Ретки земни елементи: Доминација Кине у сировинама – Могу ли се рециклажа, истраживање и нови рудници ослободити зависности од сировина?

Стратешки значај ретких земних елемената за Немачку

Ретки земни елементи (REE) су група хемијских елемената који играју кључну улогу у бројним модерним технологијама због својих јединствених физичких и хемијских својстава. Њихов стратешки значај за индустријализоване земље попут Немачке експоненцијално је порастао последњих деценија, посебно у контексту дигитализације, енергетске транзиције и примена релевантних за безбедност. Међутим, све већа концентрација глобалних ланаца снабдевања, посебно доминација Кине, открила је значајне економске и геополитичке ризике. Овај чланак анализира сложено питање ретких земних елемената из немачке перспективе, истиче зависност од Кине, процењује тренутне приступе истраживању и развоју за нова решења и износи стратешке опције за Немачку како би постигла већу дугорочну независност у снабдевању овим критичним сировинама.

Дефиниција, својства и класификација ретких земних елемената (REE)

Реткоземни елементи обухватају 17 метала из периодног система: 15 лантанида (лантан (La), церијум (Ce), празеодимијум (Pr), неодимијум (Nd), прометијум (Pm), самаријум (Sm), европијум (Eu), гадолинијум (Gd), тербијум (Tb), диспрозијум (Dy), холмијум (Ho), ербијум (Er), тулијум (Tm), итербијум (Yb), лутецијум (Lu)), као и скандијум (Sc) и итријум (Y). Ови метали се екстрахују из руда. Њихова јединствена физичка и хемијска својства, као што су висока реактивност (посебно са кисеоником), запаљивост и специфичне магнетне и спектроскопске карактеристике, чине их веома траженим сировинама.

Обично се прави разлика између лаких елемената ретких земаља (LSEE), који укључују, на пример, лантан, церијум, празеодимијум и неодимијум, и тешких елемената ретких земаља (HSEE), као што су тербијум и диспрозијум. Ова разлика је релевантна јер су LSEE знатно заступљенији од HSEE у већини лежишта.

Термин „ретки земни елементи“ је донекле обмањујући, јер ови елементи нису нужно ретки са геолошке перспективе. Неодимијум је, на пример, чешћи од олова, а тулијум је заступљенији од злата или платине. Прави изазов, а самим тим и „реткост“ у економском смислу, лежи у ниским концентрацијама у којима се јављају у многим налазиштима, а пре свега у изузетно сложеном и скупом процесу њиховог одвајања и обраде. Ретки земни елементи се увек јављају у природи у комбинацији једни са другима и са другим минералима; њихова изолација захтева мноштво хемијских корака и специфичну стручност. Ова технолошка и економска препрека, а не геолошка доступност сама по себи, је срж проблема снабдевања.

Испод је табела која сумира ретке земне елементе:

17 ретких земних елемената – својства и главне примене

17 ретких земних елемената – својства и главне примене – Слика: Xpert.Digital

Седамнаест ретких земних елемената обухвата и лаке и тешке ретке земне метале, сваки са јединственим својствима и разноврсним применама. Скандијум (атомски број 21) је лаки елемент са високом чврстоћом у легурама и користи се у осветљењу стадиона, горивним ћелијама, рендгенској технологији и лаким легурама за ваздухопловну индустрију. Итријум (39) је један од тешких ретких земних елемената и важан је за фосфоре и суперпроводљива својства, због чега се користи у фосфорима за дисплеје, ЛЕД диоде, ласере, суперпроводнике и керамику.

Лантан (57) је веома реактиван и чини основу лантанида. Користи се у катализаторима, батеријама, специјалним стаклу и кремену. Церијум (58) је најзаступљенији реткоземни метал и служи као средство за полирање са УВ апсорпцијом у катализаторима, средствима за полирање стакла, УВ филтерима и пећима за самочишћење. Празеодимијум (59) омогућава стварање јаких магнета и производи жуто-зелену боју у стаклу и керамици, што га чини погодним за употребу у сталним магнетима, авионским моторима и специјалним стаклу.

Неодимијум (60) је неопходан за најјаче перманентне магнете и користи се у NdFeB магнетима за електромоторе, ветротурбине, чврсте дискове и звучнике. Прометијум (61) је радиоактиван и најређи природни реткоземни метал, који се користи у светлећим дисплејима, нуклеарним батеријама и мерним инструментима. Самаријум (62) је погодан за магнете на високим температурама и за апсорпцију неутрона у перманентним магнетима, контролним шипкама нуклеарних реактора и катализаторима.

Европијум (63) је важан за црвене и плаве фосфоре у ЛЕД диодама, штедљивим лампама и дисплејима. Гадолинијум (64) показује високу апсорпцију неутрона и парамагнетна својства, због чега се користи као контрастно средство у магнетној резонанцији, у контролним шипкама и у суперпроводницима. Тербијум (65) је важан за зелене фосфоре и магнетострикцију у ЛЕД диодама, перманентним магнетима и сензорима.

Диспрозијум (66) повећава јачину коерцитивног поља магнета на високим температурама и користи се у сталним магнетима и ласерима на високим температурама. Холмијум (67) поседује најјаче познате магнетне моменте и користи се у медицинским и војним ласерима. Ербијум (68) производи ружичасту боју и користи се у оптичким кабловима, медицинским ласерима и за бојење стакла.

Тулијум (69) је најређи стабилни лантанид и служи као извор X-зрака у преносивим X-зрацима и ласерима. Итербијум (70) се користи за инфрацрвене ласере и као редукционо средство у легурама нерђајућег челика. Лутецијум (71) је најскупљи реткоземни метал и користи се у позитронској емисионој томографији, петрохемијским катализаторима и експериментално у терапији рака.

Кључне примене и растући значај будућих технологија

Ретки земни елементи су постали неопходни у широком спектру високотехнолошких примена због својих изузетних својстава и играју централну улогу у технолошком развоју и конкурентности модерних економија. Њихов значај стално расте са напретком дигитализације и глобалне енергетске транзиције.

Кључне области примене укључују:

• Перманентни магнети: Неодимијум-гвожђе-бор (NdFeB) магнети су најјачи познати перманентни магнети и неопходни су за високо-перформансне и компактне електромоторе у електричним возилима, хибридним аутомобилима, електричним бициклима, роботима и индустријској опреми. Подједнако су неопходни у ветрогенераторима (посебно беззупчаним приобалним турбинама), хард дисковима, звучницима и слушалицама. Диспрозијум и тербијум се често додају како би се одржале перформансе ових магнета на високим температурама.
• Катализатори: Церијум се користи у аутомобилским катализаторима за смањење штетних емисија издувних гасова. Лантан и други реткоземни елементи се користе у катализаторима за рафинирање нафте (флуид каталитичко крековање) и друге хемијске процесе.
• Батерије: Лантан је важна компонента никл-метал хидридних (NiMH) батерија, које се користе у хибридним возилима и преносној електроници.
• Фосфори: Европијум (за црвену и плаву) и тербијум (за зелену) су кључни за квалитет боје и ефикасност светлосних диода (ЛЕД), штедљивих лампи, равних дисплеја (ЛЦД, ОЛЕД) и других технологија приказивања. Итријум се такође користи у фосфорима.
• Оптика и ласери: Лантани побољшава оптичка својства специјалних наочара за објективе камера, телескопе и двогледе. Ербијум се користи у оптичким кабловима за појачавање сигнала. Неодимијум, итербијум, холмијум и ербијум су важне компоненте у различитим врстама ласера ​​који се користе у медицини, индустрији и комуникацијама.
• Друге високотехнолошке примене укључују средства за полирање (церијум оксид за прецизну оптику и полупроводнике), специјалну керамику (итријум за побољшање отпорности на високе температуре), медицинско снимање (гадолинијум као контрастно средство у магнетној резонанцији), сензоре, суперпроводнике и примене у одбрамбеној и ваздухопловној индустрији (прецизна оптика, навигациони системи, управљање дроновима и ракетама).

Ретки земни елементи (РЕЕ) су од виталног значаја за кључне немачке индустрије као што су аутомобилски сектор (посебно током преласка на електромобилност), машинство и инжењерство постројења, обновљиви извори енергије (првенствено енергија ветра) и сектори електронике и медицинске технологије. Прогресивна дигитализација и амбициозни циљеви енергетске транзиције доводе до пројектованог значајног повећања глобалне потражње за РЕЕ у наредним годинама и деценијама. На пример, потражња за РЕЕ за перманентне магнете могла би се повећати десет пута до 2050. године. Критичност многих ретких земних елемената не произилази само из потенцијалних уских грла у снабдевању или географске концентрације производње, већ и из недостатка директних и еквивалентних замена за многе њихове високо ефикасне примене. Иако се истраживања материјала за замену интензивно спроводе, РЕЕ је технолошки тешко заменити у многим областима због њихових јединствених електронских и магнетних својстава, или се могу заменити само по цену смањења перформанси. Ова технолошка „закључаност“ погоршава проблем зависности и наглашава хитну потребу за повећањем сигурности снабдевања и развојем алтернативних технолошких решења.

Критична зависност Немачке од Кине за ретке земне елементе: Нове стратегије за технолошки суверенитет

С обзиром на стратешки значај елемената ретких земаља и сложене изазове повезане са обезбеђивањем њихове сигурности снабдевања, темељна анализа тренутне ситуације и будућих опција за Немачку је неопходна. Овај чланак има за циљ да свеобухватно испита питање ретких земаља, анализира специфичну зависност Немачке од Кине, представи тренутно стање истраживања у вези са новим решењима и, на основу тога, изложи стратешке могућности за Немачку да гарантује дугорочно и одрживо снабдевање овим критичним сировинама и ојача сопствени технолошки суверенитет.

Глобални пејзаж понуде и зависност Немачке

Глобалну понуду елемената ретких земаља карактерише изузетно висока концентрација и у налазиштима и у екстракцији, као и, још више, у преради. Ова концентрација, посебно доминација Кине, представља значајан стратешки изазов и потенцијални ризик за индустријализоване земље попут Немачке.

Глобална налазишта, вађење и прерада – доминантна улога Кине

Иако реткоземни елементи, као што је раније поменуто, нису геолошки изузетно ретки, економски исплативе концентрације се налазе на релативно мало локација широм света. Највеће познате резерве су у Кини, за коју се процењује да поседује око 44 милиона тона оксида ретких земаља (SEO). Друге значајне резерве налазе се у Вијетнаму (око 22 милиона тона), Бразилу и Русији (око 21 милион тона свака), Индији (око 6,9 милиона тона), Аустралији (око 4 милиона тона) и САД (око 1,8 милиона тона). Гренланд такође има значајна налазишта.

Кина је деценијама играла водећу улогу у глобалној производњи руда. У 2021. години, удео Кине у глобалној рударској производњи био је приближно 61-64%, а процењује се да ће достићи око 70% у 2023. години. САД, Мјанмар и Аустралија су други важни произвођачи, али са знатно мањим тржишним уделима. Историјски гледано, САД су биле највећи произвођач до касних 1980-их, пре него што је Кина масовно проширила своју производњу од почетка миленијума и почела да доминира тржиштем.

Кинеска доминација је још израженија у рафинирању и преради елемената ретких земаља. Овде Кина контролише приближно 90% глобалних капацитета. То значи да чак и концентрати ретких земаља који се ваде у другим земљама (нпр. САД или Аустралији) често морају бити транспортовани у Кину ради раздвајања и рафинирања. Овај корак – раздвајање хемијски веома сличних елемената ретких земаља једних од других и од пратећих елемената – је технолошки захтеван и капитално интензиван.

Кинеска доминација не може се приписати искључиво њеним богатим геолошким ресурсима, већ је резултат дугорочне индустријске стратегије. У прошлости је то често подразумевало прихватање нижих еколошких стандарда и коришћење државних субвенција за постизање и одржавање доминантне тржишне позиције. То је често довело до тога да производња у западним земљама постане непрофитабилна, што је резултирало затварањем рудника и постројења за прераду. Последњих година, Кина је консолидовала своју индустрију ретких земних елемената, користећи извозне квоте и тарифе (историјски и потенцијално у будућности) као механизме контроле и све више се фокусирајући на производњу производа веће вредности и стварање вредности унутар сопствених граница. Значајан корак била је забрана извоза технологија за прераду ретких земних елемената за магнете, уведена крајем 2023. године, чиме је додатно учвршћена њена технолошка зависност.

Још једна важна разлика тиче се лаких (LSEE) и тешких (HSEE) елемената ретких земаља. Док су LSEE, попут лантана и церијума, релативно обилни и ваде се ван Кине, снабдевање одређеним критичним HSEE елементима, неопходним за високоперформансне примене као што су стални магнети (нпр. диспрозијум, тербијум), готово у потпуности зависи од Кине и суседног Мјанмара. Ова специфична зависност од HSEE елемената, који се често налазе у камену за јонску адсорпцију чије је рударство посебно еколошки проблематично, представља критичну тачку у глобалном ланцу снабдевања.

Глобална производња и резерве рудника ретких земаља по земљама (на основу података за 2021/2022)

Глобална производња и резерве рудника ретких земаља по земљама (на основу података за 2021/2022) – Слика: Xpert.Digital

Напомена: Бројке могу незнатно да варирају у зависности од извора и године прикупљања података. SEO = Оксиди ретких земаља. Подаци о резервама за Кину знатно варирају у зависности од извора.

Кина доминира глобалном производњом рудника ретких земних минерала (SEM), која је 2021. године чинила приближно 61-64% глобалне производње, са 168.000 тона. Сједињене Америчке Државе су биле друге са 43.000 тона (15,5-16% тржишног удела), затим Мјанмар са 26.000 тона (9,4-7,5%) и Аустралија са 22.000 тона (8,0-5,9%). Тајланд је произвео 8.000 тона (2,9% тржишног удела). Вијетнам је имао ниску производњу од приближно 360 тона у 2021. години, према DERA, иако USGS извештава о већим бројкама. Друге земље, попут Бразила, Русије и Индије, тренутно имају ниску производњу. Укупна глобална производња износила је приближно 270.000-280.000 тона.

Слика је другачија када се погледају резерве: Кина има процењених 44 милиона тона SEO (36,7-63% глобалних резерви), Вијетнам 22 милиона тона (18,3%), Бразил и Русија по 21 милион тона (по 17,5%). Индија има 6,9 милиона тона (5,8%), Аустралија 4 милиона тона (3,3%), а САД 1,8 милиона тона (1,5%). Гренланд има 1,5 милиона тона резерви (1,3%), али тренутно не производи. Укупне глобалне резерве процењују се на 120-166 милиона тона SEO.

Анализа зависности Немачке и ЕУ од увоза Кине

Кинеска доминација у глобалном ланцу снабдевања ретким земним елементима (РЕЕ) доводи до значајне зависности од увоза за Немачку и целу Европску унију. Недавни подаци Савезног завода за статистику показују да је Немачка 2024. године увезла приближно 3.400 тона ретких земних елемената директно из Кине, што представља 65,5% њеног укупног увоза РЗЕ. За ЕУ у целини, удео директног увоза из Кине у 2024. години био је 46,3% (6.000 тона), затим следе Русија са 28,4% и Малезија са 19,9%.

Зависност је посебно критична за специфичне ретке земне елементе потребне за магнете високих перформанси, као што су неодимијум, празеодимијум и самаријум. Они су скоро у потпуности увезени из Кине 2024. године. Слична је ситуација и са прерађеним производима. На пример, 84% ретких земних метала увезених у Немачку и приближно 85-94% NdFeB магнета произведених широм света и увезених у Немачку потиче из Кине.

Ова зависност има значајне макроекономске импликације. Процењује се да је 2022. године око 22% бруто додате вредности производног сектора у Немачкој (што је еквивалентно 161 милијарди евра) зависило од доступности елемената ретких земаља. Посебно погођени сектори укључују производњу осталих возила (67% додате вредности зависи од елемената ретких земаља), производњу моторних возила (65%) и производњу електронских и оптичких производа (55%).

Важно је напоменути да статистичко бележење порекла елемената ретких земаља може потенцијално потценити праву зависност од Кине. Ако се бележи само коначна земља испоруке, места за прераду у трећим земљама могу прикрити оригинално кинеско порекло сирових елемената ретких земаља. На пример, Аустрија и Естонија делују као прерађивачи немачког увоза, а Малезија је главни добављач ЕУ. Међутим, пошто Кина доминира глобалном рафинеријом, веома је вероватно да велики део сировина прерађених у овим земљама пореклом долази из Кине. Званична статистика увоза стога можда не одражава пуни обим међусобне повезаности са кинеским изворима.

Зависност Немачке и ЕУ од увоза од Кине за одабране ретке земне елементе и прерађене производе (на основу података за 2023/2024)

Зависност Немачке и ЕУ од увоза од Кине за одабране ретке земне елементе и прерађене производе (на основу података за 2023/2024) – Слика: Xpert.Digital

Напомена: Бројке се заснивају на најновијим доступним подацима, углавном за 2023/2024. Тачни проценти могу се незнатно разликовати у зависности од извора података и методологије истраживања.

Немачка и Европска унија значајно зависе од Кине за ретке земне елементе и прерађене производе, као што показују недавни подаци из 2023. и 2024. године. Немачка набавља 65,5% својих сировина и оксида ретких земних елемената из Кине, док је ЕУ нешто мање зависна са 46,3%. Остали главни добављачи Немачке су Аустрија (23,2%) и Естонија (5,6%). ЕУ се више диверзификује, такође набављајући 28,4% из Русије и 19,9% из Малезије.

Зависност је посебно критична за специјализоване производе. Неодимијум, празеодимијум и самаријум, који су неопходни за производњу магнета, долазе готово у потпуности из Кине. Што се тиче даље прерађених ретких земних метала, удео Немачке у увозу из Кине креће се између 82 и 84 процента. Ситуација је слично драматична и за перманентне NdFeB магнете, где и Немачка и ЕУ набављају 84 до 94 процента свог увоза из Кине. Јапан игра значајну улогу као једина алтернатива, чинећи приближно десет процената светске производње.

Зависност достиже врхунац код тешких елемената ретких земаља, јер ЕУ увози 100% својих прерађених тешких елемената ретких земаља, као што су диспрозијум и тербијум, из Кине. Што се тиче лаких елемената ретких земаља попут церијума, неодимијума и празеодимијума, 69% увоза ЕУ ​​такође долази из Кине.

Економски и геополитички ризици зависности

Висока концентрација ланца снабдевања југоисточне Европе на Кину представља значајне економске и геополитичке ризике за Немачку и ЕУ. Кина је у прошлости више пута користила свој доминантни положај на тржишту да утиче на цене и користила снабдевање као политичко средство.

Добро познат пример је ограничавање извоза из Југоисточне Европе у Јапан 2010. године током територијалног спора. Новији догађаји, попут увођења контроле извоза одређених метала и магнета из Југоисточне Европе од стране Кине у априлу 2025. године, поново су истакли рањивост западних индустрија. Ове мере довеле су до значајног повећања цена на глобалном тржишту ван Кине – диспрозијум оксид, на пример, коштао је и до 300 америчких долара по килограму – и претиле су да изазову прекид производње у немачкој аутомобилској индустрији у року од четири до шест недеља, јер су се залихе брзо смањивале.

Такви поремећаји у снабдевању или драстична повећања цена угрожавају конкурентност кључних немачких индустрија, посебно у областима електромобилности, обновљивих извора енергије и високе технологије, и могу озбиљно да ометају постизање амбициозних циљева енергетске и транспортне транзиције, као и дигитализације. Ова зависност је вишедимензионална: она утиче не само на вађење сировина већ, што је још критичније, на рафинирање и производњу међупроизвода као што су стални магнети. Чак и када би сирови СЕЕ били доступни из других извора, често недостају неопходни капацитети за прераду ван Кине за њихово претварање у потребне метале или легуре високе чистоће. То значи да диверзификација рударске производње сама по себи неће решити основну зависност у средњем делу ланца вредности. Стога је развој домаћих европских капацитета за рафинирање и прераду подједнако критично уско грло као и сама екстракција сировина.

Еколошке и друштвене импликације глобалне екстракције и обраде СЕЕ

Вађење и прерада ретких земних елемената повезана је са значајним еколошким и друштвеним проблемима, често концентрисаним у земљама рударства и производње. Рударство често доводи до масовног уништавања животне средине, укључујући ерозију земљишта, контаминацију водних ресурса употребом хемикалија (нпр. киселина, алкалија) и тешких метала, загађење ваздуха прашином и токсичним гасовима, као и уништавање природних облика живота и губитак биодиверзитета. Потрошња воде и енергије је такође веома висока у овим процесима.

Посебан проблем је честа појава радиоактивних елемената у траговима као што су торијум и уранијум у реткоземним елементима (РЕЕ). Прерада РЕЕ генерише значајне количине остатака – процењује се да производња једне тоне РЕЕ производи око 2.000 тона јаловине и остатака обраде, укључујући до 1,4 тоне радиоактивног отпада. Неправилно складиштење ових остатака, као у случају огромног језера јаловине у руднику Бајан Обо у Кини, доводи до дугорочне контаминације земљишта и подземних вода.

Социјални утицаји у рударским регионима су такође озбиљни. То укључује значајне здравствене ризике за раднике и локално становништво, на пример, од излагања прашини (пнеумокониоза у Баотоу) или контакта са токсичним супстанцама. Расељавање заједница, сукоби око земљишта и кршење људских права су чести. Корупција и неадекватне мере безбедности су посебно распрострањене у земљама са ниским еколошким и социјалним стандардима.

У прошлости, Кина је прихватала ниже еколошке стандарде и често толерисала повезане проблеме како би постигла доминацију на тржишту. У скорије време постоје индикације да Кина покушава да пребаци делове производње који су најштетнији по животну средину у суседне земље попут Мјанмара. Иако је ово померање еколошких и друштвених трошкова смањило трошкове производње за западне индустрије на краћи рок, довело је до етичких дилема и екстернализације стварних трошкова производње у ЈИЕ на дужи рок. Одржива стратегија снабдевања за Немачку и Европу мора узети у обзир и интернализовати ове аспекте, уместо да једноставно географски помера проблеме. Развој и имплементација домаћих европских капацитета за вађење и прераду стога морају бити спроведени у складу са највишим еколошким и друштвеним стандардима, што заузврат утиче на економску исплативост таквих пројеката.

Искористите предности Xpert.Digital-овог опсежног, петоструког стручног знања у свеобухватном пакету услуга | Истраживање и развој, XR, односи с јавношћу и оптимизација дигиталне видљивости - Слика: Xpert.Digital

Xpert.Digital поседује дубинско знање у различитим индустријама. То нам омогућава да развијемо прилагођене стратегије прецизно усклађене са захтевима и изазовима вашег специфичног тржишног сегмента. Континуираном анализом тржишних трендова и праћењем развоја у индустрији, можемо деловати проактивно и понудити иновативна решења. Комбинација искуства и стручности ствара додатну вредност и пружа нашим клијентима одлучујућу конкурентску предност.

Више информација овде:

• Искористите предности 5 области стручности компаније Xpert.Digital у једном пакету – већ од 500 евра месечно

Истраживачки и развојни приступи за смањење зависности

С обзиром на критичну зависност од ретких земних елемената и повезаних ризика, интензивни напори у истраживању и развоју (И&Р) су неопходни за проналажење алтернативних решења и јачање дугорочне сигурности снабдевања за Немачку и Европу. Активности истраживања и развоја првенствено се фокусирају на три области: замена и побољшања ефикасности, рециклажа и циркуларна економија, као и развој и одржива екстракција нових извора примарних и секундарних сировина.

Супституција и ефикасност

Замена елемената ретких земаља (REE) другим материјалима или употреба технологија које уопште не захтевају REE је кључни истраживачки приступ. Паралелно, напори су усмерени на ефикасније коришћење REE како би се смањиле специфичне потребе по јединици примене.

Заменски материјали за магнете

Перманентни магнети, посебно NdFeB магнети, једна су од главних примена за SEE и представљају критично уско грло. Истраживање се овде фокусира на неколико класа алтернативних материјала:

• Магнети од гвожђе-нитрида (FeN): Сматрају се обећавајућом алтернативом без SEE. Америчка компанија Niron Magnetics покреће комерцијализацију FeN магнета и гради производни погон у Минесоти, САД, уз подршку владе. ARPA-E у САД такође финансира истраживачке пројекте о FeN магнетима.
• Магнети на бази мангана: Легуре попут манган-бизмута (MnBi) и манган-алуминијума (MnAl) се интензивно истражују. Ејмсова лабораторија у САД развила је MnBi магнете који показују посебно добра својства на високим температурама и већ се тестирају у моторима у сарадњи са индустријским партнерима. Истраживачке активности на MnBi се такође одвијају у Европи, на пример у аустријским и немачким институтима, фокусирајући се на оптимизоване процесе синтезе као што су торзија под високим притиском (HPT) и термомагнетско жарење.
• Легуре високе ентропије (HEA): Ова класа материјала се такође истражује због свог потенцијала за магнетне примене, али је често још увек у ранијој фази истраживања.
• „Магнети за зазор“: Циљ је развој магнета који премостивају разлику у перформансама и цени између јефтиних феритних магнета и високоперформансних SEE магнета. MnBi се сматра потенцијалним кандидатом у овом контексту.

Развој магнета без електричних елемената (SEE) је глобална трка. Док САД већ предузимају конкретне кораке ка пилот производњи и комерцијализацији, посебно са FeN и MnBi магнетима, Европа мора интензивирати своје напоре како би избегла технолошко заостајање и спречила нову зависност, овог пута од САД, за технологије магнета без електричних елемената.

Алтернативни материјали за катализаторе

Церијум, лаки реткоземни елемент (REE), игра важну улогу у тросмерним каталитичким конверторима (TWC) за пречишћавање издувних гасова аутомобила. Истраживања у овој области мање се фокусирају на потпуну замену церијума, јер је један од уобичајенијих и јефтинијих REE, а више на смањење употребе скупљих и критичнијих метала платинске групе (PGM) као што су платина, паладијум и родијум.

• Приступи укључују развој катализатора на бази бакра који могу значајно смањити садржај ПГМ-а.
• Истраживање за оптимизацију наночестица церијум оксида има за циљ повећање њихове ефикасности у катализаторима и тиме потенцијално смањење потрошње материјала.
• ТУ Дармштат истражује зависност фосфора на бази церијума од кисеоника, што може бити релевантно и за разумевање хемије церијума у ​​катализаторима.

У области аутомобилских катализатора, примарни покретач истраживања супституције је мање доступност церијума него трошкови и критичност протонских пумпи (ПГМ). Сама супституција церијума је обично мање у фокусу него, на пример, замена тешких SEE у магнетима.

Заменски материјали за фосфоре

Европијум, тербијум и итријум су кључни за квалитет боје и ефикасност ЛЕД диода и дисплеја. Истраживања траже алтернативе без SEE (See-free) елемената

• Квантне тачке (КТ): Полупроводнички нанокристали (нпр. на бази кадмијума, индијума, перовскита или бакар-индијум сулфида) могу емитовати светлост са високом ефикасношћу у одређеним бојама и истражују се као обећавајућа алтернатива SEE фосфорима у дисплејима и осветљењу. Међутим, изазови укључују токсичност неких КТ материјала (посебно оних који садрже кадмијум), њихову дугорочну стабилност у радним условима и трошкове масовне производње.
• Органске светлеће диоде (OLED): Ове су већ успостављена технологија без SEE диода за дисплеје, али се континуирано истражују материјали како би се побољшала ефикасност, век трајања и трошкови.
• Нови фосфорни материјали: Спроводе се истраживања нових неорганских фосфорних материјала који или потпуно не садрже критичне енергетске елементе (КЕЕ) или смањују њихов удео. Међутим, то често подразумева оптимизацију постојећих система (нпр. допирањем мање критичних елемената или побољшањем квантне ефикасности) уместо потпуне замене.

Иако је постигнут напредак са алтернативним фосфорним материјалима као што су квантне тачке (QD), потпуно елиминисање фосфора заснованих на SEE, посебно у применама које захтевају највиши квалитет боје и ефикасност, остаје значајан изазов. Тренд се често ослања на повећање ефикасности и смањење садржаја SEE, а не на потпуну замену потпуно новим материјалима.

Смањење захтева за SEE кроз ефикасност материјала и промене дизајна

Поред супституције, смањење специфичних захтева за SEE по апликацији је важна полуга.

• Као део водећег пројекта „Критичност ретких земаља“, Фраунхоферови институти су развили технологије за значајно смањење потребе за неодимијумом и диспрозијумом у перманентним магнетима кроз оптимизоване производне процесе (нпр. производња скоро мрежног облика како би се избегли губици материјала), алтернативне магнетне материјале и дизајн електромотора који омогућава рециклажу – потенцијално до једне петине данашње вредности.
• Конструктивне оптимизације електричних погона, као што је побољшано хлађење, могу снизити радну температуру и тиме смањити потребу за елементима за стабилизацију високих температура као што је диспрозијум.
• Генерално, развој производа који од самог почетка захтевају мање критичних сировина је важан аспект ефикасног коришћења ресурса.

Ефикасност материјала и иновације у дизајну често представљају прагматичнија и економски исплативија решења на краћи и средњи рок него потпуна замена потпуно новим материјалима, чији је развој дуготрајан, скуп и ризичан. Међутим, ова постепена побољшања могу, заједно, значајно допринети смањењу критичности.

Рециклажа и циркуларна економија

Рециклажа ретких земних елемената из старих производа и производног отпада је још један кључни стуб за смањење зависности од увоза и очување примарних ресурса.

Тренутне технологије рециклаже и њихова економска исплативост

За рециклажу SEE, посебно из сталних магнета (нпр. NdFeB) и батерија, постоје различити технолошки приступи:

• Хидрометалуршки процеси: У овом процесу, метали се селективно екстрахују из раствора, често након претходне дигестије материјала киселинама. Ово је устаљена метода у преради руде и, у принципу, применљива је на многе магнетне саставе.
• Пирометалуршки процеси: У овим процесима, материјали се топе на високим температурама, што омогућава акумулацију SEE у згури. Ови процеси не производе отпадне воде и потенцијално имају мање процесних корака од хидрометалуршких рута.
• Екстракција у гасној фази и електрохемијски процеси: Ово су даљи приступи раздвајању и опоравку SEE.
• Водонична кртост (водонична обрада магнетног отпада, HPMS): У овом процесу, NdFeB магнети су изложени водонику, што доводи до њихове кртости и распада у прах. Овај прах се затим може директно користити за производњу нових магнета (рециклажа материјала) или за даљу хемијску обраду.

Међутим, економска исплативост рециклаже СЕЕ често остаје главна препрека. Она у великој мери зависи од тренутних цена примарног СЕЕ, концентрације вредних елемената (посебно тешких СЕЕ као што је диспрозијум) у току отпада и трошкова сакупљања, демонтаже и обраде. За многе производе на крају животног века, као што су паметни телефони, количина СЕЕ која се користи је толико мала да рециклажа често није профитабилна. Сходно томе, стопе рециклаже СЕЕ у Европи су тренутно у ниском једноцифреном процентном распону или чак ниже.

Главни проблеми су:

• Ниске и неефикасне стопе сакупљања: Многи производи који садрже SEE не улазе у званичне токове рециклаже.
• Комплексна демонтажа: SEE компоненте су често трајно интегрисане у производе и тешко им је приступити. Ручна демонтажа је дуготрајна и скупа.
• Хетерогени токови материјала: Састав електронског отпада и других фракција отпада значајно варира, што отежава развој стандардизованих процеса рециклаже.
• Високи захтеви за чистоћу: За поновну употребу у високо ефикасним апликацијама, рециклирани SEE често мора имати веома висок ниво чистоће, што повећава трошкове обраде.

Економска исплативост рециклаже у југоисточној Европи суочава се са проблемом кокошке и јајета: мале количине сакупљеног отпада и технолошки сложени, још увек не потпуно зрели процеси чине рециклажу скупом, што заузврат спречава улагања у већа постројења и даља истраживања. Без економије обима, технолошких открића у аутоматизацији демонтаже и одвајања и подржавајућих регулаторних оквира (нпр. обавезујуће квоте за рециклажу, захтеви за дизајн производа који се могу рециклирати – „Дизајн за рециклажу“), успостављање свеобухватне и економски одрживе индустрије рециклаже у југоисточној Европи остаје велики изазов.

Напредак и изазови у изградњи европске инфраструктуре за рециклажу

Упркос изазовима, видљив је напредак у изградњи европске инфраструктуре за рециклажу за ЈИЕ (стратификовану обновљиву енергију). У оквиру Закона о критичним сировинама (CRMA), ЕУ је поставила амбициозан циљ да до 2030. године задовољи најмање 25% годишње потражње за стратешким сировинама путем рециклаже.

Неколико пилот постројења и почетних комерцијалних иницијатива је успостављено или је у фази планирања у Европи:

• Хереус Ремој (Битерфелд, Немачка): У мају 2024. године пустио је у рад највеће постројење за рециклажу магнета од ретких земаља у Европи. Постројење има почетни капацитет прераде од 600 тона отпадних магнета годишње, који се може повећати до 1.200 тона на средњи рок. Очекује се да ће коришћена технологија смањити емисију CO2 за 80% у поређењу са примарном екстракцијом.
• Карестер/Каремаг (Лак, Француска): Планира изградњу великог постројења за рафинирање и рециклажу ретких земних елемената (РЕЕ), чији је почетак рада планиран за крај 2026. године. Планирано је да постројење годишње прерађује 2.000 тона отпадних магнета и 5.000 тона примарних концентрата РЕЕ, са фокусом на опоравак лаких и тешких РЕЕ као што су неодимијум, празеодимијум, диспрозијум и тербијум. Пројекат је Европска комисија класификовала као стратешки пројекат.
• Mkango Resources / HyProMag: Развија постројења за рециклажу у Великој Британији (преко HyProMag Ltd) и планира постројење у Пулавима, Пољска (преко Mkango Polska), што је такође препознато као стратешки пројекат ЕУ. Ови пројекти често користе HPMS процес.
• LIFE INSPIREE (Италија): Пројекат који финансира ЕУ, а циљ му је да годишње из електронског отпадног магнета у индустријским размерама опорави до 700 тона SEE (неодимијум, паладијум, диспрозијум). Дугорочни циљ (до 2040. године) је капацитет од преко 20.000 тона годишње.

Ове иницијативе показују да се улажу напори и на истраживачком и на индустријском нивоу како би се успоставила циркуларна економија за отпад од ретких земаља и соларног отпада (РЕЕ) у Европи. Међутим, изградња свеобухватне, диверзификоване и економски одрживе европске инфраструктуре за рециклажу РЗЕ је дуготрајан процес. Захтева значајна и континуирана улагања у развој технологије, системе за сакупљање и логистику, као и превазилажење изазова скалирања од пилот постројења (често TRL 6-7) до пуних индустријских примена. У том смислу, циљеви рециклаже које је поставила ЕУ морају се сматрати веома амбициозним.

Немачки и европски истраживачки пројекти и њихови резултати/потенцијал (закључно са 2024/2025)

Истраживачки пејзаж у Немачкој и Европи је веома активан у области рециклаже и замене СЕЕ, уз подршку истраживачких институција и националних и европских програма финансирања.

• Фраунхоферово друштво: Разни институти дају важан допринос.
  • Фраунхоферов институт за рециклажу и стратегију ресурса (IWKS) је лидер у развоју технологија рециклаже за NdFeB магнете. Пројекти као што су FUNMAG (рециклажа магнета за електричну мобилност) и RecyPer (производња дефинисаних типова магнета из мешаних токова отпада магнета) користе и оптимизују процесе попут водоничне кртости (HPMS). Рециклажа магнета из ветротурбина је такође кључни фокус истраживања.
  • Фраунхоферов институт за међуповршинско инжењерство и биотехнологију (IGB) истражује биотехнолошке процесе за опоравак СЕЕ.
  • Завршени водећи Фраунхоферов пројекат „Критичност ретких земаља“ поставио је важне темеље за супституцију, побољшање ефикасности и рециклажу.
• Хелмхолцово удружење:
  • Хелмхолцов институт Фрајберг за технологију ресурса (HIF) при HZDR-у је такође веома активан. Пројекат BioKollekt развија биотехнолошке методе (нпр. коришћење пептида) за селективну екстракцију метала, укључујући SEE, из сложених токова материјала као што је електронски отпад. Пројекат Renare (део водећег пројекта H2Giga) истражује рециклажу критичних сировина, укључујући SEE, из електролизера коришћењем иновативних процеса флотације и екстракције честица течност-течност.
• Пројекти финансирани од стране ЕУ:
  • SUSMAGPRO (завршен новембра 2023.) био је пионирски пројекат за успостављање европског ланца снабдевања рециклажом за магнете из југоисточне Европе. Успешно је демонстрирао производњу и употребу рециклираних магнета у звучницима и електромоторима.
  • REEsilience (који траје до 2026. године) надовезује се на резултате SUSMAGPRO и има за циљ успостављање отпорног европског ланца снабдевања за SEE магнете, укључујући и развој софтверских алата за оптимизацију употребе секундарних материјала и побољшане технологије производње легура и обраде праха.
  • GREENE и HARMONY су новији пројекти ЕУ који су започети 2024. године. GREENE се фокусира на смањење садржаја SEE у магнетима кроз иновативни редизајн микроструктуре. HARMONY има за циљ да успостави пилот циклус рециклаже за перманентне магнете из различитих примена (ветротурбине, електромотори, електронски отпад).
  • Остали релевантни пројекти укључују REMANENCE (завршен, опоравак NdFeB магнета), SecREEts (екстракција SEE из фосфатне стене у производњи ђубрива) и завршени пројекат EURARE, који је поставио темеље за европску индустрију SEE и проценио европске наслаге.
• Остале заинтересоване стране: Öko-Institut редовно израђује студије и развија стратешке планове за одрживо управљање ресурсима ЈИЕ, при чему рециклажа игра централну улогу.

Истраживачки пејзаж у Немачкој и Европи је динамичан и обухвата цео ланац вредности, од супституције и рециклаже до алтернативних метода екстракције. Јасан развој је евидентан, прелазећи са основних истраживања на пилот пројекте оријентисане на примену и почетне комерцијалне приступе. Умрежавање одличних истраживачких институција са индустријом, као и циљано финансирање кроз националне и европске програме, кључни су покретачи у овом процесу. Међутим, највећи изазов остаје успешан пренос резултата истраживања у широке индустријске примене и њихово скалирање на економски исплативе процесе (превазилажење „долине смрти“ за иновације). Демонстрирање техничке изводљивости на релевантном нивоу (високи нивои технолошке спремности, TRLs) једнако је важно као и развој одрживих пословних модела.

Развој и одржива екстракција нових ресурса

Поред супституције и рециклаже, развој нових извора примарних и секундарних сировина је важан градивни елемент за диверзификацију понуде у југоисточној Европи.

Потенцијал европских налазишта ЈИЕ

Европа поседује геолошки значајна, али до сада углавном неискоришћена, налазишта југоисточне Европе.

• Шведска: Лежиште Пер Гејер у близини Кируне, које истражује државна рударска компанија LKAB, сматра се највећим познатим лежиштем у Европи, које садржи преко милион тона оксида ретких земаља. LKAB планира да почне са рударством 2027. године, иако се не очекује да ће пуни производни капацитет бити достигнут у наредних 10-15 година. Руда у Пер Гејеру садржи приближно 0,2% оксида ретких земаља (REE) поред гвожђа и фосфата. Још једно важно шведско лежиште је Нора Кер, које је посебно богато тешким REE.
• Норвешка: Комплекс карбонатита фен у јужној Норвешкој сматра се потенцијално највећим лежиштем ретких земних елемената (REE) у Европи. Процене указују на укупно лежиште REE од 8,8 милиона тона, од чега је приближно 1,5 милиона тона магнетно релевантно. Компанија Rare Earths Norway (REN) истражује подручје и сматра рударство реалним од 2030. године па надаље, што би потенцијално могло покрити 10% европске потражње.
• Финска: Рудник фосфата Сокли у Лапонији такође има потенцијал за екстракцију СЕЕ као нуспроизвода.
• Гренланд: Налазишта као што су Кванефјелд, Кринглерне и Сарфарток поседују значајне ресурсе југоисточне Европе. Међутим, развој је пун великих изазова, укључујући високе трошкове инфраструктуре, екстремне климатске услове, недостатак квалификованих радника и сложене процесе добијања дозвола.
• Остала појаве: Мање или мање проучене појаве постоје и у Немачкој (нпр. Шторквиц у Саксонији, које се сматра неекономичним, и баварске глине са ниским концентрацијама), Грчкој и Шпанији.

Међутим, развој ових европских налазишта суочава се са значајним препрекама. То укључује често високе инвестиционе и оперативне трошкове у поређењу са успостављеним произвођачима попут Кине, дуготрајне и сложене процесе издавања дозвола (често 10-15 година), строге прописе о заштити животне средине (посебно у вези са радиоактивним траговима као што су торијум и уранијум) и потребу за добијањем јавног прихватања рударских пројеката. Иако би ова налазишта могла допринети диверзификацији на дужи рок, она не нуде краткорочно решење за тренутне зависности. Стога је неопходна стратегија премошћавања која се ослања на рециклажу, супституцију и диверзификацију постојећих извора увоза.

Евалуација одабраних европских налазишта југоисточне Европе – потенцијал, економска исплативост, еколошки аспекти, временски оквир

Евалуација одабраних европских налазишта у југоисточној Европи – потенцијал, економска исплативост, еколошки аспекти, временски оквир – Слика: Xpert.Digital

Процена одабраних европских налазишта ретких земних елемената открива различите фазе развоја и потенцијала. Шведским налазиштем Пер Геијер/Кируна управља државна компанија LKAB и тренутно је у фази истраживања, а захтев за дозволу је у току. Са процењеним ресурсима који прелазе милион тона ретких земних елемената (SE) и већим уделом лаких ретких земних елемената, рударство би могло почети већ 2027. године, иако пуна производња не би била достигнута наредних 10-15 година. Иако је налазиште потенцијално економски исплативо као нуспроизвод рударства гвожђа и фосфата, оно захтева значајна улагања. Изазови укључују радиоактивне трагове, коришћење земљишта и добијање прихватања од стране Сами популације.

Норвешки карбонатитски комплекс фет развија компанија Rare Earths Norway и налази се у поодмаклој фази истраживања. Са процењеним ресурсима од 8,8 милиона тона, укључујући 1,5 милиона тона магнетне морско-морске руде, рударство би могло бити могуће од 2030. године па надаље, потенцијално покривајући десет процената потражње ЕУ. Економска процена је још увек у току и потребна су значајна улагања. Еколошке забринутости укључују радиоактивност торијума и утицај рударства и прераде на животну средину.

Пројекат Нора Кер компаније Тасман Металс у Шведској богат је тешким ретким земним елементима и тренутно је у процесу добијања дозвола. Као дугорочни пројекат са неизвесним временским оквиром, његова економска исплативост зависи од цена HSEE и технологије обраде. Прописи о заштити животне средине и сукоби око коришћења земљишта представљају додатне изазове.

Финско налазиште Сокли, у власништву Финске групе за минерале, нуди потенцијал обновљивих извора фосфата са ниском емисијом, са значајним налазиштима обновљивих извора са ниском емисијом. Као дугорочна опција за нуспроизводе, његова економска исплативост зависи од тржишта фосфата и технологије екстракције фосфата са ниском емисијом. Интеграција у постојеће рударске операције и управљање отпадом су кључна разматрања.

Лежиште Кванефјелд на Гренланду, које је раније било у власништву компаније GGG, а сада у власништву компаније Energy Transition Minerals, садржи веома велике резерве и лаких и тешких ретких земних елемената. Међутим, пројекат је политички блокиран мораторијумом због проблематичне природе уранијума. Високи трошкови развоја, недостатак инфраструктуре, радиоактивност уранијума, као и еколошка, друштвена и правна питања аутохтоних народа чине дугорочни развој неизвесним.

Истраживање алтернативних метода екстракције

Паралелно са истраживањем конвенционалних налазишта, спроводе се интензивна истраживања алтернативних начина екстракције СЕЕ из секундарних извора и коришћењем нових метода.

• Индустријски отпад као извор сировина (урбано/индустријско рударство):
  • Пепео угља (летећи): У САД су значајне концентрације тешких SEE-ова идентификоване у пепелу угља из басена реке Паудер. У Великој Британији је у току пројекат који финансира Innovate UK (Mormair and Materials Processing Institute, октобар 2024 – август 2025) за опоравак неодимијума, празеодимијума и скандијума из пепела угља коришћењем пилотске комбинације хемијских реактора за лупинг и карбохлоринације. Такође се истражује екстракција из пепела угља коришћењем јонских течности.
  • Црвени блато (остаци боксита): Као нуспроизвод производње алуминијума, црвени блато се ствара у великим количинама и такође садржи SEE (посебно церијум, лантан, неодимијум и скандијум). Завршени пројекат ЕУ REDMUD фокусирао се на потпуно коришћење остатака боксита, укључујући опоравак SEE. Међутим, концентрације су често ниске, а екстракција је сложена.
  • Фосфорни гипс (производња ђубрива): Пројекат ЕУ SecREEts успешно је демонстрирао пилотске процесе за екстракцију SEE (Nd, Pr, Dy) из процесних токова производње фосфатних ђубрива. Овај приступ се сматра посебно одрживим јер се заснива на већ ископаном материјалу и не ствара нови рударски отпад.
• Биотехнолошки процеси:
  • Биолошко излучивање и биоминерализација: Употреба специфичних микроорганизама (бактерија, гљивица) или њихових метаболичких продуката (нпр. органских киселина, ензима, пептида) за селективно растварање (биолошко излучивање) или везивање (биосорпција, биоминерализација) метала из руда или отпадних токова је обећавајуће поље истраживања. Хелмхолц институт Фрајберг (HIF) при HZDR (пројекат BioKollekt), на пример, ради на употреби пептида за селективно везивање елемената ретких земаља (REE) из електронског отпада. На LMU Минхен истражује се употреба бактерија зависних од лантанида за екстракцију REE из индустријског отпада и рударских вода, при чему бактеријски сој SolV показује обећавајуће резултате. Такође се проучава биолошко излучивање магнетног отпада.
  • Фитоминирање: Ово подразумева коришћење биљака које акумулирају метале из земљишта. Метали се затим могу издвојити жетвом и спаљивањем биљне биомасе. Међутим, овај процес је још увек у веома раној фази истраживања и његова економска исплативост за обновљиву енергију засновану на земљишту (SEE - renewable energy based) још увек није доказана.
• Ниво технолошке спремности (TRL): Многе од ових алтернативних метода екстракције су још увек у раним фазама истраживања или пилотских пројеката (TRL 3-6). Скалабилност до индустријских размера и економска конкурентност често још нису постигнуте и захтевају даља интензивна истраживања и развој.

Развој алтернативних извора обновљиве енергије из токова отпада и коришћење биотехнолошких процеса је веома обећавајући у смислу одрживости и потенцијално мањег утицаја на животну средину у поређењу са примарним рударством. Ови приступи би могли значајно допринети циркуларној економији и смањити зависност од новоизграђених сировина. Међутим, пут до индустријске зрелости и економске исплативости за ове технологије је још увек дуг и захтева значајна и дугорочна улагања у истраживање, развој и скалирање. Стога оне представљају више средњорочну до дугорочну опцију.

Развој еколошки прихватљивијих процеса сепарације и рафинирања

Конвенционално одвајање СЕЕ, углавном коришћењем екстракције растварачем, је енергетски интензиван процес који захтева велике количине хемикалија (киселина, органских растварача) и ствара отпад штетан по животну средину. Стога је истраживање еколошки прихватљивијих и ефикаснијих метода одвајања од великог значаја, не само за примарне сировине већ и за рециклажу.

• Јонске течности (ЈТ) и дубоко еутектички растварачи (ДЕС): Они се интензивно истражују као „зелене“ алтернативе растварачима. Карактеришу их низак притисак паре, незапаљивост и често висока селективност за одређене метале. Истраживања у овој области се спроводе, између осталог, на Универзитету у Ростоку. Посебан број часописа Минерали био је посвећен овој теми 2023/2024. године, уз снажно учешће европских земаља.
• Изазови и ниво употребе (TRL): Упркос обећавајућим лабораторијским резултатима, трошкови IL/DES, њихова дугорочна стабилност у процесним условима, ефикасно опорављање растварача и скалабилност процеса остају главни изазови. Многи од ових приступа су још увек у лабораторијском или, у најбољем случају, пилотском обиму (TRL често < 6). Иако се интензивна истраживања спроводе годинама, до данас није било широко распрострањених комерцијалних продора у индустрији електричне енергије (SEE).

Развој нових, еколошки прихватљивијих и исплативијих процеса сепарације је кључни кључ за значајно побољшање еколошког отиска целог ланца вредности ЈИЕ (и из примарних и из секундарних извора). Ово је кључно подручје за технолошке иновације које би омогућиле истински одрживо снабдевање ЈИЕ у Европи. Без напретка у технологији сепарације, изградња независног европског ланца вредности ће остати тешка, чак и ако би примарне или секундарне сировине биле доступне.

Напредак и статус стручне спремности одабраних технологија рециклаже и супституције за СЕЕ у Европи/Немачкој (закључно са 2024/2025)

Напредак и статус стручног одобрења одабраних технологија рециклаже и супституције за ЈИЕ у Европи/Немачкој (закључно са 2024/2025) – Слика: Xpert.Digital

TRL (Ниво технолошке спремности): 1-3 Основна истраживања, 4-6 Валидација/демонстрација у лабораторији/релевантном окружењу, 7-9 Демонстрација прототипа/система у оперативном окружењу, комерцијална примена.

Европски и немачки истраживачки пејзаж показује значајан напредак у технологијама рециклаже и супституције елемената ретких земаља, при чему различити приступи достижу различите нивое зрелости. У области супституције магнета, магнети од гвожђа и нитрида се развијају са нивоом технолошке зрелости од 6-8, посебно у САД преко компаније Niron Magnetics, док су истраживања у ЕУ мање истакнута. Ова технологија је усмерена на примену у електромоторима и генераторима, али се суочава са изазовима у погледу скалирања, трошкова и поређења перформанси са конвенционалним NdFeB магнетима.

Манган-бизмутни магнети, са TRL од 4-7, налазе се у раној фази развоја. Поред Ејмс лабораторије у САД, немачке и аустријске институције попут ТУ Бергаакадемије Фрајберг и Монтануниверситат Леобен такође спроводе истраживања. Главне области примене су индустријски мотори и такозвани „магнети са празнином“, док синтеза чистих фаза, термичка стабилност и скалабилност представљају кључне изазове.

У замени фосфора, квантне тачке су већ достигле висок ниво зрелости од 7-9 у применама дисплеја, уз учешће разних компанија и истраживачких института као што је Фраунхофер. Упркос обећавајућим применама у дисплејима, ЛЕД диодама и соларним ћелијама, остају изазови у вези са токсичношћу, стабилношћу и ефикасношћу у поређењу са SEE фосфорима. Органске ЛЕД диоде, са TRL од 9, већ су достигле тржишну зрелост и представљају етаблирану индустрију у дисплејима и осветљењу, али се и даље боре са проблемима животног века плавих ЛЕД диода, као и са проблемима трошкова и ефикасности.

Рециклажа NdFeB магнета показује неколико обећавајућих приступа. Водонична кртост у комбинацији са рециклажом материјала достигла је TRL од 7-8, а немачке институције попут Fraunhofer IWKS, заједно са међународним партнерима и пројектима ЕУ попут HyProMag и SUSMAGPRO/REESilience, предњаче у томе. Ова технологија омогућава директну поновну употребу NdFeB магнета за нове магнете, али се суочава са изазовима у погледу квалитета рециклираних магнета, сакупљања, демонтаже и економске исплативости.

Хидрометалуршке процесе са TRL од 4-7 развијају Фраунхофер, ТУ Бергаакадемија Фрајберг и компаније попут Карестера, а циљ им је да регенеришу чисте SEE оксиде и метале. Сложеност процеса, употреба хемикалија, трошкови и питања селективности остају кључни изазови. Пирометалуршки приступи, са TRL од 4-6, још увек су у фази истраживања и боре се са енергетским интензитетом, потенцијалним губицима SEE и проблемима чистоће.

Иновативни биолошки процеси попут биолужења и биосорпције истражују се за електронски и индустријски отпад од стране институција попут HZDR, LMU Минхен и Fraunhofer IGB, са TRL од 3-5. Изазови леже у селективности, кинетици, робусности микроорганизама и економској скалабилности.

Алтернативне методе екстракције такође показују потенцијал. Екстракција из пепела угља са TRL од 4-6 се углавном спроводи у пројектима у САД и Великој Британији, док је екстракција из остатака фосфата из производње ђубрива у пројекту SecREEts са партнерима као што су Yara и REEtec постигла TRL од 6-7. Оба приступа се боре са ниским концентрацијама и проблемима економске исплативости.

Еколошки прихватљиве технологије раздвајања коришћењем јонских течности и дубоких еутектичких растварача су још увек у раним фазама истраживања, са TRL од 3-5. Универзитет у Ростоку и разни пројекти ЕУ су укључени у ову област. Изазови леже у цени растварача, њиховој стабилности, опоравку и скалабилности за индустријске примене.

Од локалног до глобалног: Мала и средња предузећа освајају светско тржиште паметном стратегијом - Слика: Xpert.Digital

У ери у којој дигитално присуство компаније одређује њен успех, изазов лежи у стварању аутентичног, персонализованог и далекосежног присуства. Xpert.Digital нуди иновативно решење које се позиционира као пресек индустријског центра, блога и амбасадора бренда. Комбинује предности комуникационих и продајних канала на једној платформи и омогућава објављивање на 18 различитих језика. Сарадња са партнерским порталима и могућност објављивања чланака на Google News-у и листи за дистрибуцију штампе са приближно 8.000 новинара и читалаца максимизирају досег и видљивост садржаја. Ово представља кључни фактор у екстерној продаји и маркетингу (SMarkеting).

Више информација овде:

• Аутентично. Индивидуално. Глобално: Xpert.Digital стратегија за вашу компанију

Стратешке опције за Немачку ка дугорочној независности

Да би смањила своју значајну зависност од ретких земних елемената, посебно од Кине, и да би осигурала дугорочну сигурност снабдевања, Немачка има низ стратешких опција доступних на националном и европском нивоу. То укључује политичке одлуке, развој отпорних ланаца вредности, интензивирање међународне сарадње и циљано јачање сопственог технолошког лидерства.

Национално и европско креирање политика

Политички оквир је кључан за покретање и подршку неопходним трансформацијама у снабдевању сировинама.

Немачка стратегија за сировине и Национална стратегија за циркуларну економију (NKWS)

Немачка стратегија за сировине, последњи пут ажурирана 2020. године, има за циљ да подржи компаније у обезбеђивању безбедног и одрживог снабдевања сировинама. Кључни стубови укључују диверзификацију извора снабдевања, промоцију рециклаже и ефикасности материјала, јачање домаћег вађења сировина (где је то могуће и практично) и подршку немачким компанијама у међународној конкуренцији. Стратегија посебно наглашава важност истраживања и развоја за замену и ефикасније процесе рециклаже критичних сировина као што су сесилне и ретикулозне (SRE) сировине.

Национална стратегија циркуларне економије (NKWS), коју је немачка савезна влада усвојила у децембру 2024. године, поставља важне комплементарне приоритете у овој области. Њени кључни циљеви релевантни за економију одрживог развоја (ЈИЕ) укључују:

• Смањење потрошње примарних сировина: Дугорочно гледано, потрошња примарних сировина по глави становника у Немачкој требало би значајно да се смањи.
• Затварање материјалних циклуса: Удео секундарних сировина у употреби материјала требало би значајно повећати; ЕУ циља удвостручење до 2030. године, циљ који је усвојио NKWS (Национални центар за рециклиране материјале).
• Јачање независности од сировина: Експлицитни циљ је да се до 2030. године рециклажом покрије 25% потражње за стратешким сировинама као што су ретки земни елементи или литијум, што је у складу са Законом ЕУ о критичним сировинама.

Досадашња примена ових стратегија се критички посматра. Стручњаци указују на јаз између наведених циљева и њихове стварне примене, посебно у погледу обезбеђивања довољног финансирања, убрзања процеса одобравања за домаће пројекте и недостатка инвестиција из индустрије све док глобалне тржишне цене за обновљиву енергију (ЈИЕ) која није погодна за пловидбу остану релативно ниске. Критикује се недостатак стратешког размишљања и конкретних, обавезујућих мера. Национална стратегија за обновљиву енергију (НКВС) је новији приступ чија ефикасност тек треба да се докаже. Постоји јасан сукоб циљева између дугорочне потребе за стратешким планирањем и краткорочних економских разматрања, сукоб који се мора превазићи политичким управљањем.

Закон ЕУ о критичним сировинама (CRMA)

Закон ЕУ о критичним сировинама (CRMA), који је ступио на снагу у мају 2024. године, чини централни европски правни оквир за јачање безбедности снабдевања критичним и стратешким сировинама. Његови главни циљеви за 2030. годину су амбициозни:

• Најмање 10% годишње потражње ЕУ за стратешким сировинама требало би да потиче из домаће производње.
• Најмање 40% треба даље прерадити у ЕУ.
• Најмање 25% треба да буде покривено рециклажом унутар ЕУ.
• Зависност од једне треће земље за стратешку сировину требало би да буде ограничена на највише 65%.

Кључна компонента CRMA је идентификација и промоција такозваних стратешких пројеката. Они могу имати користи од убрзаних процеса издавања дозвола (максимално 27 месеци за рударске пројекте, 15 месеци за пројекте прераде и рециклаже) и финансијске подршке. У марту 2025. године објављена је почетна листа од 47 таквих пројеката, првенствено који се тичу сировина за батерије, али укључују и пројекте ретких земаља (нпр. рударски пројекат Кируна у Шведској и иницијативе за рециклажу као што је пројекат Пулави у Пољској). За имплементацију у Немачкој, морају се одредити националне контакт тачке за ове пројекте (рок: фебруар 2025), а координирајућу улогу ће играти Савезно министарство за економске послове и климатске акције (BMWK) и Немачка агенција за минералне ресурсе (DERA).

Споразум о ретким земљама (CRMA) је добио помешане критике. С једне стране, сматра се важним и неопходним кораком ка решавању зависности од ресурса. С друге стране, постоје сумње у техничку и еколошку изводљивост амбициозних циљева, посебно за ретке земне елементе, у оквиру предвиђеног временског оквира. Често веома дуги процеси издавања дозвола за рударске пројекте (10-15 година) су у оштрој супротности са роковима које је CRMA поставио. Штавише, јавно противљење новим рударским или прерађивачким пројектима у Европи могло би успорити спровођење. Успех CRMA ће кључно зависити од његове доследне примене од стране држава чланица, мобилизације значајних приватних инвестиција и решавања супротстављених циљева, као што су они између брзог издавања дозвола и високих еколошких стандарда.

Програми и иницијативе финансирања

Да би се подржали стратешки циљеви, постоји широк спектар програма финансирања на немачком и европском нивоу:

• Немачка: Савезно министарство за климатске акције, животну средину, енергетику, мобилност, иновације и технологију (BMK) и Савезно министарство образовања и истраживања (BMBF) нуде различите програме који се баве истраживањем, развојем и иновацијама у областима критичних сировина, ефикасног коришћења ресурса и циркуларне економије. То укључује новопокренути Фонд за сировине, програм STARK (Јачање динамике трансформације и иновација у рударским регионима и на локацијама термоелектрана на угаљ) и неувезане финансијске кредите (гаранције UFK) за обезбеђивање пројеката у иностранству.
• ЕУ: Програми као што су Хоризонт Европа, ИнвестЕУ и LIFE нуде могућности финансирања за истраживање, иновације и имплементацију технологија у областима замене, рециклаже и одрживе екстракције у југоисточној Европи. Фонд за иновације може да обезбеди финансирање за капацитете за рециклажу.
• Иницијативе: Европска алијанса за сировине (ERMA) игра кључну улогу у идентификовању и промоцији инвестиционих пројеката дуж целог ланца вредности југоисточне Европе. ERMA је поставила циљ да до 2030. године 20% европске потражње за магнетима југоисточне Европе може бити задовољено производњом узгајаном у ЕУ, за шта су идентификована улагања од око 1,7 милијарди евра. Програми ефикасног коришћења ресурса, као што је ProgRess у Немачкој, такође доприносе подизању свести и покретању мера.

Иако постоје бројни инструменти финансирања, њихова ефикасна координација, доступност, посебно за мала и средња предузећа (МСП), и довољна финансијска средства у односу на обим изазова кључни су за њихову ефикасност. Фрагментација финансијског пејзажа и бирократске препреке могле би умањити жељени утицај и одложити хитно потребну брзу изградњу капацитета.

Преглед политичких стратегија и програма финансирања ЕУ и Немачке релевантних за ретке земље (избор)

Преглед политичких стратегија и програма финансирања ЕУ и Немачке релевантних за ретке земље (избор) – Слика: Xpert.Digital

Европска унија и Немачка су развиле различите политичке стратегије и програме финансирања који су посебно релевантни за ретке земне елементе. Закон ЕУ о критичним сировинама (CRMA) има за циљ да до 2030. године постигне домаћу производњу од 10 процената потребних сировина, прераду од 40 процената у земљи и рециклажу од 25 процената, уз ограничавање зависности од једне треће земље на највише 65 процената. Финансирање се обезбеђује за стратешке пројекте у областима рударства, прераде и рециклаже, као и за истраживање и иновације.

Стратегија за сировине немачке савезне владе, коју предводи Савезно министарство за климатске акције, животну средину, енергетику, мобилност, иновације и технологију (BMK), фокусира се на диверзификацију, рециклажу и домаћу екстракцију где је то изводљиво, као и на истраживање и развој за замену. Подржавају се мере за диверзификацију, истраживање и развој за рециклажу и замену, као и процена домаћег потенцијала. Национална стратегија циркуларне економије Савезног министарства за животну средину, заштиту природе, нуклеарну безбедност и заштиту потрошача (BMUV) и BMWK има за циљ да покрије 25 процената потражње за стратешким сировинама кроз рециклажу и да смањи потрошњу примарних сировина. Финансирање је обезбеђено за развој капацитета за рециклажу, пројектовање за рециклажу и истраживање и развој технологија рециклаже.

Немачки фонд за сировине, заједничка иницијатива Савезног министарства за економске послове и енергетику (BMWi) и Немачке развојне банке (KfW), има за циљ да допринесе безбедности снабдевања сировинама и смањењу зависности подржавањем пројеката за вађење, прераду и рециклажу критичних и стратешких сировина, како на домаћем тако и на међународном нивоу. Програм финансирања STARK компаније BMWi подржава трансформацију региона за ископавање угља и промовише производњу и опоравак критичних сировина за кључне компоненте.

На европском нивоу, програм „Хоризонт Европа“ јача научне и технолошке темеље и промовише иновације, посебно истраживање и иновације у области супституције, рециклаже, одрживе екстракције и нових материјала. Европски савез за сировине (ERMA), заједничка иницијатива EIT RawMaterials и ЕУ, ради на изградњи отпорних ланаца вредности ЕУ за сировине и идентификује и подржава инвестиционе пројекте у рударству, преради и рециклажи елемената ретких земаља. Програм немачког BMBF-а „Иновативна мала и средња предузећа: Ефикасност ресурса и циркуларна економија“ јача истраживање и развој у малим и средњим предузећима и промовише ефикасно снабдевање и коришћење критичних сировина, иновативне процесе рециклаже и циркуларне производе.

Изградња отпорних ланаца вредности у Немачкој и Европи

Изградња отпорних, локално набављених ланаца вредности ретких земних елемената у Европи је кључни елемент у смањењу зависности од Кине. То захтева напоре у свим фазама, од вађења и прераде сировина до производње готових производа и рециклаже.

Могућности и изазови у изградњи домаћих капацитета за прераду и рафинирање

Критично уско грло у тренутном европском окружењу СЕЕ је недостатак значајних капацитета за одвајање сирове СЕЕ у појединачне оксиде високе чистоће и за накнадну производњу метала. Чак и ако би Европа повећала своју производњу примарних или секундарних сировина, оне би често морале да се извозе у Кину ради даље прераде, што би само померило зависност.

• Неопходност: Развој европских постројења за сепарацију и металургију је неопходан за постизање истинске вертикалне интеграције и стратешке аутономије.
• Примери приступа: У Естонији, Neo Performance Materials (Silmet) већ послује постројењем за сепарацију, које се, међутим, ослања на увезене концентрате. У Француској постоје планови за постројење у Ла Рошелу, а пројекат Caremag у Лаку има за циљ интегрисану прераду и рециклажу. Постоје и иницијативе у Пољској (пројекат Pulawy).
• Економска исплативост: Изградња таквих постројења захтева изузетно много капитала. Трошкови инвестиција су високи, а европски произвођачи би морали да се такмиче са успостављеним и често државно субвенционисаним кинеским компанијама. Дугорочни уговори о куповини и стабилне цене били би неопходни за подстицање инвестиција.
• Технолошке препреке: За сложене процесе раздвајања потребно је специфично знање. Штавише, еколошки прихватљиви и енергетски ефикасни процеси морају се развити и проширити како би се испунили високи европски еколошки стандарди.
• LSEE у односу на HSEE: Развој капацитета за прераду тешке SEE (HSEE) захтева посебну пажњу, јер је зависност од Кине (укључујући прераду сировина из Мјанмара) скоро 100% и ови елементи су критични за високоперформансне магнете.

Изградња комплетног европског ланца вредности у ЈИЕ је генерацијски пројекат који је тешко изводљив без масовног владиног финансирања за покретање пословања, дугорочних политичких обавеза и блиске сарадње између јавних и приватних заинтересованих страна. Фокусирање искључиво на домаће рударство, без истовременог развоја капацитета за прераду, производњу метала и производњу магнета, не би фундаментално решило стратешку зависност.

„Дизајн за рециклажу“ као дугорочна стратегија

Још једна важна дугорочна стратегија је дизајн производа који садрже ретке земне елементе у складу са принципима циркуларне економије („Дизајн за рециклажу“, DfR).

• Циљеви: Производи треба да буду дизајнирани на такав начин да се компоненте које садрже ретке земне елементе (нпр. магнети у електромоторима) могу лако идентификовати, раставити и рециклирати по типу на крају животног века производа. Ово би значајно повећало ефикасност и исплативост рециклаже.
• Алати: Увођење дигиталних пасоша производа, који садрже детаљне информације о саставу материјала и упутствима за растављање, сматра се важним алатом за стварање неопходне транспарентности за ефикасну рециклажу. Напори за стандардизацију су такође релевантни овде.
• Изазови: Примена принципа DfR је сложена, посебно у глобализованим ланцима снабдевања са различитим произвођачима и дизајном производа. Развој и спровођење обавезујућих стандарда је велики изазов.

„Дизајн за рециклажу“ је суштинска, али по својој природи веома дугорочна стратегија. Њен пуни утицај на доступност секундарних сировина ће се одвијати тек када производи дизајнирани данас према принципима Дизајна за рециклажу (DfR) достигну крај свог животног циклуса за 10, 15 или више година. Краткорочно гледано, DfR не може решити тренутне проблеме снабдевања, али је неопходан за изградњу одрживе и отпорне циркуларне економије за секундарне сировине у будућности.

Међународна сарадња и диверзификација

Пошто је потпуна самодовољност у ретким земним елементима за Немачку и Европу нереална на краћи и средњи рок, међународна сарадња и диверзификација извора снабдевања играју централну улогу у свакој стратегији отпорности.

Процена потенцијала и одрживости партнерстава за сировине

Немачка и ЕУ интензивирају напоре да успоставе и прошире партнерства у области сировина са разним земљама широм света.

• Примери земаља и фокус сировина:
  • Чиле: Фокус на литијум и бакар, али и потенцијал за друге минерале. Споразуми о сарадњи су поново потврђени у јануару 2023. и јуну 2024. године, са фокусом на одрживо рударство и научну размену.
  • Монголија: Партнерство од 2011, стратешко партнерство од фебруара 2024. Фокус на бакар и ретке земне елементе (неодимијум, празеодимијум). Подршка Немачко-монголском универзитету за сировине и технологију.
  • Аустралија: Сарадња у области енергетике и сировина од 2017. године, са све већим фокусом на заштиту климе и критичне минерале. „Студија ланаца снабдевања критичним минералима Аустралија-Немачка“ идентификује потенцијал за стварање вредности.
  • Канада: Стратешко партнерство у области критичних сировина.
  • Остали партнери: Казахстан, Украјина, Гренланд, као и разне афричке (нпр. Намибија, Замбија, ДР Конго) и јужноамеричке земље (нпр. Аргентина) су у фокусу ЕУ за партнерства у области сировина.
• Циљеви партнерстава: Поред диверзификације извора снабдевања, циљ је и подршка партнерским земљама у одрживој екстракцији сировина, промоција стварања локалне вредности (нпр. изградњом прерађивачких капацитета) и успостављање високих еколошких, друштвених и управљачких (ESG) стандарда.
• Изазови и ризици: Спровођење таквих партнерстава је сложено. Мора се осигурати усклађеност са ESG стандардима, а мора се избегавати „зелено представљање“. Многе потенцијалне земље партнери су политички нестабилне или показују недостатке у управљању. Штавише, постоји интензивна конкуренција, посебно са Кином, за приступ сировинама и утицај у овим земљама. Само пребацивање зависности са једног доминантног актера (Кине) на неколико потенцијално нестабилних или актера под утицајем Кине не решава у потпуности фундаментално питање отпорности. Веома пажљив избор партнера и интелигентно осмишљени споразуми су неопходни, стварајући истинске користи за све, а не само тежећи једностраним интересима.

Геополитичке импликације и дугорочна стабилност

Снабдевање критичним сировинама као што су ретки земни елементи одавно је постало централно подручје геополитичких сукоба.

• Инструментализација залиха сировина: Ризик да ће се залихе сировина користити као политичко средство у међународним сукобима је реалан и већ је довео до значајних поремећаја на тржишту у прошлости.
• Потреба за кохерентном европском стратегијом: С обзиром на ову геополитичку димензију, политика сировина вођена искључиво економским или технолошким принципима није довољна. Потребна је кохерентна европска политика спољне трговине, безбедности и развоја која интегрише аспекте сировина. Обезбеђивање снабдевања ЈИЕ (посебно обновљивим енергетским ресурсима) је стога нераскидиво повезано са јачањем европског суверенитета и обликовањем отпорних међународних односа. То захтева блиску координацију унутар ЕУ и са истомишљеницима међународним партнерима.

Јачање технолошког лидерства

Развој и примена сопствених напредних технологија у области супституције, рециклаже и одрживе екстракције ретких земних елемената нуди Немачкој шансу да смањи своју зависност и истовремено откључа нови економски потенцијал.

Немачки иновативни потенцијал у области супституције, рециклаже и одрживе екстракције

Немачка има снажан и широк истраживачки пејзаж у области науке о материјалима, хемије и процесног инжењерства, како на универзитетима тако и на истраживачким институцијама ван универзитета (нпр. Фраунхоферово друштво, Хелмхолцово удружење, Лајбницово удружење) и у индустрији.

• Области снаге: Као што је детаљно описано у Одељку III, постоје обећавајући истраживачки приступи у Немачкој и Европи за развој магнета без SEE, ефикаснијих катализатора и фосфора, иновативних процеса рециклаже (нпр. HPMS, хидрометалуршки и биотехнолошки приступи) и за опоравак SEE из алтернативних извора.
• Изазов трансфера технологије: Кључни изазов је брже и ефикасније претварање одличних резултата истраживања у индустријске примене и производе за тржиште (трансфер истраживања). Често постоји јаз између основних истраживања/пилот пројеката и комерцијалног скалирања.
• Глобална конкуренција: Немачка и Европа су укључене у интензивну глобалну конкуренцију за технолошко лидерство, посебно са САД и Кином, које такође улажу значајна средства у ове области. Да би се постигао успех, циљана и значајна подршка кључним технологијама, развој пилот постројења и стварање водећих тржишта за одрживе и иновативне производе су неопходни.

Економски утицај преласка на технологије без РЗЕ за кључне индустрије

Прелазак на технологије које захтевају мање или нимало елемената ретких земаља има сложене економске импликације:

• Анализа трошкова и користи: Краткорочно гледано, замена SEE може бити повезана са вишим трошковима или потенцијалним губитком перформанси у одређеним применама. Међутим, дугорочно гледано, значајне економске предности могу настати елиминацијом скупих и ценовно нестабилних SEE, смањењем ризика у ланцу снабдевања и отварањем нових тржишта за иновативне производе.
• Потребе за инвестицијама и адаптацијом: Немачка индустрија, посебно у кључним секторима аутомобилске производње, обновљивих извора енергије и електронике, суочава се са значајним потребама за инвестицијама и адаптацијом како би своје производне процесе и производе претворила у алтернативе са ниским или нултим коришћењем обновљивих извора енергије. Ово утиче не само на крајње производе већ и на читаве ланце снабдевања.
• Могућности за „прве покрете“: Немачке компаније које рано усвоје иновативне, одрживе технологије које су независне од критичних сировина могу осигурати конкурентске предности као „први покрети“ и искористити нова, перспективна тржишта. Међутим, то захтева спремност на преузимање ризика и дугорочни стратешки фокус.

Прелазак на технологије без РЗЕ или ефикасније технологије у погледу РЗЕ стога није само питање сигурности снабдевања, већ и стратешка одлука за будућу конкурентност немачке индустрије на глобалним будућим тржиштима.

Синтеза и препоруке за деловање за Немачку

Анализа питања ретких земних елемената истакла је дубоку зависност Немачке и Европе од глобалних, посебно кинеских, ланаца снабдевања и повезаних економских и геополитичких ризика. Истовремено, појављују се обећавајући истраживачки приступи и стратешке опције за смањење ове зависности и повећање дугорочне сигурности снабдевања. Међутим, постизање веће независности је сложен подухват који захтева кохерентну стратегију и доследне акције и креатора политике и индустрије.

Процена ризика, могућности и сукобљених циљева

Снабдевање ретким земним елементима је од највеће стратешке важности за Немачку, јер су ове сировине неопходне за кључне технологије у енергетској транзицији, дигитализацији и за важне индустрије као што је производња аутомобила. Тренутна глобална структура снабдевања, којом доминира Кина и у екстракцији и, посебно, у преради, представља значајне ризике због нестабилности цена, уских грла у снабдевању и потенцијалне инструментализације снабдевања сировинама у геополитичке сврхе. Ове ризике додатно погоршава растућа глобална потражња.

Шансе за смањење ове зависности леже у вишеслојном приступу:

• Замена и ефикасност: Истраживање заменских материјала и технологија без SEE, посебно за магнете, као и повећање ефикасности материјала, нуде средњорочни и дугорочни потенцијал за смањење специфичних захтева SEE.
• Рециклажа и циркуларна економија: Развој европске инфраструктуре за рециклажу може значајно допринети снабдевању секундарним сировинама, али се суочава са технолошким и економским изазовима.
• Диверзификација и домаћи извори: Развој нових међународних извора снабдевања кроз партнерства у области сировина и потенцијално коришћење европских налазишта могу проширити базу снабдевања, али су повезани са сопственим ризицима и дугим роковима испоруке.

Тежња овим могућностима неизбежно води ка супротстављеним циљевима:

• Економска ефикасност наспрам сигурности снабдевања: Инвестиције у домаће технологије вађења, прераде или напредне технологије рециклаже често су скупље од увоза из успостављених, исплативих извора, посебно док су цене на глобалном тржишту ниске. Краткорочна оптимизација трошкова је у сукобу са дугорочном стратешком отпорношћу.
• Заштита животне средине у односу на домаћу екстракцију/прераду: Екстракција и прерада морске воде је еколошки интензивна. Придржавање високих еколошких стандарда у Европи повећава трошкове пројеката и може довести до проблема са прихватањем јавности, док је пресељење производње у земље са нижим стандардима етички упитно.
• Брзина наспрам темељности: Хитна потреба за сигурношћу снабдевања захтева брза решења, док изградња одрживих и еколошки прихватљивих ланаца вредности и развој нових технологија захтевају време.

Постизање независности у области ретких земних елемената није изолован циљ, већ се мора посматрати у ширем контексту других стратешких императива као што су климатска неутралност, одржавање економске конкурентности и поштовање глобалне одговорности за одрживост. Ово захтева пажљиво балансирање приоритета и спремност да се прихвате краткорочни трошкови за дугорочне стратешке користи.

Конкретне, приоритетне препоруке за деловање за креаторе политике и индустрију

Да би се одрживо побољшала безбедност снабдевања ретким земним елементима у Немачкој и смањила зависност од појединачних добављача, потребан је координисан приступ између креатора политике и индустрије. Следеће препоруке за деловање су рангиране по приоритету према временским категоријама:

Краткорочне мере (до 2 године)

Интензивирање праћења сировина и рано откривање ризика:

• Јачање капацитета Немачке агенције за минералне ресурсе (DERA) и BMWK за континуирану анализу глобалних тржишта ЈИЕ, ризика у ланцу снабдевања (укључујући рафинирање и међупроизводе) и геополитичких дешавања.
• Развој система раног упозоравања на потенцијалне поремећаје у снабдевању.

Убрзање процеса одобравања за стратешке пројекте:

• Доследна употреба убрзаних процедура одобравања предвиђених у ЕУ CRMA за стратешки важне пројекте рециклаже, прераде и потенцијално и екстракције у Немачкој и Европи.
• Успостављање и ефикасно опремање националних контактних тачака („једношалтерске службе“) у складу са CRMA.

Изградња стратешких савеза и диверзификација увоза:

• Активно промовисање корпоративне сарадње за заједничку набавку већ рафинисаних СЕЕ или критичних међупроизвода (нпр. магнета) из диверзификованих, пожељно извора заснованих на вредности.
• Преглед и, ако је потребно, успостављање стратешких, применски оријентисаних залиха за посебно критичну СЕЕ или компоненте произведене од ње.

Циљано финансирање пилот и демонстрационих пројеката:

• Обезбеђивање ризичног капитала и финансирања за проширење перспективних немачких и европских истраживачких приступа у области рециклаже електричне енергије (нпр. аутоматизовано демонтирање, ефикасне технологије раздвајања) и супституције (нпр. магнети без електричне енергије) на ниво сличан индустријском (TRL 6-8).

Средњорочне мере (2-7 година)

Изградња комерцијалних постројења за рециклажу и прераду:

• Стварање подстицаја и уклањање инвестиционих баријера за изградњу првих комерцијалних постројења за рециклажу производа који садрже СЕЕ (посебно магнета, батерија, електронског отпада) и за прераду концентрата СЕЕ у Немачкој/Европи.
• Ово укључује раздвајање LSEE и HSEE, као и производњу метала.

Имплементација „Дизајна за рециклажу“ и дигиталних пасоша производа:

• Развој и постепено увођење обавезујућих стандарда за дизајн производа погодан за рециклажу за релевантне групе производа (нпр. електромотори, електронски уређаји) на нивоу ЕУ.
• Успостављање дигиталних пасоша производа који пружају информације о саставу материјала (укључујући садржај SEE) и растављању.

Систематско ширење и продубљивање партнерстава у области сировина:

• Закључивање и спровођење партнерстава у области сировина са одабраним земљама ЈИЕ које поседују налазишта. Фокус на усклађеност са високим ESG стандардима, промоцију стварања локалне вредности и успостављање поузданих односа са снабдевачем.
• Подршка немачким компанијама у учешћу у одрживим међународним пројектима рударства и прераде путем инструмената за промоцију спољне трговине (нпр. гаранције UFK).

Испитивање и, ако је потребно, промоција домаћих/европских примарних извора:

• Спровођење детаљних студија изводљивости и утицаја на животну средину за најперспективнија европска налазишта у југоисточној Европи (нпр. Кируна, Фен).
• Уколико су резултати позитивни и подлежу најстрожим еколошким и друштвеним захтевима, као и обезбеђивању друштвене прихватљивости: Циљано финансирање пилот пројеката за развој и прераду.

Улагања у образовање и обуку:

• Развој и промоција студијских програма и програма обуке који квалификују стручњаке за цео ланац вредности у ЈИЕ – од геонаука, преко процесног инжењерства и науке о материјалима, до стручњака за рециклажу.

Дугорочне мере (7+ година):

Успостављање снажне европске циркуларне економије за ЈИЕ:

• Стварање функционалног тржишта за секундарну обновљиву енергију кроз оптимизовану инфраструктуру за сакупљање, сортирање и прераду, обавезне квоте за садржај рециклираног материјала (где је то прикладно) и подстицање потражње за рециклираним материјалима.

Континуирано финансирање истраживања и развоја за револуционарне иновације:

• Дугорочна подршка основним и примењеним истраживањима за развој следеће генерације заменских материјала и потпуно SEE-free технологија за кључне примене.

Стварање водећих тржишта за одрживе производе:

• Коришћење јавних набавки и других инструмената за промоцију производа који садрже одрживо набављену/рециклирану обновљиву енергију или су засновани на алтернативама без обновљиве енергије и показују високу ефикасност ресурса.

Успешна стратегија за смањење зависности од обновљивих извора енергије (ОИЕ) захтева паметну комбинацију политика. Она мора да комбинује тржишно засноване подстицаје (нпр. за инвестиције у рециклажу и супституцију, одређивање цена CO2, што индиректно промовише ефикасност материјала), јасне и поуздане регулаторне захтеве (нпр. квоте за рециклажу, захтеве за екодизајн, обавезе транспарентности) и директну владину подршку (посебно за истраживање и развој, пилот постројења и стратешке пројекте са високим ризиком или дугим периодима отплате). Препуштање искључиве одговорности компанијама, као што је често била пракса у прошлости, неће бити довољно да се дође до неопходне трансформације, с обзиром на специфичну структуру тржишта (олигополи, државни актери), високе инвестиционе ризике и геополитичку димензију питања ОИЕ.

Дугорочна визија за одрживо и отпорно снабдевање Немачке критичним сировинама

Дугорочна визија Немачке требало би да има за циљ не само значајно смањење зависности од појединачних земаља добављача ретких земних елемената, већ и преузимање пионирске улоге у развоју и примени одрживих технологија сировина и модела циркуларне економије. То значи:

Диверзификовани и отпорни ланци снабдевања

Немачка набавља критичне сировине из различитих извора, при чему централну улогу играју партнерства у производњи сировина на равноправној основи и у складу са највишим стандардима одрживости.

Снажно стварање европске вредности

Значајан део потражње за СЕЕ и производима направљеним од њега (посебно магнетима) се екстрахује, обрађује и рециклира унутар Европе, уз подршку конкурентних и еколошки прихватљивих технологија.

Иновативно лидерство

Немачке компаније и истраживачке институције су лидери у развоју и комерцијализацији технологија замене, високо ефикасних процеса рециклаже и дизајна производа који штеде ресурсе.

Успостављена циркуларна економија

Ретки земни елементи и друге критичне сировине се систематски рециклирају у затвореним циклусима, чиме се минимизира потреба за примарним сировинама и смањује утицај на животну средину.

Стратешко предвиђање

Немачка има механизме за рано откривање променљивих потреба за сировинама и потенцијалних ризика у снабдевању и може флексибилно да прилагођава своје стратегије.

Независност у сектору ретких земних елемената није статично крајње стање, већ континуирани процес минимизирања ризика, технолошког прилагођавања и стратешког позиционирања у динамички променљивом глобалном окружењу. Дугорочна отпорност стога захтева не само једнократне напоре, већ и одрживо политичко одређивање приоритета, одржива улагања и способност да се као систем учења одговори на нове изазове и могућности. Пут до овог циља је захтеван, али кључан за будућу одрживост Немачке као индустријске локације и за постизање њених еколошких и друштвених циљева.

☑️ Подршка малим и средњим предузећима у стратегији, консултацијама, планирању и имплементацији

☑️ Креирање или реорганизација дигиталне стратегије и дигитализације

☑️ Проширење и оптимизација међународних продајних процеса

☑️ Глобалне и дигиталне B2B платформе за трговање

☑️ Пионирски развој пословања

Konrad Wolfenstein

Било би ми драго да вам будем лични саветник.

Можете ме контактирати попуњавањем контакт форме испод или ме једноставно позовите на +49 89 89 674 804 (Минхен) .

Радујем се нашем заједничком пројекту.

Xpert.Digital је центар за индустрију фокусиран на дигитализацију, машинство, логистику/интралогистику и фотонапонске системе.

Са нашим решењем за развој пословања од 360°, пружамо подршку реномираним компанијама, од нових пословања до постпродајних услуга.

Тржишна интелигенција, маркетиншки маркетинг, маркетиншка аутоматизација, развој садржаја, односи с јавношћу, мејлинг кампање, персонализоване друштвене мреже и неговање потенцијалних клијената су део наших дигиталних алата.

Више информација можете пронаћи на: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus