Sällsynta jordar: Kinas råmaterialdominans-med återvinning, forskning och nya gruvor av råvaruberoende?

Den strategiska betydelsen av sällsynta jordar för Tyskland

De sällsynta jordarnas (sjö) är en grupp kemiska element som på grund av deras unika fysiska och kemiska egenskaper spelar en nyckelroll i många moderna tekniker. Deras strategiska betydelse för industrialiserade länder som Tyskland har vuxit exponentiellt under de senaste decennierna, särskilt i samband med digitalisering, energiövergången och säkerhetsrelevanta applikationer. Den ökande koncentrationen av globala leveranskedjor, särskilt Kinas dominans, har emellertid avslöjat betydande ekonomiska och geopolitiska risker. Den här artikeln analyserar det komplexa problemet med sällsynta jordar ur ett tyskt perspektiv, belyser beroendet av Kina, utvärderar aktuella forsknings- och utvecklingsmetoder för nya lösningar och beskriver strategiska möjligheter för Tyskland för att uppnå större oberoende i utbudet av dessa kritiska råvaror på lång sikt.

Definition, egenskaper och klassificering mindre ofta (sjön)

The rare earths include a total of 17 metals of the period: the 15 Lanthanoids (Lanthan (La), Cer (CE), Praseodym (PR), Neodym (ND), Promethium (PM), Samarium (SM), Europium (EU), Gadolinium (GD), Terbium (TB), Dyprosium (DY), Holmium (HO), inheritance (He), Thulium (TM), Ytterbium (YB), Lutium (LU)) såväl som skandium (SC) och Yttrium (Y). Dessa är metaller som erhålls från malmer. Deras speciella fysiska och kemiska egenskaper, såsom hög reaktion (särskilt med syre), enkel brandfarlighet samt specifika magnetiska och spektroskopiska egenskaper, gör dem eftertraktade råvaror.

En åtskillnad görs vanligtvis mellan lätta sällsynta jordar (LSEE), som till exempel inkluderar Lanthan, Cer, Praseodym och NeodyMM, och allvarliga sällsynta jordar (HSEE), såsom terbium och dyprosium. Denna distinktion är relevant eftersom LSEE förekommer mycket oftare i de flesta insättningar än HSEE.

Termen "sällsynt jord" är vilseledande genom att dessa element inte nödvändigtvis är sällsynta. NeodyMM är till exempel vanligare än bly, och thulium förekommer oftare än guld eller platina. Snarare ligger den verkliga utmaningen och därmed "sällsyntheten" i ekonomisk mening i den låga koncentrationen som de finns tillgängliga i många händelser, och särskilt i den extremt komplexa och kostsamma processen för deras separation och beredning. Sällsynta jordar förekommer alltid i naturen och med andra mineraler; Deras isolering kräver en mängd kemiska steg och specifika kunskaper. Detta tekniska och ekonomiska hinder, inte geologisk tillgänglighet i sig, är kärnan i leveransproblemet.

Nedan är en översiktstabell över de sällsynta jordarna:

De 17 sällsynta jordarnas - egenskaper och huvudapplikationer

De 17 sällsynta jordarnas - Egenskaper och huvudapplikationer - Bild: Xpert.Digital

De 17 sällsynta jordarnas inkluderar både lätta och allvarliga sällsynta datum med unika egenskaper och olika tillämpningar. Skandium (order nummer 21) är ett lätt element med hög styrka i legeringar och används i stadionbelysning, bränsleceller, X -Ray -teknik och ljusmetalllegeringar för luftfart. Yttrium (39) är en av de tunga sällsynta jordarna och är viktig för fluorescerande material och superledande egenskaper, varför det används i fosfor för skärmar, lysdioder, lasrar, suprala stegar och keramik.

Lanthan (57) är glad och utgör grunden för lantanoiderna. Det används i katalysatorer, batterier, specialglasögon och flintar. CER (58) är den vanligaste sällsynta jordartsmetallen och fungerar som ett poleringsmedel med UV-absorption i katalysatorer, glaspolska, UV-filter och självrengörande ugnar. Praseodym (59) möjliggör starka magneter och genererar gulgrön färg i glas och keramik, vilket innebär att den används i permanenta magneter, flygmotorer och specialglas.

Neodym (60) är avgörande för de starkaste permanentmagneterna och används i NDFEB -magneter för elektriska motorer, vindkraftverk, hårddiskar och högtalare. Promethium (61) är radioaktivt och den sällsynta naturligt förekommande sällsynta jordartsmetall, som används i fluorescerande, atombatterier och mätinstrument. Samarium (62) är lämplig för magneter vid höga temperaturer och neutronabsorption i permanenta magneter, skattestänger av kärnreaktorer och katalysatorer.

Europium (63) är viktigt för rött och blå fluorescerande i lysdioder, energibesparande lampor och skärmar. Gadolinium (64) visar hög neutronabsorption och paramagnetiska egenskaper, varför det används som ett kontrastmedium i MRT, i skattestänger och superkorder. Terbium (65) är viktigt för grönt fluorescerande och magnetostriktion i lysdioder, permanenta magneter och sensorer.

Dyprosium (66) ökar magneternas tvångsfältstyrka vid höga temperaturer och används i permanenta magneter och lasrar med hög temperatur. Holmium (67) har de starkaste kända magnetiska stunderna och används i medicinska och militära lasrar. Erbium (68) skapar rosa färg och används i fiberoptiska kablar, medicinska lasrar och för glasfärgning.

Thulium (69) är den sällsynta stabila lantanoiden och fungerar som en X -Ray -källa i bärbara X -Ray -enheter och lasrar. Ytterbium (70) används för infraröd laser och som reducerande medel i rostfritt stållegeringar. Lutium (71) är den dyraste sällsynta jordartsmetallen och används i positronemissionstomografi, petrokemiska katalysatorer och experimentellt i cancerterapi.

Viktiga applikationer och växande relevans för framtida teknik

På grund av deras extraordinära egenskaper har sällsynta jordar blivit oundgängliga i ett brett spektrum av högteknologiska tillämpningar och spelar en central roll i den tekniska utvecklingen och konkurrenskraften hos moderna ekonomier. Deras betydelse ökar med framstegen med digitalisering och den globala energiövergången.

De viktigaste ansökningsområdena inkluderar:

• Permanenta magneter: Neodym-järnbor (NDFEB) magneter är de starkaste kända permanenta magneterna och väsentliga för kraftfulla och kompakta elektriska motorer i elfordon, hybridbilar, e-cyklar, robotar och industrianläggningar. De är också nödvändiga i generatorer av vindkraftverk (särskilt växellösa offshore -system), hårddiskenheter, högtalare och hörlurar. Dyprosium och terbium tillsätts ofta för att bibehålla prestandan för dessa magneter vid höga temperaturer.
• Katalysatorer: CER används i fordonskatalysatorer för att minska skadliga avgasutsläpp. Lanthan och andra sjön används i katalysatorer för oljförfining (fluidkatalytisk sprickbildning) och andra kemiska processer.
• Batterier: Lanthan är en viktig del av nickelmetallhydridbatterier (NIMH) som används i hybridfordon och bärbar elektronik.
• Lysande ämnen: Europium (för rött och blått) och terbium (för grönt) är avgörande för färgkvaliteten och effektiviteten hos ljus -emitterande dioder (lysdioder), energibesparande lampor, plattskärmar (LCD, OLED) och andra skärmteknologier. Yttrium används också i fluorescerande.
• Optik och laser: Lantan förbättrar de optiska egenskaperna för specialglasögon för kameralinser, teleskop och kikare. Arvet används i fiberoptiska kablar för signalförstärkning. Neodym, Ytterbium, Holmium och Erbium är viktiga komponenter i olika lasertyper för medicin, industri och kommunikation.
• Andra högteknologiska applikationer: Detta inkluderar poleringsmedel (ceroxid för precisionoptik och halvledare), special keramik (yttrium för förbättring av hög temperaturresistens), medicinsk avbildning (gadolinium som ett kontrastmedium i MRT), sensorer, supral stegar, liksom applikationer i arm- och rymdindustrin (förordningsindustrin (PRECISTICES OPTIK, NAVTIKTIK, NAVTIKTER OCH ROCTET-KONTROT).

För tyska nyckelindustrier som bilindustrin (särskilt i övergången till elektromobilitet) är maskin- och anläggningsteknik, förnybara energier (särskilt vindkraft) och elektronik- och medicinsk teknikindustri, sällsynta jorden av existentiell betydelse. Den progressiva digitaliseringen och de ambitiösa målen för energiövergången leder till en prognos betydande ökning av de globala behoven i sjön under de kommande åren och decennierna. Till exempel kan efterfrågan på sjön för permanenta magneter vara tiofaldiga år 2050. Kritiken av många sällsynta jordar resulterar inte bara från potentiella utbudsflaskhalsar eller den geografiska produktionskoncentrationen, utan också från bristen på direkta och motsvarande ersättare för många av deras höga resultat. Även om forskning om ersättningsmaterial utförs intensivt, kan se ersättas i många områden på grund av deras unika elektroniska och magnetiska egenskaper som är tekniskt svåra eller endast med acceptans av förlust av prestanda. Denna tekniska "inlock-in" -situation skärper beroendet problem och understryker brådskan för att öka både leveranssäkerhet och att utveckla alternativa tekniska lösningar.

Tysklands kritiska beroende av Kina på sällsynta jordar: Nya strategier för teknisk suveränitet

Med tanke på den strategiska betydelsen av sällsynta jordar och de komplexa utmaningarna i samband med deras försörjningssäkerhet är en välgrundad analys av den nuvarande situationen och framtida alternativ för Tyskland nödvändig. Den här artikeln strävar efter att undersöka problemområdet för de sällsynta jordarnas problem, och analysera det specifika beroendet av Kina, presentera tillståndet för forskning med avseende på nya lösningar och baserat på detta baserat på detta för att säkerställa strategiska möjligheter för Tyskland för att säkerställa långsiktig och hållbar vård med dessa kritiska råvaror och för att stärka sin egen teknik.

Global försörjningslandskap och Tysklands beroende

Den globala utbudet av sällsynta jordar kännetecknas av en exceptionellt hög koncentration både i förekomsten och marknadsföringen såväl som och ännu mer uttalad vid ytterligare bearbetning. Denna koncentration, särskilt Kinas dominans, är en betydande strategisk utmaning och en potentiell risk för industrialiserade nationer som Tyskland.

Världsomfattande förekomst, marknadsföring och bearbetning - Kinas dominerande roll

Även om sällsynta jordar inte är extremt sällsynta, som redan nämnts, kan ekonomiskt nedbrytbara koncentrationer endast hittas på relativt få platser över hela världen. De största kända reserverna finns i Kina, som beräknas ha cirka 44 miljoner ton sällsynta jordaroxider (SEO). Andra viktiga reserver finns i Vietnam (cirka 22 miljoner T), Brasilien och Ryssland (cirka 21 miljoner T), Indien (cirka 6,9 miljoner T), Australien (cirka 4 miljoner T) och USA (cirka 1,8 miljoner T). Grönland har också betydande händelser.

Kina har spelat en ledande roll i den globala gruvproduktionen i årtionden. År 2021 var Kinas andel av den globala gruvfinansieringen cirka 61-64%och för 2023 uppskattades det till cirka 70%. USA, Myanmar och Australien är andra viktiga producenter, men med betydligt lägre marknadsandelar. Historiskt sett var Förenta staterna den största sponsorn fram till slutet av 1980 -talet innan Kina massivt utökade sin produktion från årtusendet och började dominera marknaden.

Kinas dominans inom området för raffinering och ytterligare bearbetning av de sällsynta jordarna är ännu mer uttalad. Här kontrollerar Kina cirka 90% av den globala kapaciteten. Detta innebär att till och med sällsynta koncentrat som demonteras i andra länder (t.ex. i USA eller Australien) ofta måste transporteras till Kina för separering och efterbehandling. Detta steg - separationen av den kemiskt mycket likadana sjön från varandra och av tillhörande element - är tekniskt krävande och kapitalintensivt.

Kinas överhöghet beror inte bara på rik geologisk händelse, utan är resultatet av en långsiktig industriell strategi. Tidigare inkluderade detta ofta acceptans av lägre miljöstandarder och användningen av statliga subventioner för att få och upprätthålla en dominerande ställning. Som ett resultat blev produktionen i västländer ofta olönsam och gruvor och bearbetningsanläggningar stängdes. Under de senaste åren har Kina konsoliderat sin SE -industri, exportkvoter och tullar (historiskt och potentiellt också i framtiden) som kontrollinstrument och alltmer fokuserat på produktion av produkter med högre kvalitet och mervärde i sitt eget land. Ett betydande steg var förbudet mot exportteknologier att bearbeta mindre ofta för magneter i slutet av 2023, vilket ytterligare cementerade det tekniska beroendet.

En annan viktig differentiering avser ljus (LSEE) och allvarliga (HSEE) sällsynta jordar. Medan LSEE som Lanthan och CER relativt ofta inträffade och också uppdelas utanför Kina, är utbudet av vissa kritiska Hseer, som är väsentliga för högpresterande tillämpningar som permanentmagneter (t.ex. dyprosium, terbium), nästan helt beroende av Kina och angränsande myanmar. Detta specifika beroende av HSEE, som ofta förekommer i jon Radsorptionsstones, vars uppdelning är särskilt miljöproblematisk, representerar en neuralgisk punkt i den globala leveranskedjan.

Global gruvproduktion och reserverar mindre ofta jord (baserat på data för 2021/2022)

Global gruvproduktion och reserverar mindre ofta jord (baserat på data för 2021/2022) - Bild: Xpert.digital

Obs: Beroende på källan och undersökningsåret kan siffrorna variera något. SEO = sällsynta jordar oxider. Reservinformationen för Kina fluktuerar starkt i källorna.

Den globala gruvproduktionen är mindre benägna att domineras av Kina, som 2021, med 168 000 ton SEO, utfärdade cirka 61-64% av den globala finansieringen. USA ligger på andra plats med 43 000 ton (15,5-16%marknadsandel) följt av Myanmar med 26 000 ton (9,4-7,5%) och Australien med 22 000 ton (8,0-5,9%). Thailand producerade 8 000 ton (2,9% marknadsandel). År 2021 hade Vietnam en låg produktion på cirka 360 ton, enligt DERA, med USGS som gav högre värden. Andra länder som Brasilien, Ryssland och Indien har för närvarande lite produktion. Den totala globala produktionen var cirka 270 000-280 000 ton.

Reserverna visar en annan bild: Kina har uppskattningsvis 44 miljoner ton SEO (36,7-63%av världsreserverna), Vietnam över 22 miljoner ton (18,3%), Brasilien och Ryssland vardera över 21 miljoner ton (17,5%vardera). Indien har 6,9 miljoner ton (5,8%), Australien 4 miljoner ton (3,3%) och USA 1,8 miljoner ton (1,5%). Grönland har 1,5 miljoner ton reserver (1,3%), men producerar för närvarande inte. De globala totala reserverna uppskattas till 120-166 miljoner ton SEO.

Analys av Tysklands importberoende och EU: s EU

Kinas dominans i den globala havskedjan leder till ett uttalat importberoende av Tyskland och hela Europeiska unionen. Nuvarande uppgifter från det federala statistiska kontoret visar att Tyskland importerade cirka 3 400 ton sällsynta jordar direkt från Kina 2024, vilket motsvarade 65,5% av hela den tyska havsimporten. För EU som helhet var andelen direkt import från Kina 2024 46,3% (6 000 ton) följt av Ryssland med 28,4% och Malaysia med 19,9%.

Beroendet av specifika sällsynta jordar som krävs för högpresterande magneter, såsom neodym, praseodym och samarium, är särskilt kritiskt. Dessa importerades också nästan fullständigt från Kina 2024. Situationen är likadana med produkter som redan har behandlats. Till exempel, 84% av de sällsynta jordartsmetallerna som importeras enligt Tyskland och cirka 85-94% av NDFEB-magneterna från Kina, som produceras över hela världen och importeras till Tyskland.

Detta beroende har betydande ekonomiska konsekvenser. Det uppskattas att 2022, cirka 22% av det bruttovärdet för behandlingshandeln i Tyskland (motsvarande 161 miljarder euro) från tillgängligheten av sällsynta jordar. Speciellt berörda industrier är andra fordonskonstruktioner (67%av mervärdet på havet), konstruktion av motorfordon (65%) och produktion av elektroniska och optiska produkter (55%).

Det är viktigt att notera att den statistiska inspelningen av sällsynta jordarnas ursprung potentiellt kan underskatta det faktiska beroendet av Kina. Om bara det sista sjöfartslandet registreras kan ytterligare bearbetningsplatser i tredje länder dölja den ursprungliga kinesiska härkomsten av Lake Roh Lake. Till exempel fungerar Österrike och Estland som en processor för tysk import, och Malaysia är en viktig leverantör för EU. Men eftersom Kina dominerar den globala raffineringen är det mycket troligt att en stor del av de råvaror som behandlas i dessa länder ursprungligen kommer från Kina. Den officiella importstatistiken kan därför inte avbilda hela djupet i sammanvävningen med kinesiska källor.

Importera beroende av Tyskland och Kinas EU för utvalda sällsynta jordar och bearbetade produkter (baserat på data för 2023/2024)

Importera beroende av Tyskland och Kinas EU för utvalda sällsynta jordar och bearbetade produkter (baserat på data för 2023/2024) - Bild: Xpert.digital

Obs: Siffrorna är baserade på de senaste tillgängliga uppgifterna, vanligtvis för 2023/2024. Exakta procentsatser kan variera något beroende på datakällan och undersökningsmetodiken.

Tyskland och Europeiska unionen har ett betydande importberoende av Kina på sällsynta jordar och bearbetade produkter, som aktuella data från 2023 och 2024 illustrerar. På sällsynta jordar får Tyskland 65,5 procent av sina råvaror och oxider från Kina, medan EU är något mindre beroende på 46,3 procent. Tysklands andra viktiga leveransländer är Österrike med 23,2 procent och Estland med 5,6 procent. EU diversifierar mer och får ytterligare 28,4 procent från Ryssland och 19,9 procent från Malaysia.

Beroendet av specialiserade produkter är särskilt kritiskt. NeodyMM, Praseodym och Samarium, som är viktiga för magnetproduktion, kommer nästan helt från Kina. När det gäller ytterligare bearbetade sällsynta jordartsmetaller är Tysklands importaktie från Kina mellan 82 och 84 procent. Situationen för NDFEB permanentmagneter är på samma sätt dramatiska, där både Tyskland och EU flyttar till 84 till 94 procent av deras import från Kina. Japan är det enda anmärkningsvärda alternativet här och täcker cirka tio procent av världsproduktionen.

Beroendet når sin topp i allvarliga sällsynta jordar, eftersom EU importerar hundra procent av sina bearbetade allvarliga sällsynta jordarelement som dyprosium och terbium från Kina. Även med små sällsynta jordar som CER, Neodym och Praseodym kommer 69 procent av EU -importen från Kina.

Ekonomiska och geopolitiska risker för beroende

Den höga koncentrationen av havsförsörjningskedjan på Kina har betydande ekonomiska och geopolitiska risker för Tyskland och EU. Tidigare har Kina upprepade gånger använt sin dominerande ställning för att påverka priserna och för att använda leveranser som ett politiskt tryck.

Ett välkänt exempel är strypningen av havsexporten till Japan 2010 under en territoriell tvist. Den senaste utvecklingen, såsom introduktion av exportkontroller för vissa sjömetaller och magneter av Kina i april 2025, har återigen visat sårbarheten för västerländska industrier. Dessa åtgärder ledde till betydande prisökningar på världsmarknaden utanför Kina-dycrosiumoxiden kostade upp till $ 300 per kilo och hotade att orsaka produktionsstopp i den tyska fordonsindustrin inom fyra till sex veckor, sedan inventeringen var snabb.

Sådana leveransavbrott eller drastiska prisökningar äventyrar konkurrenskraften för tyska nyckelindustrier, särskilt inom områdena elektromobilitet, förnybara energier och högteknologi, och kan massivt hindra uppnåendet av de ambitiösa målen för energi- och trafikövergången samt digitalisering. Beroendet är flerdimensionellt: det påverkar inte bara råmaterialuttag, utan också mer kritiskt raffineringen och produktionen av mellanprodukter såsom permanenta magneter. Även om ROH-se från andra källor fanns tillgängliga saknas ofta den nödvändiga bearbetningskapaciteten utanför Kina för att omvandla dem till de nödvändiga metallerna med hög renhet eller legeringar. Detta innebär att en diversifiering av gruvproduktionen ensam inte löser upp kärnberoende i mitten av värdekedjan. Upprättandet av ditt eget europeiska raffinaderi och bearbetningskapacitet är därför en lika kritisk flaskhals som själva råmaterialförvärvet.

Ekologiska och sociala konsekvenser av global havsförvärv och bearbetning

Extraktion och bearbetning av sällsynta jordar är förknippade med betydande ekologiska och sociala problem, som ofta är koncentrerade i gruv- och produktionsländerna. Uppdelningen leder ofta till massiv miljöförstöring, inklusive jorderosion, förorening av vattenresurser genom användning av kemikalier (t.ex. syror, lut) och tungmetaller, luftföroreningar genom damm och giftiga gaser samt förstörelse av naturlig livspeppar och biologisk mångfaldsförlust. Vatten- och energiförbrukningen är också mycket hög i dessa processer.

Ett speciellt problem är den ofta förekomsten av radioaktiva tillhörande element som thorium och uran i havavlagringar. Vid förberedelse finns det betydande mängder rester som uppskattas genereras i produktionen av ett ton sjö, cirka 2 000 ton överbelastning och bearbetning av rester, inklusive upp till 1,4 ton radioaktivt avfall. Den felaktiga lagringen av dessa rester, som i fallet med den enorma skräddarsön vid Bayan-obo-gruvan i Kina, leder till långvarig förorening av golv och grundvatten.

De sociala effekterna i gruvregionerna är också allvarliga. Detta inkluderar betydande hälsorisker för arbetare och lokalbefolkningen, till exempel genom dammexponering (pneumokonios i Baotou) eller kontakt med giftiga ämnen. Ofta finns det förskjutningar av samhällen, landskonflikter och kränkning av mänskliga rättigheter. Korruption och brist på säkerhetsåtgärder är särskilt vanliga i länder med låga miljö- och sociala standarder.

Tidigare har Kina accepterat lägre miljöstandarder för att få sin marknadsdominans och ofta tolererat de tillhörande problemen. Nyligen finns det tecken på att Kina försöker lägga ut de mest miljömässiga stressande delarna av produktionen till grannländerna som Myanmar. Denna flyttning av ekologiska och sociala kostnader har minskat produktionskostnaderna för västerländska industrier med kort varsel, men har lett till etiska dilemmata på lång sikt och en externisering av de verkliga kostnaderna för havsproduktion. En hållbar leveransstrategi för Tyskland och Europa måste ta hänsyn till dessa aspekter och internalisera dessa aspekter istället för att bara flytta problemen geografiskt. Utvecklingen och genomförandet av sin egen europeiska extraktions- och bearbetningskapacitet måste därför observeras i enlighet med de högsta miljö- och sociala standarderna, vilket i sin tur påverkar lönsamheten för sådana projekt.

AI & XR-3D-Rendering Machine: Fem gånger expertis från Xpert.Digital i ett omfattande servicepaket, FoU XR, PR & SEM-IMAGE: Xpert.Digital

Xpert.Digital har djup kunskap i olika branscher. Detta gör att vi kan utveckla skräddarsydda strategier som är anpassade efter kraven och utmaningarna för ditt specifika marknadssegment. Genom att kontinuerligt analysera marknadstrender och bedriva branschutveckling kan vi agera med framsyn och erbjuda innovativa lösningar. Med kombinationen av erfarenhet och kunskap genererar vi mervärde och ger våra kunder en avgörande konkurrensfördel.

Mer om detta här:

• Använd 5 -Fold -kompetensen hos Xpert.digital i ett paket - från 500 €/månad

Forsknings- och utvecklingsmetoder för att minska beroende

Med tanke på det kritiska beroendet av sällsynta jordar och tillhörande risker är intensiva forsknings- och utvecklingsinsatser (F&E) viktiga för att hitta alternativa lösningar och för att stärka säkerheten för vård i Tyskland och Europa på lång sikt. F & E -aktiviteterna fokuserar i huvudsak på tre områden: substitution och ökning av effektivitet, återvinning och cirkulär ekonomi samt utveckling och hållbar extraktion av nya primära och sekundära råmaterialkällor.

Ersättning och effektivitet

Att ersätta sällsynta jordar av andra material eller användning av tekniker som gör utan sjö är en central forskningsstrategi. Samtidigt har ansträngningar att använda mer effektiv användning av havet för att minska de specifika behoven per applikationsenhet.

Ersättningsmaterial för magneter

Permanenta magneter, särskilt NDFEB -magneter, är en av de viktigaste applikationerna för sjön och en kritisk flaskhals. Forskning fokuserar på flera alternativa materialklasser:

• Iron Nitrid-magneter (FEN): Dessa betraktas som lovande havsfria alternativ. Det amerikanska företaget Niron Magnetics driver kommersialiseringen av Fen -magneter och bygger en produktionsanläggning i Minnesota, USA, med stöd av statlig finansiering. ARPA-E i USA främjar också forskningsprojekt på Fen-magneter.
• Manganbaserade magneter: Legeringar som manganbiddning (MNBI) och mangan aluminium (Mnal) undersöks intensivt. AMES -laboratoriet i USA har utvecklat MNBI -magneter, som visar goda egenskaper, särskilt vid höga temperaturer och är redan testade i motorer i samarbete med industriella partners. I Europa finns det också forskningsaktiviteter på MNBI, till exempel vid österrikiska och tyska institut som fokuserar på optimerade syntesförfaranden såsom högtrycksgrind (HPT) och termomagnetisk glöd.
• High Entertropy Alloys (HEA): Denna klass av material undersöks också för sin potential för magnetiska tillämpningar, men är ofta fortfarande i ett tidigare forskningsstadium.
• "Gap-magnetter": Målet är att utveckla magneter som stänger prestanda och kostnadsgap mellan billiga ferritmagneter och högpresterande sjömagneter. MNBI ses här som en kandidat.

Utvecklingen av havsfria magneter är en global ras. Medan i USA, konkreta steg mot pilotproduktion och kommersialisering redan genomförs, särskilt för FEN- och MNBI-magneter, måste Europa intensifiera sina ansträngningar för att inte komma bakom tekniskt här och för att undvika nytt beroende, denna gång av USA för havsfria magnetiska tekniker.

Ersättningsmaterial för katalysatorer

Cer, en lätt sjö, spelar en viktig roll i trevägskatalysatorer (TWC) för bilar för rengöring av avgaser. Forskning inom detta område fokuserar mindre på fullständig ersättning av CER, eftersom det är en av de mer frekventa och billigare sjöarna, utan snarare på minskningen av de dyrare och mer kritiska platina -gruppmetallerna (PGM) såsom platina, palladium och rodium.

• Tillvägagångssätt inkluderar utvecklingen av kopparbaserade katalysatorer, vilket kan minska PGM-andelen avsevärt.
• Forskning om optimering av ceroxid -nanopartiklar syftar till att öka deras effektivitet i katalysatorer och därmed potentiellt minska användningen av material.
• Tu Darmstadt forskar i syreberoende av keramt fluorescerande, som också kan vara relevant för förståelsen av keramisk kemi i katalysatorer.

Inom området fordonskatalysatorer är den primära drivkraften för substitutionsforskning mindre den keramiska tillgängligheten än kostnaderna och kritiken av PGM. Själva ersättningen av CER tenderar att vara mindre i fokus här än till exempel ersättningen av tunga sjön i magneter.

Ersättningsmaterial för fluorescerande material

Europium, terbium och yttrium är avgörande för färgkvaliteten och effektiviteten hos lysdioder och skärmar. Forskning letar efter havsfria alternativ:

• Kvantprickar (QD): Nanokristaller för halvladdare (t.ex. på kadmium, indium, perovskit eller kopparindium-sulfidbasis) kan avge lätt i specifika färger och undersöks som ett lovande alternativ till havsfosforer i skärmar och belysning. Men utmaningar är toxiciteten för vissa QD-material (särskilt kadmiuminnehållande), deras långsiktiga stabilitet under driftsförhållanden och kostnaderna för massproduktion.
• Organisk ljusstyrka (OLED): Dessa är redan en etablerad havsfri teknik för skärmar, men här sker också kontinuerlig materialforskning för att förbättra effektivitet, livslängd och kostnader.
• Nya fosformaterial: Det finns forskning om nya oorganiska fosfor som antingen kommer utan en sjö eller minskar andelen kritiska hav. Ofta är detta emellertid mer en optimering av befintliga system (t.ex. genom att sträva efter mindre kritiska element eller förbättring av kvanteffektiviteten) än en fullständig ersättning.

Även om det finns framsteg i alternativa belysningsmaterial såsom QD: er, är fullständig eliminering av havsbaserade fosfor, särskilt i tillämpningar som kräver högsta färgkvalitet och effektivitet, en stor utmaning. Trenden är ofta mer benägna att öka effektiviteten och minskningen av sjöns andel än att slutföra en ersättning med helt nya material.

Minskning av havskravet genom materiella effektivitet och designförändringar

Förutom substitution är minskningen av det specifika havsbehovet per applikation en viktig spak.

• Fraunhofer institutes have developed technologies as part of the lead project “Criticism of Rare Earth” in order to significantly lower the need for neodymium and dysprosium in permanent magnets through optimized manufacturing processes (e.g. final contour-close production to avoid material loss), alternative magnetic materials and recycling-friendly design of electric motors-potentially to a fifth of today Value.
• Konstruktiva optimeringar av elektriska enheter, såsom förbättrad kylning, kan sänka driftstemperaturen och därmed minska behovet av högtemperatur -stabiliserande element såsom dyprosium.
• I allmänhet är utvecklingen av produkter som kommer med mindre kritiska råvaror från början en viktig aspekt av resurseffektivitet.

Materialeffektivitet och designinnovationer representerar ofta mer pragmatiska och ekonomiskt snabbare lösningar än fullständig substitution av helt nya material, vars utveckling är lång, kostsam och riskabel. Dessa inkrementella förbättringar kan emellertid ge ett betydande bidrag till att minska kritiken.

Återvinning och cirkulär ekonomi

Återvinning av sällsynta jordar från gamla produkter och produktionsavfall är en annan avgörande pelare för att minska importberoende och för att skydda primära resurser.

Aktuell återvinningsteknik och deras ekonomi

Det finns olika tekniska tillvägagångssätt för återvinning från havet, särskilt från permanentmagneter (t.ex. NDFEB) och batterier:

• Hydrometallurgiska förfaranden: Metallerna extraheras selektivt från en lösning, ofta efter tidigare exponering för materialen med syror. Detta är en etablerad procedur i malmberedning och i princip som är tillämplig för många mugnetzuskompositioner.
• Pyrometallurgiska processer: Materialen smälts vid höga temperaturer, varigenom sjön kan ackumuleras i slaggen. Dessa procedurer genererar inte avloppsvatten och har potentiellt färre processsteg än hydrometallurgiska rutter.
• Extraktion av gasfas och elektrokemiska förfaranden: Dessa är ytterligare metoder för att separera och återhämta sig från havet.
• Väte mässing (vätebearbetning av magnetskrot, HPM): I denna procedur utsätts NDFEB-magnetiskt väte, vilket leder till dess mässing och sönderfall i ett pulver. Detta pulver kan sedan användas direkt för produktion av nya magneter (materialåtervinning) eller för ytterligare kemisk beredning.

Emellertid är ekonomin i havsåtervinningen ofta fortfarande ett stort hinder. Det beror starkt på de aktuella priserna för primärsjön, koncentrationen av de värdefulla elementen (särskilt tung sjö som dysprosium) i avfallsströmmen och kostnaderna för kollektiva, demonterings- och beredningsprocesser. I många gamla produkter, som smartphones, är de inbyggda mängderna av sjön så låga att återvinning ofta inte är lönsam. Återvinningsgraden för SEA i Europa befinner sig därför fortfarande i det lågsiffriga procentuella intervallet eller lägre.

De viktigaste problemen är:

• Små och ineffektiva insamlingshastigheter: Många havsinnehållande produkter kommer inte in i de officiella återvinningsströmmarna.
• Komplex demontering: Havkomponenter är ofta fast integrerade i produkter och svåra att komma åt. Den manuella demonteringen är tid och kostsam.
• Heterogena materialflöden: Sammansättningen av elektroniskt skrot och andra avfallsfraktioner är mycket annorlunda, vilket gör det svårt att utveckla standardiserade återvinningsprocesser.
• Krav på hög renhet: För återanvändning i applikationer med hög prestanda måste den återvunna sjön ofta ha mycket höga renhetsnivåer, vilket gör förberedelserna dyrare.

Ekonomin i återvinning av sjön står inför ett Henne-Egg-problem: lågsamlingade volymer och tekniskt komplexa, ännu inte helt mogna processer gör återvinning dyra, vilket i sin tur hämmar investeringar i större system och ytterligare forskning. Utan skaleffekter, tekniska genombrott i automatiseringen av demontering och separering samt stödjande regelverk (t.ex. bindande återvinningsnivåer är kraven för återvinning av produktdesign-”design för återvinning”), att bygga en omfattande och ekonomiskt hållbar havsåtervinningsindustri är en viktig utmaning.

Framsteg och utmaningar när det gäller att bygga en europeisk återvinningsinfrastruktur

Trots utmaningarna är det synliga framsteg när det gäller att bygga en europeisk återvinningsinfrastruktur för sjön. Som en del av lagen om kritiska råvaror (CRMA) har EU formulerat det ambitiösa målet att täcka minst 25% av det årliga behovet av strategiska råvaror genom återvinning år 2030.

Flera pilotanläggningar och de första kommersiella initiativen har skapats i Europa eller planeras:

• Heraeus Remloy (Bitterfeld, Tyskland): I maj 2024, Europas största återvinningsanläggning för sällsynta inhemska magneter. Systemet har en initial bearbetningskapacitet på 600 ton gammal magnet per år, vilket kan ökas till upp till 1 200 ton på medellång sikt. Tekniken som används är avsedd att minska koldioxidutsläppen med 80% jämfört med primär extraktion.
• Carester/Caremag (Lacq, France): Planning the construction of a large -scale system for refining and recycling from See, which is scheduled to go into operation at the end of 2026. The processing of 2,000 tons of old magnets and 5,000 tons of primary sea concentrate per year is planned, with a focus on the extraction of light and heavy lake such as neodymium, praseodym, dyprosium and terbium. Projektet klassificerades som ett strategiskt projekt av EU -kommissionen.
• Mkango Resources / Hypromag: utvecklade återvinningssystem i Storbritannien (via Hypromag Ltd) och planerar ett system i Pulawy, Polen (via Mkango Polska), som också erkändes som ett strategiskt EU -projekt. Dessa projekt använder ofta HPMS -processen.
• Life Inspirece (Italien): Ett EU-finansierat projekt som syftar till att återfå upp till 700 ton sjö (Neodymium, palladium, dysprosium) från elektroniska skrotmagneter i industriell skala. På lång sikt (fram till 2040) söks en kapacitet på över 20 000 ton per år.

Dessa initiativ visar att ansträngningar görs på både forskning och industrinivå för att etablera den cirkulära ekonomin för SEA i Europa. Att bygga en omfattande och ekonomiskt hållbar europeisk REE -återvinningsinfrastruktur är emellertid en lång process. Det kräver betydande och kontinuerliga investeringar i teknikutveckling, kollektiva och logistiksystem samt att övervinna skalningsutmaningar från pilotväxter (ofta TRL 6-7) för att slutföra industriella applikationer. Mot denna bakgrund ska de återvunna priserna som riktas in som EU betygsättas som mycket ambitiösa.

Tyska och europeiska forskningsprojekt och deras resultat/potential (från och med 2024/2025)

Forskningslandskapet i Tyskland och Europa är mycket aktivt inom området för återvinning av havet och substitution, med stöd av forskningsinstitutioner och stöds av nationella och europeiska stödprogram.

• Fraunhofer-Gesellschaft: Olika institut ger viktiga bidrag.
  • Fraunhofer Institute for Property Circuit and Resource Strategy (IWKS) är ledande inom utvecklingen av återvinningsteknologier för NDFEB -magneter. Använd projekt som FunMAG (återvinning av magneter för e-mobilitet) och återvinning (tillverkning av definierade magnetttyper från blandade gamla magnetiska flöden) och optimerar processer som vätebehandling (HPM). Återvinning av magneter från vindkraftverk är också ett fokus för forskning.
  • Fraunhofer Institute for Interface and Bio-Process Technology (IGB) undersöker bioteknologiska processer för återhämtning av se.
  • Det färdiga Fraunhofer -riktlinjeprojektet ”Kritik av sällsynta jordar” lägger en viktig grund för substitution, ökning av effektivitet och återvinning.
• Helmholtz Community:
  • Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology (HIF) på HZDR är också mycket aktiv. BiokOllekt -projektet utvecklar bioteknologiska metoder (t.ex. med peptider) för selektiv extraktion av metaller, inklusive sjö, från komplexa tygflöden som elektronisk skrot. I Renare-projektet (en del av H2GIGA-vägledningsprojektet) undersöks återvinning av kritiska råvaror, inklusive Lake, från elektrolysatorer, med innovativ flotation och extraktionsmetoder för flytvätska-partikel.
• EU-finansierade projekt:
  • SUSMAGPRO (avslutad november 2023) var ett banbrytande projekt för att inrätta en europeisk återvinningskedja för sjömagneter. Det visade framgångsrikt produktion och användning av återvunna magneter hos högtalare och elmotorer.
  • Reesilience (runtime fram till 2026) bygger på resultaten från SusMagPro och syftar till att bygga upp en resistent europeisk leveranskedja för sjömagneter, inklusive genom att utveckla mjukvaruverktyg för att optimera sekundära material och förbättrad legeringstillverkning och pulverförberedande teknik.
  • Greene och harmoni är nyare EU -projekt som startade 2024. Greene fokuserar på minskningen av sjöninnehållet i magneter genom innovativ mikrostruktur om design. Harmoni syftar till att upprätta en pilotåtervinningskrets för permanenta magneter från olika applikationer (vindkraftverk, elektriska motorer, elektroniskt skrot).
  • Andra relevanta projekt är resor (avslutad, återhämtning av NDFEB -magneter), hemligheter (utvinning av havet från fosfatberg i gödningsproduktion) och det slutförda projektet Eurar, som lägger grunden för en europeisk sjöindustri och utvärderade europeisk förekomst.
• Andra aktörer: Ekoinstitutet skapar regelbundet studier och utvecklar strategiplaner för hållbar resurshantering från See, med återvinning som spelar en central roll.

Forskningslandskapet i Tyskland och Europa är dynamiskt och tar upp hela värdekedjan från substitution till återvinning till alternativa extraktionsmetoder. En tydlig utveckling från grundläggande forskning till applikationsorienterade pilotprojekt och första kommersiella tillvägagångssätt är igenkännande. Nätverket av utmärkta forskningsinstitutioner med industrin och det riktade stödet från nationella och europeiska program är avgörande drivkrafter. Den största utmaningen är emellertid fortfarande en framgångsrik överföring av forskningsresultat till den breda industriella tillämpningen och skalningen till ekonomiskt hållbara processer (övervinner "dödsdalen" för innovationer). Demonstrationen av teknisk genomförbarhet på en relevant nivå (högteknologiska beredskapsnivåer, TRL) är lika viktig som utvecklingen av hållbara affärsmodeller.

Utveckling och hållbar extraktion av nya källor

Förutom substitution och återvinning är utvecklingen av nya primära och sekundära källor till råvaror en viktig komponent för att diversifiera havsförsörjningen.

Potential för europeiska sjönavlagringar

Europa har geologiskt betydande men hittills knappast använt havsavlagringar.

• Sverige: Lageret via Geijer nära Kiruna, som utforskas av det statliga gruvföretaget LKAB, anses vara den största kända förekomsten av över 1 miljon ton sällsynta jordaroxider. LKAB planerar att börja demontera från 2027, varigenom den fullständiga produktionskapaciteten endast bör nås efter 10-15 års ledtid. Förutom järn och fosfat innehåller malmen i Geijer cirka 0,2% sjö. En annan viktig svensk händelse är Norra Kärr, som är särskilt rik på den tunga sjön.
• Norge: Fen -karbonatkomplexet i södra Norge handlas som den potentiellt största sjöavlagringen i Europa. Uppskattningar antar 8,8 miljoner ton totalt sjö, inklusive cirka 1,5 miljoner ton magnetrelevant sjö. Det sällsynta Earths Norge (Ren) företaget undersöker området och anser att en uppdelning är realistisk från 2030, vilket potentiellt kan täcka 10% av europeiska behov.
• Finland: Fosfatgruvan Sokli i Lappland innehåller också potential för utvinning av havet som förvaltare.
• Grönland: Förekomst som Kvanefjeld, Kringlerne och Sarfartoq har betydande havsresurser. Utvecklingen är emellertid förknippad med stora utmaningar, inklusive höga infrastrukturkostnader, extrema klimatförhållanden, brist på kvalificerade arbetare och komplexa godkännandeförfaranden.
• Annan händelse: Det finns också mindre eller mindre välgranskade förekomster i Tyskland (t.ex. Storkwitz i Sachsen, som anses vara oekonomisk och bayersk toner med låga koncentrationer), Grekan och Spanien.

Utvecklingen av dessa europeiska händelser är emellertid förknippad med betydande hinder. Detta inkluderar de ofta höga investeringskostnaderna och driftskostnaderna jämfört med etablerade producenter som Kina, långa och komplexa godkännandeprocesser (ofta 10-15 år), strikta miljöbehov (särskilt för att hantera radioaktiva tillhörande material som Thorium och Uranium) och behovet av att få sociala acceptans för gruvprojekt. Även om dessa händelser kan bidra till diversifiering på lång sikt, är de inte en kortvarig lösning på det nuvarande beroendet. En brostrategi baserad på återvinning, substitution och diversifiering av befintliga importkällor är därför nödvändig.

Utvärdering av utvalda europeiska havsavlagringar, ekonomi, miljöaspekter, schema

Utvärdering av utvalda europeiska havsavlagringar, ekonomi, miljöaspekter, schema-bild: xpert.digital

Utvärderingen av utvalda europeiska insättningar för sällsynta jordar visar olika utvecklingsstativ och potential. Den svenska insättningen av Geijer/Kiruna drivs av staten LKAB och är i utforskningsfasen med ett begärt godkännande. Med uppskattade resurser på över en miljon ton SEO och en högre andel milda sällsynta jordar, kunde demontering börja från 2027, varigenom den fulla produktionen endast skulle uppnås efter 10-15 år. Ekonomi ges potentiellt som barn och fosfat, men kräver betydande investeringar. Det finns utmaningar med radioaktiva följeslagare, rymdförbrukning och acceptans av den samiska befolkningen.

Det norska fenkarbonatkomplexet utvecklas av sällsynta jordar Norge och är i avancerad utforskning. Med 8,8 miljoner ton uppskattade resurser, varav 1,5 miljoner ton sjömagnet, kan minskas från 2030, vilket kan täcka tio procent av EU -kraven. Lönsamhetsbedömningen pågår fortfarande, betydande investeringar krävs. Miljöaspekter avser radioaktivitet genom thorium och miljökompatibilitet av demontering och beredning.

Det svenska projektet Norra Kärr från Tasman Metals är rikt på svåra sällsynta jordar och är i godkännandeprocessen. Som ett långsiktigt projekt med ett osäkert schema beror ekonomin i HSEE-priser och förberedelseteknologi. Miljökrav och markanvändningskonflikter utgör ytterligare utmaningar.

Den finska SKLI -insättningen av den finska mineralgruppen erbjuder havspotential med betydande LSEE -avlagringar som en fosfatgruva. Ekonomin beror på fosfatmarknaden och Sea Extraction Technology som ett långsiktigt alternativ för produkterna. Integrationen i befintlig gruvdrift och hantering av avfall är centrala aspekter.

Grönland Kvanefjeld -insättningen, tidigare från GGG och nu från energiövergångsmineraler, har mycket stor förekomst av både enklare och svår jord. Projektet är emellertid politiskt blockerat av ett moratorium eftersom uranämnen är problematiska. Höga utvecklingskostnader, brist på infrastruktur, radioaktivitet genom uran såväl som miljö, social påverkan och inhemska juridiska frågor gör långsiktig utveckling osäker.

Forskning om alternativa extraktionsmetoder

Parallellt med utforskningen av konventionella avlagringar undersöks det intensivt på alternativ för att få havet från sekundära källor och använda nya metoder.

• Industriellt avfall som råmaterialkälla (urban/industriell gruvdrift):
  • Kol (flygning) aska: I USA identifierades signifikanta koncentrationer av svår sjö i kolaska från Powder River Basin. I Storbritannien kör ett projekt som finansieras av Innovate UK (Mormair and Materials Processing Institute, oktober 2024-augusti 2025) för återhämtning av neodym, praseodym och skandium från kolflugashing med hjälp av en kombination av kemiska loopingreaktorer och karbo-klorering på en pilotskala. Extraktionen från kolhakning med joniska vätskor undersöks också.
  • Röd slam (BuildingXitrest): Som en genomprodukt av aluminiumproduktion faller rött slam i stora mängder och innehåller också sjön (särskilt Cer, Lanthan, Neodym, Scandium). Det avslutade EU -projektet RedMUD fokuserade på fullständig återvinning av byggnadssexrester, inklusive sjöuttaget. Koncentrationerna är emellertid ofta låga och extraktionen är komplexa.
  • Fosforgips (gödselproduktion): EU -projekthemligheterna har framgångsrikt visat procedurer för extraktion från se (ND, PR, Dy) från processströmmarna för fosfatgödselproduktion på en pilotskala. Denna metod är särskilt hållbar eftersom den är baserad på redan trasigt material och inte genererar nytt gruvavfall.
• Bioteknologiska processer:
  • Biolaching och biomineralisering: Användningen av specifika mikroorganismer (bakterier, svamp) eller deras metaboliska produkter (t.ex. organiska syror, enzymer, peptider) för selektiv lösning (biioleaching) eller bindning (biosorption, biomineralisering) av metaller från malmer eller avfallflöden är en lovande areal. Helmholtz Institute Freiberg (HIF) i HZDR (BiokOllekt Project), till exempel, arbetar med att använda peptider för selektiv bindning av havet. Vid LMU München undersöks användningen av lantanidberoende bakterier för extraktion från havet från havet från industriavfall och gruvvatten, med bakteriesolsolv som visar lovande resultat. Bioleaching av magnetavfall undersöks också.
  • Fytomining: Växter används som berikar metallerna från marken. Metallerna kan sedan erhållas genom skörd och gnugga växtbiomassan. Detta förfarande är emellertid fortfarande i ett mycket tidigt forskningsläge, och ekonomin har ännu inte bevisats för SEA.
• Teknologimognad (TRL): Många av dessa alternativa extraktionsmetoder finns fortfarande i tidiga forsknings- eller pilotfaser (TRL 3-6). Skalbarheten i industriella standarder och ekonomisk konkurrenskraft ges ofta ännu inte och kräver ytterligare intensivt forsknings- och utvecklingsarbete.

Utvecklingen av alternativa havskällor från avfallsflöden och att använda bioteknologiska processer är mycket lovande med avseende på hållbarhet och potentiellt mindre miljöföroreningar jämfört med primär gruvdrift. Dessa tillvägagångssätt kan ge ett viktigt bidrag till den cirkulära ekonomin och minska beroendet av nyligen brytade råvaror. Vägen till industriell mognad och ekonomi för dessa tekniker är emellertid fortfarande bred och kräver betydande och långsiktiga investeringar i forskning, utveckling och skalning. De representerar därför medellång till långsiktiga alternativ.

Utveckling av mer miljövänlig separerings- och raffineringsprocesser

Den konventionella separationen av havet, mestadels med hjälp av lösningsmedelsextraktion, är en energikrävande process som har stora mängder kemikalier (s.ures, organiska lösningsmedel) och genererar miljö. Därför är forskning om mer miljövänliga och effektivare separationsförfaranden av stor betydelse, inte bara för primära råvaror utan också för återvinning.

• Joniska vätskor (IL) och djupa eutiska lösningsmedel (DES): Dessa undersöks intensivt som ”gröna” lösningsmedelsalternativ. De kännetecknas av lågt ångtryck, icke -flammbarhet och ofta hög selektivitet för vissa metaller. Forskning om detta sker vid University of Rostock. År 2023/2024 ägnades en specialutgåva av Minerals Journal till detta ämne med starkt europeiskt deltagande.
• Utmaningar och TRL: Trots lovande laboratorieresultat är kostnaderna för ILS/DES, deras långsiktiga stabilitet under processförhållanden, effektiv återhämtning av lösningsmedlen själva och skalbarheten i processerna fortfarande stora utmaningar. Många av dessa tillvägagångssätt finns fortfarande på laboratoriet eller i bästa fall pilotskala (TRL ofta <6). Även om forskning har undersökts intensivt i flera år har det hittills inte funnits några breda kommersiella genombrott i sjönsindustrin.

Utvecklingen av en ny, mer miljövänlig och kostnadseffektiv separationsprocess är en avgörande nyckel för att avsevärt förbättra den ekologiska balansen i hela havets värdekedja (både från primära och sekundära källor). Detta är ett kärnområde för tekniska innovationer som bara skulle möjliggöra en riktigt hållbar europeisk havsförsörjning. Utan framsteg inom separationsteknik förblir att bygga en oberoende europeisk värdekedja svårt, även om primära eller sekundära råvaror fanns tillgängliga.

Framsteg och TRL -status för utvalda återvinnings- och substitutionstekniker för Lake i Europa/Tyskland (från och med 2024/2025)

Framsteg och TRL-status för utvalda återvinnings- och substitutionstekniker för Lake i Europa/Tyskland (från och med 2024/2025)- Bild: Xpert.digital

TRL (teknikberedskapsnivå): 1-3 Basic Research, 4-6 Validering/demonstration i laboratoriet/relevant miljö, 7-9 prototyp/systemdemonstration i operativ miljö, kommersiell tillämpning.

Det europeiska och tyska forskningslandskapet visar betydande framsteg inom återvinning och substitutionstekniker för sällsynta jordar, med olika tillvägagångssätt för att ha olika grader av mognad. Inom området magnetersubstitution utvecklas järnnitridmagneter med en teknik som är klar för teknik från 6-8, särskilt i USA av Niron Magnetics, medan EU-forskning är mindre framträdande representerad. Denna teknik syftar till applikationer i elmotorer och generatorer, men står inför utmaningar inom skalning, kostnader och prestandajämförelse med konventionella NDFEB -magneter.

Mangani-Bismuth-magneter är belägna med en TRL på 4-7 i en tidigare utvecklingsfas, med tyska och österrikiska institutioner som Tu Bergakademie Freiberg och Montan University i Leoben. De huvudsakliga applikationsområdena är industriella motorer och så kallade "gapmagneter", medan syntesen av rena faser, termisk stabilitet och skalning representerar de centrala utmaningarna.

När det gäller fluorescerande ämnen har kvantpunkter redan nått en hög mognadsnivå på 7-9 i visningsapplikationer, med deltagande av olika företag och forskningsinstitut som Fraunhofer. Trots lovande tillämpningar i skärmar, lysdioder och solceller finns det utmaningar när det gäller toxicitet, stabilitet och effektivitet jämfört med havsfosforer. Organiska lysdioder har redan nått marknadsmognad med en TRL och är närvarande som etablerad industri inom skärmar och belysning, men fortsätter att slåss med livsproblem med blå lysdioder samt kostnads- och effektivitetsproblem.

Återvinning av NDFEB -magneter visar olika lovande tillvägagångssätt. Väte-mässingen i kombination med materialåtervinning har nått en TRL på 7-8, med tyska institutioner som Fraunhofer IWKS tillsammans med internationella partners och EU-projekt som Hypromag och Susmagpro/Reesilience. Denna teknik möjliggör direkt återanvändning för nya magneter, men står inför utmaningar i kvaliteten på återvunna magneter, insamling, demontering och ekonomi.

Hydrometallurgiska förfaranden med en TRL från 4-7 utvecklas av Fraunhofer, TU Bergakademie Freiberg och företag som carester och syftar till återhämtning av rena oxid och metaller. Processernas komplexitet, användning av kemikalier, kostnader och selektivitetsfrågor förblir centrala utmaningar. Pyrometallurgiska tillvägagångssätt är fortfarande i forskningsfasen med en TRL på 4-6 och slåss med energiintensitet, möjliga havsförlust och renhetsproblem.

Innovativa biologiska processer som biioleaching och biosorption undersöks med en TRL på 3-5 av institutioner som HZDR, LMU München och Fraunhofer IGB för elektriskt skrot och industriavfall. Utmaningarna ligger i selektiviteten, kinetiken, robustheten hos mikroorganismerna och ekonomisk skalning.

Alternativa extraktionsmetoder visar också potential. Extraktionen från kolflugashing med en 4-6 TRL bedrivs huvudsakligen i USA och brittiska projekt, medan extraktionen av fosfatrester av gödselproduktion i Secrets Project med partners som Yara och Reetec har uppnått en TRL på 6-7. Båda tillvägagångssätten kämpar med låga koncentrationer och ekonomiska frågor.

Miljövänliga separationsteknologier som använder joniska vätskor och djupa eutektiska lösningsmedel är fortfarande i den tidiga forskningsfasen med en TRL på 3-5, med University of Rostock och olika EU-projekt som är involverade. Utmaningarna ligger i kostnaderna för lösningsmedlen, deras stabilitet, återhämtning och skalbarhet för industriell tillämpning.

Från barerna till Global: SMES erövrar världsmarknaden med en smart strategi - Bild: Xpert.Digital

Vid en tidpunkt då det digitala närvaron av ett företag beslutar om sin framgång, kan utmaningen med hur denna närvaro utformas autentiskt, individuellt och omfattande. Xpert.Digital erbjuder en innovativ lösning som positionerar sig som en korsning mellan ett industriellt nav, en blogg och en varumärkesambassadör. Den kombinerar fördelarna med kommunikations- och försäljningskanaler i en enda plattform och möjliggör publicering på 18 olika språk. Samarbetet med partnerportaler och möjligheten att publicera bidrag till Google News och en pressdistributör med cirka 8 000 journalister och läsare maximerar innehållet och synligheten för innehållet. Detta representerar en viktig faktor i extern försäljning och marknadsföring (symboler).

Mer om detta här:

• Äkta. Individuellt. Global: Xpert.Digital -strategin för ditt företag

Strategiska alternativ för Tyskland för långvarig oberoende

För att minska det betydande beroende av sällsynta jordar, särskilt Kina och för att säkerställa långsiktig försörjningssäkerhet, är Tyskland tillgängligt för ett antal strategiska alternativ på nationell och europeisk nivå. Dessa inkluderar politisk kurs, strukturen för motståndskraftiga värdekedjor, intensifieringen av internationellt samarbete och den riktade förstärkningen av ditt eget tekniska ledarskap.

Nationell och europeisk politisk design

Den politiska ramverket är avgörande för att initiera och stödja de nödvändiga omvandlingarna i råmaterialförsörjningen.

Tysk råmaterialstrategi och nationell cirkulationshanteringsstrategi (NKWS)

Den tyska råmaterialstrategin, senast uppdaterad 2020, syftar till att stödja företag inom en säker och hållbar råmaterialförsörjning. Kärnpelarna är diversifieringen av utbudskällorna, främjandet av återvinning och materiell effektivitet, förstärkning av inhemskt råvaruförvärv (där det är möjligt och förnuftigt) såväl som stöd från tyska företag i internationell konkurrens. Betydelsen av forskning och utveckling som substitution och effektivare återvinningsprocesser betonas särskilt för kritiska råvaror som hav.

National Circulatory Business Strategy (NKWS) som antogs av den federala regeringen i december 2024 sätter viktiga kompletterande accenter här. Inkludera deras centrala mål med relevans för sjön:

• Minskning av primär råmaterialförbrukning: På lång sikt bör konsumtionen per capita av primära råvaror i Tyskland minskas avsevärt.
• Stängning av tygkretsar: andelen sekundära råvaror vid användning av material bör ökas avsevärt; EU siktar på en fördubbling år 2030, ett mål som NKWS tar upp.
• Stärka råvarans oberoende: Målet eftersträvas uttryckligen 25% av behovet av strategiska råvaror som sällsynta jordar eller litium år 2030 genom återvinning, vilket är i harmoni med EU: s kritiska råvaror.

Den tidigare implementeringen av dessa strategier har emellertid visats kritiskt. Experter kritiserar ett gap mellan de formulerade målen och det faktiska genomförandet, särskilt när det gäller tillhandahållandet av tillräckliga medel, är accelerationen av godkännandeförfaranden för inhemska projekt och bristen på villighet att investera i investeringar i industrin så länge världsmarknadspriserna för sjön är relativt låga. Brist på strategiskt tänkande och konkreta, bindande åtgärder kritiseras. NKWS är en nyare tillvägagångssätt här, vars effektivitet fortfarande måste bevisa. Det finns en uppenbar målkonflikt mellan den långsiktiga strategiska bestämmelsen och kortvariga ekonomiska överväganden, som måste övervinnas genom politisk kontroll.

EU Critical Raw Material Act (CRMA)

EU: s kritiska råvarorag (CRMA), som trädde i kraft i maj 2024, utgör den centrala europeiska rättsliga ramen för att stärka leveranssäkerheten med kritiska och strategiska råvaror. Dess kärndestinationer för 2030 är ambitiösa:

• Minst 10% av det årliga EU: s krav på strategiska råvaror bör komma från inhemsk finansiering.
• Minst 40% ska behandlas i EU.
• Minst 25% bör täckas från återvinning inom EU.
• Beroendet av ett enda tredje land för ett strategiskt råmaterial ska begränsas till högst 65%.

Ett hjärta av CRMA är beteckningen och marknadsföringen av så kallade strategiska projekt. Dessa kan dra nytta av accelererade godkännandeförfaranden (högst 27 månader för gruvprojekt, 15 månader för behandling och återvinningsprojekt) och ekonomiskt stöd. I mars 2025 publicerades en första lista med 47 sådana projekt som påverkar batterisurserna, men inkluderar också projekt inom området mindre frekvent jord (t.ex. Kiruna Mines -projektet i Sverige och återvinningsinitiativ som Pulawy -projektet i Polen). Nationella kontaktpunkter för dessa projekt måste namnges för implementering i Tyskland (tidsfrist fram till februari 2025), varigenom det federala ministeriet för ekonomi och klimatskydd (BMWK) och den tyska råmaterialbyrån (DERA) spelar en samordnande roll.

Bedömningen av CRMA är blandad. Å ena sidan ses handlingen som ett viktigt och nödvändigt steg mot att hantera råmaterialberoende. Å andra sidan finns det tvivel om den tekniska och ekologiska realiserbarheten av de ambitiösa målen, särskilt för sällsynta jordar, inom tidsramen. De ofta mycket långa godkännandeiderna för gruvprojekt (10-15 år) står i motsats till de tidsfrister som är inriktade på CRMA. Dessutom kan motstånd från den civila befolkningen bromsa genomförandet mot nya gruv- eller behandlingsprojekt i Europa. Framgången för CRMA kommer avgörande att bero på det konsekventa genomförandet av medlemsstaterna, mobiliseringen av betydande privata investeringar och upplösning av målkonflikter, till exempel mellan snabba tillstånd och höga miljöstandarder.

Finansieringsprogram och initiativ

För att stödja de strategiska målen finns det ett brett utbud av finansieringsprogram på tysk och europeisk nivå:

• Tyskland: BMWK och det federala ministeriet för utbildning och forskning (BMBF) erbjuder olika program som hanterar forskning, utveckling och innovation inom området kritiska råvaror, resurseffektivitet och cirkulär ekonomi. Detta inkluderar den nyligen fastställda råmaterialfonden, programmet (stärkande omvandlingsdynamik och avgång i områdena och på de koleldade kraftverkplatserna) och obundna finansiella lån (UFK-garantier) för att säkra utländska projekt.
• EU: Program som Horizont Europe, InveU och Life erbjuder finansieringsalternativ för forskning, innovation och implementeringsteknologier inom området -Substitution, återvinning och hållbar extraktion. Innovationsfonden kan tillhandahålla medel för återvinningskapacitet.
• Initiativ: European Raw Materials Alliance (ERMA) spelar en viktig roll i identifiering och främjande av investeringsprojekt längs hela havets värdekedja i Europa. ERMA har formulerat målet att 20% av det europeiska behovet av havsmagneter från EU-ägd produktion skulle kunna täckas år 2030, för vilka investeringar på cirka 1,7 miljarder euro identifierades. Resurseffektivitetsprogram som framsteg i Tyskland bidrar också till medvetenheten och inledningen av åtgärder.

Även om det finns ett stort antal finansieringsinstrument, är deras effektiva samordning, tillgänglighet, särskilt för små och medelstora företag (små och medelstora företag) och tillräckliga ekonomiska resurser i relation till utmaningen, avgörande för deras effektivitet. En fragmentering av finansieringslandskapet och byråkratiska hinder kan minska den avsedda effekten och försena den brådskande nödvändiga kapacitetsstrukturen.

Översikt över EU och tyska politiska strategier och finansieringsprogram som är relevanta för sällsynta jordar (urval)

Översikt över EU och tyska politiska strategier och finansieringsprogram som är relevanta för sällsynta jordar (urval)- Bild: Xpert.digital

Europeiska unionen och Tyskland har utvecklat olika politiska strategier och stödprogram som är särskilt relevanta för sällsynta jordar. EU: s kritiska råvaror (CRMA) syftar till att vinna tio procent av de nödvändiga råvarorna genom självfinansiering fram till 2030, för att bearbeta 40 procent och täcka 25 procent genom återvinning, varigenom beroendet av ett enda tredje land ska begränsas till högst 65 procent. Strategiska projekt finansieras inom områdena demontering, bearbetning och återvinning samt forskning och innovation.

Den tyska råmaterialstrategin för den federala regeringen, under ledning av BMWK, fokuserar på diversifiering, återvinning och inhemsk extraktion där förnuftig såväl som forskning och utveckling för substitution. Åtgärder för diversifiering, forskning och utveckling för återvinning och substitution samt undersökning av inhemsk potential stöds. National Circuit Business Strategy för BMUV och BMWK syftar till att täcka 25 procent av behovet av strategiska råvaror genom att återvinna och minska den primära råvarukonsumtionen. Utvecklingen av återvinningskapacitet, design för återvinning och forskning och utveckling av återvinningstekniker finansieras.

Den tyska råmaterialfonden för BMWK och KFW bör bidra till säkerheten för råvaror och minska beroenden genom att främja projekt för extraktion, bearbetning och återvinning av kritiska och strategiska råvaror hemma och utomlands. BMWK -finansieringsprogrammet stöder omvandlingen av kolregioner och främjar produktion och återhämtning av kritiska råvaror för nyckelkomponenter.

På europeisk nivå stärker Horizont Europe de vetenskapliga och tekniska grunden och främjar innovation, särskilt forskning och innovation för substitution, återvinning, hållbar extraktion och nya material. European Raw Materials Alliance (ERMA) för EIT råvaror och EU arbetar med upprättandet av motståndskraftiga EU -värdekedjor för råvaror och identifierar och stöder investeringsprojekt i uppdelning, bearbetning och återvinning av sällsynta jordar. Det tyska programmet SME Innovativt: Resurseffektivitet och cirkulär ekonomi i BMBF stärker forskning och utveckling i små och medelstora företag och främjar effektiv tillhandahållande och användning av kritiska råvaror, innovativa återvinningsprocesser och cirkulära produkter.

Konstruktion av motståndskraftiga värdekedjor i Tyskland och Europa

Strukturen för dina egna, resistenta värdekedjor för sällsynta jordar i Europa är ett centralt element för att minska beroendet av Kina. Detta kräver ansträngningar på alla nivåer, från råmaterialutvinning till bearbetning till produktion av slutprodukter och återvinning.

Möjligheter och utmaningar när det gäller att bygga inhemsk bearbetning och raffinaderikapacitet

En kritisk flaskhals i det nuvarande europeiska havslandskapet är bristen på betydande kapacitet för separering av den råa sjön i individuella oxider med hög renhet och för efterföljande metallproduktion. Även om Europa alltmer fick primära eller sekundära råvaror, måste de ofta exporteras till Kina för ytterligare bearbetning, vilket bara skulle förändra beroende.

• Nödvändighet: Upprättandet av europeiska separationssystem och metallstugor är avgörande för att uppnå ett verkligt djup av värde och strategisk autonomi.
• Exempel på tillvägagångssätt: I Estland driver NEO -prestanda redan material (sidet) ett separationssystem, som dock förlitar sig på importerade koncentrationer. I Frankrike finns det planer för en anläggning i La Rochelle och Caremag -projektet i LACQ syftar till integrerad bearbetning och återvinning. Det finns också initiativ i Polen (Pulawy Project).
• Ekonomi: Strukturen för sådana system är extremt kapitalintensiv. Investeringskostnaderna är höga och europeiska producenter skulle behöva konkurrera med de etablerade och ofta statliga -sididiserade kinesiska företagen. Långtids acceptansavtal och en stabil prissättning skulle vara nödvändig för att uppmuntra investeringar.
• Teknologiska hinder: Specifik kunskap krävs för de komplexa separationsprocesserna. Dessutom måste miljövänliga och energieffektiva förfaranden utvecklas och skalas för att uppfylla de höga europeiska miljöstandarderna.
• LSEE vs. HSEE: Särskild uppmärksamhet kräver utveckling av bearbetningskapacitet för Heavy Lake (HSEER), eftersom beroendet av Kina (inklusive bearbetning av råvaror från Myanmar) är nästan 100% och dessa element för högpresterande magneter är kritiska.

Upprättandet av en fullständig kedja i European Sea Value är ett generationsprojekt som knappast kan realiseras utan massiv statlig finansiering, långsiktiga politiska skyldigheter och ett nära samarbete mellan offentliga och privata aktörer. Ett enda fokus på inhemsk demontering, utan den parallella utvecklingen av bearbetning, metalltillverkning och magnetisk produktionskapacitet, skulle inte i grunden lösa det strategiska beroendet.

”Design för återvinning” som en långsiktig strategi

En annan viktig långsiktig strategi är utformningen av produkter som innehåller sällsynta jordar i betydelsen av den cirkulära ekonomin ("Design for Recycling", DFR).

• Mål: Produkter bör konstrueras på ett sådant sätt att havsinnehållande komponenter (t.ex. magneter i elektriska motorer) lätt kan identifieras, demonteras och användas för en mängd olika återvinning i slutet av produktlivslängden. Detta skulle öka effektiviteten och ekonomin i återvinningen.
• Instrument: Införandet av digitala produktpass som innehåller detaljerad information om materialkompositionen och demonteringsinstruktionerna ses som ett viktigt instrument för att skapa nödvändig öppenhet för effektiv återvinning. Standardinsatser är också relevanta här.
• Utmaningar: Implementeringen av DFR -principer är komplex, särskilt i globaliserade leveranskedjor med ett brett utbud av tillverkare och produktdesign. Utveckling och verkställighet av bindande standarder är en stor utmaning.

"Design för återvinning" är en väsentlig men naturligtvis mycket långvarig strategi. Deras fulla effekt på tillgången på sekundära råvaror kommer endast att utvecklas när produkter som är utformade enligt DFR -principerna idag når slutet av deras livscykel på 10, 15 eller mer år. På kort sikt kan DFR inte lösa de nuvarande leveransproblemen, men är avgörande för utvecklingen av en hållbar och elastisk cirkulär ekonomi för SEA i framtiden.

Internationella samarbeten och diversifiering

Eftersom en fullständig självförsörjning på sällsynta jordar för Tyskland och Europa är orealistiska på kort till medellång sikt, spelar internationellt samarbete och diversifiering av utbudskällorna en central roll i varje motståndskraftsstrategi.

Potential- och hållbarhetsbedömning av råmaterialpartnerskap

Tyskland och EU intensifierar sina ansträngningar för att utöka och utöka råvarupartnerskap med olika länder över hela världen.

• Graderade länder och fokuserar råvaror:
  • Chile: Fokusera på litium och koppar, men också potential för andra mineraler. I januari 2023 och juni 2024 bekräftades samarbetet med fokus på hållbar demontering och vetenskapligt utbyte.
  • Mongoliet: Partnerskap sedan 2011, strategiskt partnerskap sedan februari 2024. Stöd från det tyska mongoliska universitetet för råvaror och teknik.
  • Australien: Energi- och råmaterialsamarbete sedan 2017, ökat fokus på klimatskydd och kritiska mineraler. Studie ”Australien-tyska kritiska mineraler levererar kedjor studie” för identifiering av värdeskapande potential.
  • Kanada: Strategiskt partnerskap inom området kritiska råvaror.
  • Andra partners: Kazakstan, Ukraina, Grönland samt olika afrikanska (t.ex. Namibia, Sambia, Dr Kongo) och sydamerikanska länder (t.ex. Argentina) är i fokus för EU för råvaror.
• Partnerskapens mål: Utöver diversifieringen av leveranskällorna handlar det också om att stödja partnerländerna i hållbar råvaruuttag, främja värdeskapande på plats (t.ex. genom att bygga ytterligare bearbetningskapacitet) och etablera höga miljö-, sociala och styrelsestandarder (ESG).
• Utmaningar och risker: Implementeringen av sådana partnerskap är komplex. Det är viktigt att säkerställa överensstämmelse med ESG -standarder och undvika gröntvätt. Många potentiella partnerländer är politiskt instabila eller har underskott i regeringen. Det finns också en stark konkurrens, särskilt med Kina, att få tillgång till råvaror och inflytande i dessa länder. Det grundläggande problemet med motståndskraft löser inte helt en ren omlokalisering av en dominerande skådespelare (Kina) till flera skådespelare, vilket också är potentiellt instabilt eller påverkat av Kina. Ett mycket noggrant urval av partnerna och en intelligent design av avtalen som skapar faktiska fördelar för båda sidor (”win-win”) och inte bara strävar efter ensidiga intressen.

Geopolitiska konsekvenser och långvarig stabilitet

Utbudet av kritiska råvaror som sällsynta jordar har för länge sedan blivit ett centralt fält av geopolitiska sammanstötningar.

• Instrumentalisering av leveranser av råvaror: Risken att råmaterialleveranser används som ett politiskt tryckmedel i internationella konflikter är verklig och har redan lett till betydande marknadsfel tidigare.
• Nödvändigheten av en sammanhängande europeisk strategi: Med tanke på denna geopolitiska dimension är en rent ekonomiskt eller tekniskt driven råmaterialpolitik inte tillräcklig. En sammanhängande av europeisk utrikeshandel, säkerhets- och utvecklingspolitik krävs för integrerade råvaruaspekter. Säkerheten av havsförsörjningen är därför otydligt kopplad till en förstärkning av europeisk suveränitet och utformningen av motståndskraftiga internationella relationer. Detta kräver noggrann samordning inom EU och med liknande -minerade internationella partners.

Stärka tekniskt ledarskap

Utvecklingen och tillämpningen av sin egen avancerade teknik inom området substitution, återvinning och hållbar utvinning av sällsynta jordar ger Tyskland möjlighet att minska sitt beroende och samtidigt öppna en ny ekonomisk potential.

Tysklands innovationspotential inom substitution, återvinning och hållbar extraktion

Tyskland har ett starkt och brett forskningslandskap inom området materialvetenskap, kemi och processteknologi, både vid universitet och icke-universitetsforskningsinstitutioner (t.ex. Fraunhofer-Gesellschaft, Helmholtz-samhället, Leibniz-samhället) och inom industrin.

• Stärkelsefält: Såsom beskrivs i avsnitt III finns det lovande forskningsmetoder i Tyskland och Europa för utveckling av havsfria magneter, effektivare katalysatorer och fluorescerande, innovativa återvinningsprocesser (t.ex. HPM: er, hydrometallurgiska och biotekniska tillvägagångssätt) och för extraktion av hav från alternativa källor.
• Utmaningstekniköverföring: En central utmaning är att konvertera de utmärkta forskningsresultaten snabbare och mer effektivt till industriella applikationer och marknadsförbara produkter (överföringsforskning). Det finns ofta ett gap mellan grundläggande forskning/pilotprojekt och kommersiell skalning.
• Global konkurrens: Tyskland och Europa är i intensiv global konkurrens för teknikledarskap, särskilt med USA och Kina, som också investerar massivt i dessa områden. För att kunna existera här, riktade och betydande marknadsföring av nyckelteknologier, utvecklingen av pilotanläggningar och skapandet av viktiga marknader för hållbara och innovativa produkter.

Ekonomiska effekter av att byta till REE-fri teknik för viktiga industrier

Övergången till tekniker som behöver mindre eller ingen sällsynt jord har komplexa ekonomiska effekter:

• Bedömning av kostnads-nytto: På kort sikt kan ersättningen från havet förknippas med högre kostnader eller potentiella prestandaförluster för vissa tillämpningar. På lång sikt kan emellertid genom att undvika dyra och prissolatila sjön att minska leveranskedjoriskerna och utvecklingen av nya marknader för innovativa produkter resultera i betydande ekonomiska fördelar.
• Investerings- och anpassningskrav: Tysk industri, särskilt inom de viktigaste sektorerna Bilbyggnad, förnybara energier och elektronik, står inför betydande investeringar och anpassning för att byta produktionsprocesser och produkter till havsvapen eller fria alternativ. Detta påverkar inte bara slutprodukterna, utan hela leveranskedjorna.
• Möjligheter för "första mover": Tyska företag som tidigt förlitar sig på innovativa, hållbara och kritiska råvaror oberoende teknik kan säkra konkurrensfördelar som "första mover" och öppna nya, lovande marknader. Detta kräver emellertid risk för risk och en långvarig strategisk orientering.

Övergången till REE-fri eller effektiv teknik är därför inte bara en fråga om leveranssäkerhet, utan också en strategisk kurs för den framtida konkurrenskraften för den tyska industrin på globala framtida marknader.

Syntes och rekommendationer för åtgärder för Tyskland

Analysen av det sällsynta jordproblemet har illustrerat det djupa beroende av Tyskland och Europa på globala, särskilt kinesiska, leveranskedjor och de tillhörande ekonomiska och geopolitiska riskerna. Samtidigt visas lovande forskningsmetoder och strategiska alternativ för att minska detta beroende och öka leveranssäkerheten på lång sikt. Att uppnå större oberoende är emellertid ett komplext åtagande som kräver en sammanhängande strategi och konsekvent åtgärd av politik och industri.

Utvärdering av risker, möjligheter och konflikter

Tillförseln av sällsynta jordar är av enastående strategisk betydelse för Tyskland, eftersom dessa råvaror är nödvändiga för nyckeltekniker för energiövergången, digitaliseringen och för viktiga branschgrenar som bilkonstruktion. Den nuvarande globala försörjningsstrukturen, dominerad av Kina för att främja och i synnerhet medför betydande risker på grund av prisvolatilitet, leveransflaskhalsar och den potentiella instrumentaliseringen av råmaterialförsörjningen för geopolitiska ändamål. Dessa risker förvärras ytterligare av den ökande globala efterfrågan.

Chanserna att minska detta beroende är en multitrack -strategi:

• Substitution och effektivitet: Forskning om ersättningsmaterial och havsfri teknik, särskilt för magneter, såväl som ökningen av materialeffektiviteten erbjuder potential för att minska det specifika havsbehovet på medellång till lång sikt.
• Återvinning och cirkulär ekonomi: Upprättandet av en europeisk återvinningsinfrastruktur kan ge ett betydande bidrag till sekundär råmaterialförsörjning, men står inför tekniska och ekonomiska utmaningar.
• Diversifiering och inhemska källor: Utvecklingen av nya internationella utbudskällor via råmaterialpartnerskap och den potentiella användningen av europeiska händelser kan utvidga leveransbasen, men är förknippade med dina egna risker och långa ledtider.

När du strävar efter dessa möjligheter förekommer oundvikligen mål:

• Ekonomicitet kontra pensionssäkerhet: Investeringar i inhemsk utvinning, bearbetning eller avancerad återvinningsteknik är ofta mer kostnad -intensiv än att importera från etablerade, billiga källor, särskilt så länge världsmarknadspriserna är låga. Kortsiktig kostnadsoptimering är i konflikt med långsiktig strategisk motståndskraft.
• Miljöskydd mot lokal demontering/bearbetning: Extraktion och bearbetning av se är miljöintensivt. Överensstämmelse med höga miljöstandarder i Europa ökar projekten och kan leda till acceptansproblem bland befolkningen, medan att flytta till länder med lägre standarder är etiskt tvivelaktigt.
• Hastighet vs. Grundlighet: Det brådskande behovet av leveranssäkerhet kräver snabba lösningar, samtidigt som man bygger hållbara och miljövänliga värdekedjor samt utvecklingen av ny teknik.

Att uppnå självständighet på sällsynta jordar är inte ett enskilt mål, men måste beaktas i det bredare sammanhanget för annat strategiskt imperativ som klimatneutralitet, upprätthålla ekonomisk konkurrenskraft och upprätthålla det globala ansvaret för hållbarhet. Detta kräver noggrann övervägande av prioriteringar och villigheten att acceptera kortvariga kostnader för långsiktiga strategiska fördelar.

Konkreta, prioriterade rekommendationer för åtgärder för politik och industri

För att på ett hållbart sätt förbättra Tysklands försörjningssäkerhet med sällsynta jordar och minska beroendet av enskilda leverantörer krävs ett samordnat förfarande för politik och industri. Följande rekommendationer för åtgärder prioriteras enligt tidskategorier:

Kortsiktiga åtgärder (upp till 2 år)

Intensifiering av råvaruövervakning och riskdetektering:

• Stärka kapaciteten hos den tyska råmaterialbyrån (DERA) och BMWK för kontinuerlig analys av globala havsmarknader, leveranskedjorisker (inklusive referens- och mellanprodukter) och geopolitisk utveckling.
• Bygga ett system för tidig varning för potentiella pensionsstörningar.

Acceleration av godkännandeförfaranden för strategiska projekt:

• Konsekvent användning av de accelererade godkännandeförfarandena som anges i EU CRMA för strategiskt viktig återvinning, bearbetning och potentiellt extraktionsprojekt i Tyskland och Europa.
• Etablering och effektiv utrustning för de nationella kontaktpunkterna (”one-stop-butiker”) enligt CRMA.

Bygga strategiska allianser och diversifiering av import:

• Aktiv marknadsföring av företagskooperationer för gemensamt köp av redan sofistikerad sjö eller kritiska preliminära produkter (t.ex. magneter) från diversifierade källor som är lika värdebaserade.
• Undersökning och eventuellt bygga ett strategiskt, tillämpningsrelaterat lager för särskilt kritiska sjöar eller komponenter gjorda av den.

Riktad marknadsföring av pilot- och demonstrationsprojekt:

• Tillhandahållande av riskkapital och finansiering för skalning som lovar tyska och europeiska forskningsmetoder inom området se-återkommande (t.ex. automatiserad demontering, effektiv separationsteknik) och substitution (t.ex. havsfria magneter) på en industriell standard (TRL 6-8).

Mått på medellång sikt (2-7 år)

Konstruktion av kommersiella återvinnings- och bearbetningssystem:

• Skapande av incitament och minskning av investeringskorpor för utveckling av de första kommersiella systemen för återvinning av havsinnehållande produkter (särskilt magneter, batterier, elektronikskrot) och för att bearbeta sjökoncentrat i Tyskland/Europa.
• Detta inkluderar separationen av LSEE och HSEE samt metallproduktion.

Implementering av ”design för återvinning” och digitala produktpass:

• Utveckling och gradvis introduktion av bindningsstandarder för en återvinning av produktdesign för relevanta produktgrupper (t.ex. elmotorer, elektroniska enheter) på EU -nivå.
• Upprättande av digitala produktpass som ger information om materialkompositionen (inklusive havsinnehåll) och demonterbarhet.

Systematisk expansion och fördjupning av råmaterialpartnerskap:

• Slutsatsen och genomförandet av råmaterialpartnerskap med utvalda länder som har havsavlagringar. Fokusera på överensstämmelse med höga ESG -standarder, främja lokalt mervärde och skapande av tillförlitliga leveransrelationer.
• Stödja tyska företag i att delta i hållbar internationell gruv- och behandlingsprojekt genom instrument för finansiering av utrikeshandel (t.ex. UFK -garantier).

Examen och eventuellt främjande av lokalt/europeiskt primärförvärv:

• Implementering av detaljerad genomförbarhet och miljökonsekvensstudie för de mest lovande europeiska havsavlagringarna (t.ex. Kiruna, Fen).
• Med ett positivt resultat och under de striktaste miljö- och sociala kraven samt säkerställer social acceptans: riktad främjande av pilotprojekt för utveckling och förberedelser.

Investeringar i utbildning och vidareutbildning:

• Konstruktion och marknadsföring av kurser och utbildningsprogram som kvalificerar specialister för hela havets värdekedjor-från geosciences för att bearbeta teknik och materialvetenskap till RecyCL-experter.

Långsiktiga åtgärder (7+ år):

Upprättande av en robust europeisk cirkulär ekonomi för sjön:

• Skapande av en fungerande marknad för en sekundär sjö genom optimerad insamlings-, sorterings- och beredningsinfrastrukturer, bindande återvinningsgrader (där det är användbart) och främjande av efterfrågan på återvunnet material.

Kontinuerlig F & E-finansiering för störande innovationer:

• Långsiktigt stöd för den grundläggande och applikationsorienterade forskningen om utvecklingen av nästa generation av ersättningsmaterial och helt havsfri teknik för nyckelapplikationer.

Skapande av viktiga marknader för hållbara produkter:

• Användning av offentlig upphandling och andra instrument för att marknadsföra produkter som antingen innehåller hållbar/återvunnet sjö eller är baserad på havsfria alternativ och har en hög resurseffektivitet.

En framgångsrik strategi för att minska havsberoende kräver en intelligent ”politikblandning”. This must be of market economy incentives (e.g. for investments in recycling and substitution, CO2 pricing, which indirectly promotes material efficiency), clear and reliable regulatory requirements (e.g. recycled quotas, ecodesign requirements, transparency obligations) and direct state support (especially for F&A, pilot plants and strategic projects with high risk or long Combine amortization time). Att lämna det enda ansvaret gentemot företaget, som ofta utövas tidigare, med tanke på den specifika marknadsstrukturen (oligopolis, statliga aktörer), räcker de höga investeringsriskerna och den geopolitiska dimensionen av sjöns problem inte för att orsaka den nödvändiga omvandlingen.

Långvarig vision för hållbar och elastisk vård i Tyskland med kritiska råvaror

Den långsiktiga visionen för Tyskland bör inte bara sikta för att avsevärt minska beroendet av enskilda leveransländer för sällsynta jordar, utan också att ta en banbrytande roll i utvecklingen och tillämpningen av hållbara råvaror och cirkulära ekonomiska modeller. Det här betyder:

Diversifierade och elastiska leveranskedjor

Tyskland drar kritiska råvaror från en mängd olika källor, med råmaterialpartnerskap som spelar en central roll i ögonhöjd och i enlighet med de högsta hållbarhetsstandarderna.

Stark europeiskt mervärde

En betydande del av sjöns behov och produkterna tillverkade av den (särskilt magneter) erhålls, bearbetas och återvinns inom Europa, baserat på konkurrenskraftig och miljövänlig teknik.

Innovationsledarskap

Tyska företag och forskningsinstitutioner är ledare inom utveckling och kommersialisering av substitutionsteknologier, mycket effektiva återvinningsprocesser och resurssparande produktdesign.

Etablerad cirkulär ekonomi

Sällsynta jordar och andra kritiska råvaror hanteras systematiskt i stängda kretsar, vilket minimerar behovet av primära råvaror och miljöföroreningen reduceras.

Strategisk framsyn

Tyskland har mekanismer för tidig upptäckt av att ändra råvarubehov och potentiella leveransrisker och kan flexibelt anpassa sina strategier.

Oberoende på sällsynta jordar är inte ett statiskt slutligt tillstånd, utan en kontinuerlig process för riskminimering, teknisk anpassning och strategisk positionering i en dynamiskt föränderlig global miljö. Långsiktig motståndskraft kräver därför inte bara en avlägsnande, utan också en permanent politisk prioritering, hållbara investeringar och förmågan att reagera på nya utmaningar och möjligheter som ett inlärningssystem. Hur det krävs, men för den framtida livskraften i Tysklands industriella läge och uppnåendet av dess ekologiska och sociala mål av avgörande betydelse.

☑ SME -stöd i strategi, rådgivning, planering och implementering

☑ skapande eller omjustering av den digitala strategin och digitaliseringen

☑ Expansion och optimering av de internationella försäljningsprocesserna

☑ Globala och digitala B2B -handelsplattformar

☑ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

Jag hjälper dig gärna som personlig konsult.

Du kan kontakta mig genom att fylla i kontaktformuläret nedan eller helt enkelt ringa mig på +49 89 674 804 (München) .

Jag ser fram emot vårt gemensamma projekt.

Xpert.Digital är ett nav för bransch med fokus, digitalisering, maskinteknik, logistik/intralogistik och fotovoltaik.

Med vår 360 ° affärsutvecklingslösning stöder vi välkända företag från ny verksamhet till efter försäljning.

Marknadsintelligens, smarketing, marknadsföringsautomation, innehållsutveckling, PR, postkampanjer, personliga sociala medier och blyomsorg är en del av våra digitala verktyg.

Du kan hitta mer på: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus