, przetwarzania i recyklingu, a także badań i innowacji.

Niemiecka strategia surowca rządu federalnego, pod przewodnictwem BMWK, koncentruje się na dywersyfikacji, recyklingu i wydobyciu krajowym, gdzie jest rozsądna, a także badania i rozwój substytucji. Wspierane są środki dywersyfikacji, badań i rozwoju w zakresie recyklingu i podstawienia, a także badanie potencjału krajowego. National Circuit Business Strategia BMUV i BMWK ma na celu pokrycie 25 procent potrzeby strategicznych surowców poprzez recykling i zmniejszenie pierwotnego zużycia surowców. Opracowanie zdolności recyklingu, projektowania recyklingu oraz badań i rozwoju technologii recyklingu.

Niemiecki fundusz surowców BMWK i KFW powinien przyczynić się do bezpieczeństwa surowców i zmniejszyć zależności poprzez promowanie projektów w zakresie ekstrakcji, przetwarzania i recyklingu surowców krytycznych i strategicznych w kraju i za granicą. Program finansowania BMWK wspiera transformację regionów węgla i promuje produkcję i odzyskiwanie krytycznych surowców dla kluczowych komponentów.

Na szczeblu europejskim w Horizont Europe wzmacnia podstawy naukowe i technologiczne oraz promuje innowacje, w szczególności badania i innowacje w zakresie zastąpienia, recyklingu, zrównoważonego ekstrakcji i nowych materiałów. Europejski sojusz surowców (ERMA) surowców EIT i UE pracuje nad ustanowieniem odpornych łańcuchów wartości dla surowców i identyfikuje i wspiera projekty inwestycyjne w zakresie rozpadu, przetwarzania i recyklingu ziem rzadkich. Niemiecki program MŚP Innowacyjny: wydajność zasobów i gospodarka o obiegu obiegowym BMBF wzmacnia badania i rozwój w małych i średnich firmach oraz promuje wydajne dostarczanie i wykorzystanie krytycznych surowców, innowacyjnych procesów recyklingu i produktów okrągłych.

Budowa odpornych łańcuchów wartości w Niemczech i Europie

Własna struktura, odporne łańcuchy wartości dla ziem rzadkich w Europie jest centralnym elementem zmniejszającym zależność od Chin. Wymaga to wysiłków na wszystkich poziomach, od ekstrakcji surowców po przetwarzanie po produkcję produktów końcowych i recykling.

Możliwości i wyzwania związane z budowaniem możliwości przetwarzania krajowego i rafinerii

Krytycznym wąskim gardłem w obecnym europejskim krajobrazie morskim jest brak znacznej zdolności do oddzielenia surowego jeziora w indywidualnych tlenkach o wysokiej czystości i do późniejszej produkcji metali. Nawet gdyby Europa coraz częściej zyskuje podstawowe lub wtórne surowce, często musiałyby być eksportowane do Chin w celu dalszego przetwarzania, co tylko zmieniłoby zależność.

• Konieczność: ustanowienie europejskich systemów separacji i chat metali jest niezbędne, aby osiągnąć prawdziwą głębię wartości i strategiczną autonomię.
• Przykłady podejść: W Estonii NEO wydajność już obsługuje materiały (jedwab) system separacji, który jednak opiera się na importowanych stężeniach. We Francji planują obiekt w La Rochelle, a projekt CareMag w Lacq ma na celu zintegrowane przetwarzanie i recykling. Istnieją również inicjatywy w Polsce (Pulawy Project).
• Ekonomiczność: Struktura takich systemów jest wyjątkowo kapitałowa. Koszty inwestycyjne są wysokie, a europejscy producenci musieliby konkurować z ustalonymi i często państwo chińskimi firmami. Konieczne byłyby długoterminowe umowy o akceptacji i stabilne ceny, aby zachęcić do inwestycji.
• Przeszkody technologiczne: Wymagana jest konkretna wiedza dla złożonych procesów separacji. Ponadto należy opracować i skalować procedury przyjazne dla środowiska i energetyczne, aby spełnić wysokie europejskie standardy środowiskowe.
• LSEE vs. HSEE: Szczególna uwaga wymaga opracowania zdolności przetwarzania dla ciężkiego jeziora (HSEER), ponieważ zależność od Chin (w tym przetwarzanie surowców z Myanmaru) wynosi prawie 100%, a te elementy magnesów o wysokiej wydajności są krytyczne.

Ustanowienie pełnego europejskiego łańcucha tworzenia wartości morza jest projektem pokoleniowym, który nie można zrealizować bez masowego finansowania państwa, długoterminowych obowiązków politycznych i ścisłej współpracy między podmiotami publicznymi i prywatnymi. Wyłącznie skupienie się na demontażu krajowym, bez równoległego rozwoju przetwarzania, produkcji metali i produkcji magnetycznej, nie zasadniczo nie rozwiąże strategicznej zależności.

„Projektowanie recyklingu” jako strategia długoterminowa

Kolejną ważną długoterminową strategią jest projekt produktów zawierających ziemskie ziemię w sensie gospodarki o obiegu zamkniętym („Projekt recyklingu”, DFR).

• Cele: Produkty powinny być budowane w taki sposób, aby elementy zawierające morze (np. Magnesy w silnikach elektrycznych) można było łatwo zidentyfikować, zdemontować i wykorzystać do różnych recyklingu pod koniec życia produktu. Znacząco zwiększyłoby to wydajność i ekonomię recyklingu.
• Instrumenty: Wprowadzenie cyfrowych przepustów produktów, które zawierają szczegółowe informacje o składzie materiału i instrukcjach dezasembla, jest postrzegane jako ważny instrument do stworzenia niezbędnej przejrzystości dla skutecznego recyklingu. Występują również standardowe wysiłki.
• Wyzwania: Wdrożenie zasad DFR jest złożone, szczególnie w zglobalizowanych łańcuchach dostaw z szeroką gamą producentów i projektów produktów. Rozwój i egzekwowanie standardów wiążących jest głównym wyzwaniem.

„Projektowanie recyklingu” jest niezbędną, ale naturalnie bardzo długoterminową strategią. Ich pełny wpływ na dostępność wtórnych surowców będzie się rozwijać tylko wtedy, gdy produkty zaprojektowane zgodnie z zasadami DFR osiągną dziś koniec cyklu życia w 10, 15 lub więcej lat. W krótkim okresie DFR nie może rozwiązać obecnych problemów z dostawą, ale jest niezbędny dla rozwoju zrównoważonej i odpornej gospodarki o obiegu morza w przyszłości.

Współpraca międzynarodowa i dywersyfikacja

Ponieważ całkowita samowystarczalność w rzadkich ziemiach dla Niemiec i Europy jest nierealna w krótkoterminowej i średnim okresie współpracy międzynarodowej i dywersyfikacji źródeł podaży odgrywają kluczową rolę w każdej strategii odporności.

Potencjał i zrównoważony ocena partnerstw surowców

Niemcy i UE zintensyfikują swoje wysiłki na rzecz rozszerzenia i rozszerzenia partnerstw surowców z różnymi krajami na całym świecie.

• Kraje ukończone i surowce skupiają się:
  • Chile: Skoncentruj się na licie i miedzi, ale także potencjał dla innych minerałów. W styczniu 2023 r. I czerwca 2024 r. Współpraca została potwierdzona, ze szczególnym uwzględnieniem zrównoważonego demontażu i wymiany naukowej.
  • Mongolia: Partnerstwo od 2011 r., Partnerstwo strategiczne od lutego 2024 r. Wsparcie z niemieckiego mongolskiego Uniwersytetu Surowców i Technologii.
  • Australia: Współpraca energetyczna i surowca od 2017 r., Coraz większe nacisk na ochronę klimatu i krytyczne minerały. Badaj „Badanie łańcuchów dostaw krytycznych minerałów w Australii” w celu identyfikacji potencjału tworzenia wartości.
  • Kanada: Strategiczne partnerstwo w dziedzinie krytycznych surowców.
  • Inni partnerzy: Kazachstan, Ukraina, Grenlandia, a także różne afrykańskie (np. Namibia, Sambia, Dr Congo) i kraje Ameryki Południowej (np. Argentyna) są przedmiotem UE dla partnerstw surowców.
• Cele partnerstw: Oprócz dywersyfikacji źródeł dostawy, chodzi również o wspieranie krajów partnerskich w zrównoważonej ekstrakcji surowców, promowanie tworzenia wartości na miejscu (np. Poprzez budowanie dalszych możliwości przetwarzania) i ustanawianie wysokich standardów środowiskowych, społecznych i zarządzania (ESG).
• Wyzwania i ryzyko: wdrażanie takich partnerstw jest złożone. Ważne jest, aby zapewnić zgodność ze standardami ESG i uniknąć prania zielonego. Wiele potencjalnych krajów partnerskich jest niestabilnych politycznie lub ma deficyty w rządzie. Istnieje również silna konkurencja, szczególnie w przypadku Chin, w celu uzyskania dostępu do surowców i wpływów w tych krajach. Podstawowy problem odporności nie rozwiązuje całkowicie czystej relokacji dominującego aktora (Chin) z kilkoma podmiotami, które są również potencjalnie niestabilne lub pod wpływem Chiny. Bardzo staranni wybór partnerów i inteligentny projekt umów, które tworzą faktyczne zalety dla obu stron („korzystnych dla wygranych”), a nie tylko realizują jednostronne interesy.

Implikacje geopolityczne i stabilność długoterminowa

Dostawa krytycznych surowców, takich jak Ziemia Rzorcze, dawno stały się centralnym polem geopolitycznych starć.

• Instrumentalizacja dostaw surowców: ryzyko, że dostawy surowców są wykorzystywane jako polityczny środek presji w konfliktach międzynarodowych, jest rzeczywiste i już doprowadziło do znacznych błędów rynkowych.
• Konieczność spójnej strategii europejskiej: w świetle tego wymiaru geopolitycznego polityka surowca wyłącznie ekonomicznie lub technologicznie nie jest wystarczająca. Wymagana jest spójna polityka europejskiego handlu zagranicznego, bezpieczeństwa i rozwoju, która zintegrowała aspekty surowców. Zabezpieczenie podaży morskiej jest zatem nierozerwalnie związane z wzmocnieniem suwerenności europejskiej i projektowaniem odpornych relacji międzynarodowych. Wymaga to ścisłej koordynacji w UE i z podobnymi partnerami międzynarodowymi.

Wzmocnienie przywództwa technologicznego

Opracowanie i zastosowanie własnych zaawansowanych technologii w dziedzinie podstawienia, recyklingu i zrównoważonego ekstrakcji ziemi rzadkiej oferuje Niemcom możliwość ograniczenia jej zależności, a jednocześnie otwierając nowy potencjał gospodarczy.

Potencjał innowacji w Niemczech w zastąpieniu, recyklingu i zrównoważonym ekstrakcji

Niemcy mają silny i szeroki krajobraz badawczy w dziedzinie nauki materiałowej, chemii i procesów, zarówno na uniwersytetach, jak i instytucjach badawczych nieruchomościowych (np. Fraunhofer-Gesellschaft, Helmholtz Community, Leibniz Community).

• Pola skrobi: Jak szczegółowo opisano w sekcji III, istnieją obiecujące podejścia badawcze w Niemczech i Europie do rozwoju magnesów wolnych od morza, bardziej wydajnych katalizatorów i fluorescencyjnych, innowacyjnych procesów recyklingu (np. HPM, podejścia hydrometallurgiczne i biotechnologiczne) oraz do wydobycia morza z alternatywnych źródeł.
• Transfer technologii wyzwań: Głównym wyzwaniem jest szybsze przekształcenie doskonałych wyników badań na zastosowania przemysłowe i produkty rynkowe (badania transferowe). Często istnieje luka między podstawowymi projektami badań/pilotażowych a skalowaniem komercyjnym.
• Globalna konkurencja: Niemcy i Europa są w intensywnej globalnej konkurencji o przywództwo technologiczne, szczególnie w USA i Chinach, które również masowo inwestują w te obszary. Aby móc istnieć tutaj, ukierunkowana i znaczna promocja kluczowych technologii, rozwój roślin pilotażowych i tworzenie kluczowych rynków dla zrównoważonych i innowacyjnych produktów.

Skutki ekonomiczne przejścia na technologie wolne od REE dla kluczowych branż

Przejście na technologie, które potrzebują mniej lub wcale ziem rzadkich, ma złożone skutki ekonomiczne:

• Ocena kosztów i korzyści: W krótkim okresie substytucja z morza może być powiązana z wyższymi kosztami lub potencjalnymi stratami wydajności dla niektórych zastosowań. Jednak w perspektywie długoterminowej, unikając drogiego i podłogowego jeziora, zmniejszenie ryzyka łańcucha dostaw i rozwój nowych rynków innowacyjnych produktów może skutkować znaczącymi korzyściami ekonomicznymi.
• Wymagania inwestycyjne i adaptacyjne: Niemiecki przemysł, szczególnie w kluczowych sektorach budownictwa samochodowego, energii odnawialnej i elektroniki, stoją przed znaczną inwestycją i adaptacją, aby zmienić swoje procesy produkcyjne i produkty na ramię morskie lub wolne alternatywy. Wpływa to nie tylko na produkty końcowe, ale na całe łańcuchy dostaw.
• Możliwości dla „Pierwszego Movera”: niemieckie firmy, które wcześnie polegają na innowacyjnych, zrównoważonych i krytycznych niezależnych technologiach surowców, mogą zapewnić konkurencyjne zalety jako „Pierwszy Mover” i otworzyć nowe, obiecujące rynki. Wymaga to jednak ryzyka ryzyka i długoterminowej orientacji strategicznej.

Przejście na technologie wolne od REE lub wydajne jest zatem nie tylko kwestią bezpieczeństwa dostaw, ale także strategicznym kursem przyszłej konkurencyjności niemieckiej przemysłu na globalnych przyszłych rynkach.

Synteza i zalecenia dotyczące działań dla Niemiec

Analiza problemu z rzadką ziemią ilustruje głęboką zależność Niemiec i Europę od globalnego, zwłaszcza chińskiego, łańcuchów dostaw oraz związanych z tym ryzyka gospodarczego i geopolitycznego. Jednocześnie wykazano obiecujące podejścia badawcze i opcje strategiczne w celu zmniejszenia tej zależności i zwiększenia bezpieczeństwa podaży w perspektywie długoterminowej. Jednak osiągnięcie większej niezależności jest złożonym przedsięwzięciem, które wymaga spójnej strategii i konsekwentnego działania polityki i przemysłu.

Ocena ryzyka, możliwości i konfliktów celów

Dostawa ziem rzadkich ma wyjątkowe znaczenie strategiczne dla Niemiec, ponieważ surowce te są niezbędne do kluczowych technologii przejścia energii, digitalizacji i ważnych gałęzi przemysłu, takich jak budownictwo motoryzacyjne. Obecna globalna struktura podaży, zdominowana przez Chiny w promowaniu, a w szczególności, niesie znaczne ryzyko ze względu na zmienność cen, wąskie gardła dostawy i potencjalną instrumentalizację dostaw surowców do celów geopolitycznych. Ryzyki te są dodatkowo pogarszane przez rosnący globalny popyt.

Szanse na zmniejszenie tej zależności są podejściem wielofunkcyjnym:

• Zastąpienie i wydajność: Badania materiałów zastępczych i technologii wolnych od morza, w szczególności dla magnesów, a także wzrost wydajności materiału oferuje potencjał zmniejszania konkretnych zapotrzebowania na morze w okresie średnio- lub długoterminowym.
• Recykling i gospodarka o obiegu zamkniętym: Ustanowienie europejskiej infrastruktury recyklingu może wnieść znaczący wkład w wtórne podaż surowców, ale stoi przed wyzwaniami technologicznymi i ekonomicznymi.
• Dywersyfikacja i źródła krajowe: Rozwój nowych międzynarodowych źródeł dostaw poprzez partnerstwa surowców oraz potencjalne wykorzystanie zdarzeń europejskich może poszerzyć bazę dostaw, ale są związane z własnym ryzykiem i długimi czasami realizacji.

Podczas realizacji tych możliwości nieuchronnie występują sprzeczne cele:

• Ekonomność a bezpieczeństwo emerytalne: Inwestycje w krajowe wydobycie, przetwarzanie lub zaawansowane technologie recyklingu są często bardziej opłacalne niż import z ustalonych, niedrogich źródeł, zwłaszcza jeśli ceny rynku światowego są niskie. Optymalizacja kosztów krótkoterminowych jest w konflikcie z długoterminową odpornością strategiczną.
• Ochrona środowiska przed lokalnym demontażem/przetwarzaniem: Ekstrakcja i przetwarzanie SET jest intensywne dla środowiska. Zgodność z wysokimi standardami środowiskowymi w Europie zwiększa projekty i może prowadzić do problemów z akceptacją wśród ludności, a przeniesienie do krajów o niższych standardach jest etycznie wątpliwe.
• Prędkość vs. Dokładność: pilna potrzeba bezpieczeństwa dostaw wymaga szybkich rozwiązań, jednocześnie budując zrównoważone i przyjazne dla środowiska łańcuchy wartości, a także rozwój nowych technologii.

Osiągnięcie niezależności w ziemi rzadkich nie jest celem osobliwym, ale należy je rozważyć w szerszym kontekście innych strategicznych imperatywów, takich jak neutralność klimatu, utrzymanie konkurencyjności gospodarczej i utrzymanie globalnej odpowiedzialności za zrównoważony rozwój. Wymaga to starannego rozważenia priorytetów i gotowości do przyjmowania kosztów krótkoterminowych w zakresie długoterminowych korzyści strategicznych.

Konkretny, priorytetowy zalecenia dotyczące działań dla polityki i przemysłu

W celu zrównoważonego poprawy bezpieczeństwa zaopatrzenia w Niemczech za pomocą ziem rzadkich i zmniejszenie zależności od poszczególnych dostawców, wymagana jest skoordynowana procedura polityki i przemysłu. Poniższe zalecenia dotyczące działań są priorytetowe według kategorii czasowych:

Środki krótkoterminowe (do 2 lat)

Intensyfikacja monitorowania surowców i wykrywania ryzyka:

• Wzmocnienie zdolności niemieckiej agencji surowców (DERA) i BMWK w celu ciągłej analizy globalnych rynków morskich, ryzyka łańcucha dostaw (w tym produktów referencyjnych i pośrednich) oraz rozwoju geopolitycznego.
• Budowanie wczesnego systemu ostrzegawczego dla potencjalnych zaburzeń emerytalnych.

Przyspieszenie procedur zatwierdzenia dla projektów strategicznych:

• Konsekwentne stosowanie przyspieszonych procedur zatwierdzenia przewidzianych w UE CRMA do strategicznie ważnych projektów recyklingu, przetwarzania i potencjalnie ekstrakcji w Niemczech i Europie.
• Według CRMA zakładanie i skuteczny sprzęt krajowych punktów kontaktowych („sklepu jednolitych”).

Budowanie strategicznych sojuszy i dywersyfikacja importu:

• Aktywna promocja współpracy korporacyjnej w celu wspólnego zakupu już wyrafinowanego jeziora lub krytycznych produktów wstępnych (np. Magnesów) z zróżnicowanych źródeł, które są oparte na wartości.
• Badanie i prawdopodobnie budowanie strategicznego, związanego z aplikacją zapasów dla szczególnie krytycznego jeziora lub wykonanych z niego komponentów.

Ukierunkowana promocja projektów pilotażowych i demonstracyjnych:

• Zapewnienie kapitału ryzyka i fundusze na skalowanie obiecujących niemieckich i europejskich podejść badawczych w dziedzinie recyklingu See (np. Zautomatyzowany demontaż, efektywne technologie separacji) i podstawienie (np. Magnes wolny od morza) na standardzie przemysłowym (TRL 6-8).

Średniookresowe pomiary (2-7 lat)

Budowa komercyjnych systemów recyklingu i przetwarzania:

• Tworzenie zachęt i redukcji świeckich świeckich do opracowania pierwszych komercyjnych systemów recyklingu produktów zawierających morze (zwłaszcza magnesów, baterii, złomu elektronicznego) oraz do przetwarzania koncentratów jezior w Niemczech/Europie.
• Obejmuje to rozdzielenie LSEE i HSEE, a także produkcję metali.

Wdrożenie „Projektowania recyklingu” i cyfrowych przepustek produktów:

• Opracowanie i stopniowe wprowadzenie standardów wiązania do recyklingu projektu produktu dla odpowiednich grup produktów (np. Silników elektrycznych, urządzeń elektronicznych) na poziomie UE.
• Ustanowienie cyfrowych przepustek produktów, które dostarczają informacji na temat składu materiału (w tym treści morskiej) i ponownej liczby.

Systematyczna ekspansja i pogłębianie partnerstw surowców:

• Wniosek i wdrożenie partnerstw surowców z wybranymi krajami, które mają depozyty morskie. Skoncentruj się na zgodności z wysokimi standardami ESG, promując lokalną wartość dodaną i tworzenie wiarygodnych relacji dostarczania.
• Wspieraj niemieckie firmy w uczestniczeniu w zrównoważonych międzynarodowych projektach wydobywczych i przetwarzania poprzez instrumenty finansowania handlu zagranicznego (np. Gwarancje UFK).

Egzamin i prawdopodobnie promocja lokalnego/europejskiego przejęcia podstawowego:

• Wdrożenie szczegółowych badań wykonalności i wpływu na środowisko dla najbardziej obiecujących europejskich złóż morza (np. Kiruna, Fen).
• Z pozytywnym rezultatem i w ramach najściślejszych wymagań środowiskowych i społecznych, a także zapewnianie akceptacji społecznej: ukierunkowana promocja projektów pilotażowych w celu rozwoju i przygotowania.

Inwestycje w szkolenie i dalsze wykształcenie:

• Budowa i promocja kursów i programów szkoleniowych, które kwalifikują specjalistów do całego łańcucha wartości morza-od geologii przetwarzania technologii i nauk materiałowych dla ekspertów recyklingu.

Środki długoterminowe (7+ lat):

Ustanowienie solidnej europejskiej gospodarki obiegowej dla jeziora:

• Tworzenie funkcjonującego rynku dla wtórnego jeziora poprzez zoptymalizowaną infrastrukturę gromadzenia, sortowania i przygotowywania, wskaźniki stosowania recyklingu wiążącego (tam, gdzie jest użyteczne) oraz promowanie popytu na materiały pochodzące z recyklingu.

Ciągłe finansowanie F&E w przypadku zakłócających innowacji:

• Długoterminowe wsparcie dla podstawowych i zorientowanych na aplikacje badań nad rozwojem nowej generacji materiałów zastępczych i całkowicie wolnych od morza technologii dla kluczowych zastosowań.

Tworzenie kluczowych rynków dla zrównoważonych produktów:

• Wykorzystanie zamówień publicznych i innych instrumentów do promocji produktów, które zawierają zrównoważone/recyklingowe jezioro lub są oparte na alternatywach wolnych od morza i mają wysoką wydajność zasobów.

Udana strategia zmniejszania uzależnienia od morza wymaga inteligentnego „mieszanki polityki”. Musi to być zachęty do gospodarki rynkowej (np. W przypadku inwestycji w recykling i substytucję, wycenę CO2, która pośrednio promuje wydajność materialną), jasne i wiarygodne wymogi regulacyjne (np. Kwoty recyklingu, wymogi ECODESIGN, zobowiązania dotyczące przejrzystości) i bezpośrednie poparcie państwa (zwłaszcza dla F&A, pilotażowych projektów i projektów strategicznych z wysokim ryzykiem lub długim okresem amortyzacji). Pozostawiając wyłączną odpowiedzialność przedsiębiorstwu, jak to często jest praktykowane w przeszłości, w świetle konkretnej struktury rynkowej (oligopolis, podmiotów państwowych), wysokie ryzyko inwestycyjne i geopolityczny wymiar problemu jeziora nie są wystarczające, aby spowodować niezbędną transformację.

Długoterminowa wizja zrównoważonej i odpornej opieki w Niemczech z krytycznymi surowcami

Długoterminowa wizja Niemiec powinna dążyć nie tylko do znacznego zmniejszenia zależności od poszczególnych krajów dostarczania dla ziem rzadkich, ale także odgrywać pionierską rolę w opracowywaniu i zastosowaniu zrównoważonych surowców i okrągłych modeli ekonomicznych. To oznacza:

Zróżnicowane i odporne łańcuchy dostaw

Niemcy czerpią krytyczne surowce z różnych źródeł, z partnerstwami surowców odgrywają kluczową rolę na poziomie oczu i zgodnie z najwyższymi standardami zrównoważonego rozwoju.

Silna europejska wartość dodana

Znaczna część potrzeb jeziora i produktów wykonanych z niego (w szczególności magnesów) jest uzyskiwana, przetwarzana i recyklingu w Europie, w oparciu o technologie konkurencyjne i przyjazne dla środowiska.

Przywództwo w zakresie innowacji

Niemieckie firmy i instytucje badawcze są liderami rozwoju i komercjalizacji technologii podstawienia, wysoce wydajnych procesów recyklingu i projektów produktów ratujących zasoby.

Ustalona gospodarka o obiegu

Rzekskie ziemi i inne krytyczne surowce są systematycznie zarządzane w zamkniętych obwodach, co minimalizuje potrzebę pierwotnych surowców, a zanieczyszczenie środowiska jest zmniejszone.

Strategiczny przewidywanie

Niemcy mają mechanizmy wczesnego wykrywania potrzeb surowców i potencjalnego ryzyka dostaw i mogą elastycznie dostosować swoje strategie.

Niezależność w ziemi rzadkich nie jest statycznym stanem końcowym, ale ciągłym procesem minimalizacji ryzyka, adaptacji technologicznej i strategicznego pozycjonowania w dynamicznie zmieniającym się środowisku globalnym. Długoterminowe odporność wymaga zatem nie tylko jednego wysiłku, ale także trwałego priorytetu politycznego, zrównoważonych inwestycji i zdolności do reagowania na nowe wyzwania i możliwości jako system uczenia się. Sposób, w jaki jest wymagający, ale dla przyszłej rentowności położenia przemysłowego Niemiec oraz osiągnięcia jego ekologicznych i społecznych celów o kluczowym znaczeniu.

☑️ Wsparcie MŚP w zakresie strategii, doradztwa, planowania i wdrażania

☑️ Stworzenie lub dostosowanie strategii cyfrowej i cyfryzacji

☑️Rozbudowa i optymalizacja procesów sprzedaży międzynarodowej

☑️ Globalne i cyfrowe platformy handlowe B2B

☑️ Pionierski rozwój biznesu

 

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

Możesz się ze mną skontaktować wypełniając poniższy formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) .

Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.

 

 

Xpert.Digital to centrum przemysłu skupiające się na cyfryzacji, inżynierii mechanicznej, logistyce/intralogistyce i fotowoltaice.

Dzięki naszemu rozwiązaniu do rozwoju biznesu 360° wspieramy znane firmy od rozpoczęcia nowej działalności po sprzedaż posprzedażną.

Wywiad rynkowy, smarketing, automatyzacja marketingu, tworzenie treści, PR, kampanie pocztowe, spersonalizowane media społecznościowe i pielęgnacja leadów to część naszych narzędzi cyfrowych.

Więcej informacji znajdziesz na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus