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

Den strategiska betydelsen av sällsynta jordartsmetaller för Tyskland

Sällsynta jordartsmetaller (REE) är en grupp kemiska element som spelar en nyckelroll i många moderna teknologier på grund av sina unika fysikaliska och kemiska egenskaper. Deras strategiska betydelse för industrialiserade länder som Tyskland har ökat exponentiellt under de senaste decennierna, särskilt i samband med digitalisering, energiomställningen och säkerhetsrelevanta tillämpningar. Den ökande koncentrationen av globala leveranskedjor, särskilt Kinas dominans, har dock avslöjat betydande ekonomiska och geopolitiska risker. Denna artikel analyserar den komplexa frågan om sällsynta jordartsmetaller ur ett tyskt perspektiv, belyser beroendet av Kina, utvärderar nuvarande forsknings- och utvecklingsmetoder för nya lösningar och beskriver strategiska alternativ för Tyskland för att uppnå större långsiktigt oberoende i leveransen av dessa kritiska råvaror.

Definition, egenskaper och klassificering av sällsynta jordartsmetaller (REE)

De sällsynta jordartsmetallerna omfattar 17 metaller från det periodiska systemet: de 15 lantaniderna (lantan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), tulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu)), samt skandium (Sc) och yttrium (Y). Dessa metaller utvinns ur malmer. Deras unika fysikaliska och kemiska egenskaper, såsom hög reaktivitet (särskilt med syre), brandfarlighet och specifika magnetiska och spektroskopiska egenskaper, gör dem till mycket eftertraktade råvaror.

Man brukar skilja mellan lätta sällsynta jordartsmetaller (LSEE), som till exempel inkluderar lantan, cerium, praseodym och neodym, och tunga sällsynta jordartsmetaller (HSEE), såsom terbium och dysprosium. Denna skillnad är relevant eftersom LSEE är betydligt mer rikligt förekommande än HSEE i de flesta fyndigheter.

Termen "sällsynta jordartsmetaller" är något missvisande, eftersom dessa element inte nödvändigtvis är sällsynta ur ett geologiskt perspektiv. Neodym är till exempel vanligare än bly, och tulium är mer rikligt förekommande än guld eller platina. Den verkliga utmaningen, och därmed "sällsyntheten" i ekonomisk mening, ligger snarare i de låga koncentrationer där de förekommer i många fyndigheter, och framför allt i den extremt komplexa och kostsamma processen för deras separation och bearbetning. Sällsynta jordartsmetaller förekommer alltid i naturen i kombination med varandra och med andra mineraler; deras isolering kräver en mängd kemiska steg och specifik expertis. Detta tekniska och ekonomiska hinder, inte den geologiska tillgängligheten i sig, är kärnan i försörjningsproblemet.

Nedan följer en tabell som sammanfattar de sällsynta jordartsmetallerna:

De 17 sällsynta jordartsmetallerna – egenskaper och huvudsakliga tillämpningar

De 17 sällsynta jordartsmetallerna omfattar både lätta och tunga sällsynta jordartsmetaller, alla med unika egenskaper och olika tillämpningar. Skandium (atomnummer 21) är ett lätt grundämne med hög hållfasthet i legeringar och används i stadionbelysning, bränsleceller, röntgenteknik och lättviktslegeringar för flygindustrin. Yttrium (39) är ett av de tunga sällsynta jordartsmetallerna och är viktigt för fosfor och supraledande egenskaper, vilket är anledningen till att det används i fosfor för displayer, lysdioder, lasrar, supraledare och keramik.

Lantan (57) är mycket reaktivt och utgör basen för lantaniderna. Det används i katalysatorer, batterier, specialglas och flinta. Cerium (58) är den vanligaste sällsynta jordartsmetallen och fungerar som ett polermedel med UV-absorption i katalysatorer, glaspolermedel, UV-filter och självrengörande ugnar. Praseodym (59) möjliggör starka magneter och producerar en gulgrön färg i glas och keramik, vilket gör det lämpligt för användning i permanentmagneter, flygmotorer och specialglas.

Neodym (60) är avgörande för de starkaste permanentmagneterna och används i NdFeB-magneter för elmotorer, vindturbiner, hårddiskar och högtalare. Prometium (61) är radioaktivt och den sällsyntaste naturligt förekommande sällsynta jordartsmetallen, som används i lysande displayer, kärnbatterier och mätinstrument. Samarium (62) är lämpligt för magneter vid höga temperaturer och för neutronabsorption i permanentmagneter, styrstavar i kärnreaktorer och katalysatorer.

Europium (63) är viktigt för röda och blå fosforer i lysdioder, energisparlampor och displayer. Gadolinium (64) uppvisar hög neutronabsorption och paramagnetiska egenskaper, vilket är anledningen till att det används som kontrastmedel i MRI, i kontrollstavar och i supraledare. Terbium (65) är viktigt för gröna fosforer och magnetostriktion i lysdioder, permanentmagneter och sensorer.

Dysprosium (66) ökar magneternas koercitivfältstyrka vid höga temperaturer och används i permanentmagneter och lasrar för höga temperaturer. Holmium (67) har de starkaste kända magnetiska momenten och används i medicinska och militära lasrar. Erbium (68) har en rosa färg och används i fiberoptiska kablar, medicinska lasrar och för att färga glas.

Tulium (69) är den sällsyntaste stabila lantaniden och fungerar som röntgenkälla i bärbara röntgenapparater och lasrar. Ytterbium (70) används för infraröda lasrar och som reduktionsmedel i rostfria stållegeringar. Lutetium (71) är den dyraste sällsynta jordartsmetallen och används i positronemissionstomografi, petrokemiska katalysatorer och experimentellt i cancerbehandling.

Viktiga tillämpningar och växande relevans för framtida teknologier

Sällsynta jordartsmetaller har blivit oumbärliga i en mängd olika högteknologiska tillämpningar tack vare sina exceptionella egenskaper och spelar en central roll i den tekniska utvecklingen och konkurrenskraften i moderna ekonomier. Deras betydelse ökar ständigt i takt med digitaliseringens och den globala energiomställningens framsteg.

Viktiga tillämpningsområden inkluderar:

• Permanentmagneter: Neodym-järn-bor (NdFeB) magneter är de starkaste kända permanentmagneterna och är viktiga för högpresterande och kompakta elmotorer i elfordon, hybridbilar, elcyklar, robotar och industriell utrustning. De är lika oumbärliga i vindturbingeneratorer (särskilt växellösa offshore-turbiner), hårddiskar, högtalare och hörlurar. Dysprosium och terbium tillsätts ofta för att bibehålla prestandan hos dessa magneter vid höga temperaturer.
• Katalysatorer: Cerium används i bilkatalysatorer för att minska skadliga avgasutsläpp. Lantan och andra sällsynta jordartsmetaller används i katalysatorer för petroleumraffinering (vätskekatalytisk krackning) och andra kemiska processer.
• Batterier: Lantan är en viktig komponent i nickelmetallhydridbatterier (NiMH), som används i hybridfordon och bärbar elektronik.
• Fosforer: Europium (för rött och blått) och terbium (för grönt) är avgörande för färgkvaliteten och effektiviteten hos lysdioder (LED), energisparlampor, platta bildskärmar (LCD, OLED) och andra bildskärmstekniker. Yttrium används också i fosforer.
• Optik och lasrar: Lantan förbättrar de optiska egenskaperna hos specialglasögon för kameralinser, teleskop och kikare. Erbium används i fiberoptiska kablar för signalförstärkning. Neodym, ytterbium, holmium och erbium är viktiga komponenter i olika typer av lasrar som används inom medicin, industri och kommunikation.
• Andra högteknologiska tillämpningar inkluderar polermedel (ceriumoxid för precisionsoptik och halvledare), specialkeramik (yttrium för att förbättra högtemperaturbeständighet), medicinsk avbildning (gadolinium som kontrastmedel i MR-bilder), sensorer, supraledare och tillämpningar inom försvars- och flygindustrin (precisionsoptik, navigationssystem, drönar- och raketstyrning).

Sällsynta jordartsmetaller (REE) är av avgörande betydelse för viktiga tyska industrier som fordonssektorn (särskilt under övergången till elektromobilitet), maskin- och anläggningsteknik, förnybar energi (främst vindkraft) samt elektronik- och medicintekniksektorerna. Den progressiva digitaliseringen och de ambitiösa målen för energiomställningen leder till en förväntad betydande ökning av den globala efterfrågan på sällsynta jordartsmetaller under de kommande åren och decennierna. Till exempel kan efterfrågan på sällsynta jordartsmetaller för permanentmagneter öka tiofaldigt fram till 2050. Många sällsynta jordartsmetallers kritiska betydelse beror inte bara på potentiella flaskhalsar i utbudet eller den geografiska koncentrationen av produktionen, utan också på bristen på direkta och likvärdiga ersättningar för många av deras högpresterande tillämpningar. Även om forskning om ersättningsmaterial bedrivs intensivt är sällsynta jordartsmetaller tekniskt svåra att ersätta inom många områden på grund av deras unika elektroniska och magnetiska egenskaper, eller kan de bara ersättas till bekostnad av minskad prestanda. Denna tekniska "inlåsningssituation" förvärrar beroendeproblemet och understryker hur brådskande det är att både öka försörjningstryggheten och utveckla alternativa tekniska lösningar.

Tysklands kritiska beroende av Kina för sällsynta jordartsmetaller: Nya strategier för teknologisk suveränitet

Med tanke på den strategiska betydelsen av sällsynta jordartsmetaller och de komplexa utmaningar som är förknippade med att säkerställa deras försörjningstrygghet är en grundlig analys av den nuvarande situationen och framtida alternativ för Tyskland avgörande. Denna artikel syftar till att heltäckande granska frågan om sällsynta jordartsmetaller, analysera Tysklands specifika beroende av Kina, presentera det aktuella forskningsläget gällande nya lösningar och, baserat på detta, beskriva strategiska möjligheter för Tyskland att garantera en långsiktig och hållbar försörjning av dessa kritiska råvaror och stärka sin egen tekniska suveränitet.

Globalt utbudslandskap och Tysklands beroende

Den globala tillgången på sällsynta jordartsmetaller kännetecknas av en exceptionellt hög koncentration i både fyndigheter och utvinning, såväl som, och ännu mer, i bearbetning. Denna koncentration, särskilt Kinas dominans, utgör en betydande strategisk utmaning och en potentiell risk för industrialiserade länder som Tyskland.

Globala fyndigheter, utvinning och bearbetning – Kinas dominerande roll

Även om sällsynta jordartsmetaller, som tidigare nämnts, inte är geologiskt extremt sällsynta, finns ekonomiskt hållbara koncentrationer på relativt få platser världen över. De största kända reserverna finns i Kina, som uppskattas innehålla cirka 44 miljoner ton sällsynta jordartsmetalloxider (SEO). Andra betydande reserver finns i Vietnam (cirka 22 miljoner ton), Brasilien och Ryssland (cirka 21 miljoner ton vardera), Indien (cirka 6,9 miljoner ton), Australien (cirka 4 miljoner ton) och USA (cirka 1,8 miljoner ton). Grönland har också betydande fyndigheter.

Kina har spelat en ledande roll i den globala gruvproduktionen i årtionden. År 2021 var Kinas andel av den globala gruvproduktionen cirka 61–64 % och den beräknas nå cirka 70 % år 2023. USA, Myanmar och Australien är andra viktiga producenter, men med betydligt mindre marknadsandelar. Historiskt sett var USA den största producenten fram till slutet av 1980-talet, innan Kina massivt expanderade sin produktion från millennieskiftet och började dominera marknaden.

Kinas dominans är ännu mer uttalad inom raffinering och bearbetning av sällsynta jordartsmetaller. Här kontrollerar Kina cirka 90 % av den globala kapaciteten. Det innebär att även sällsynta jordartsmetallkoncentrat som bryts i andra länder (t.ex. USA eller Australien) ofta måste transporteras till Kina för separation och raffinering. Detta steg – separationen av de kemiskt mycket likartade sällsynta jordartsmetallerna från varandra och från medföljande element – ​​är tekniskt krävande och kapitalintensivt.

Kinas dominans kan inte enbart tillskrivas dess rika geologiska resurser, utan är resultatet av en långsiktig industriell strategi. Tidigare innebar detta ofta att man accepterade lägre miljöstandarder och använde statliga subventioner för att uppnå och bibehålla en dominerande marknadsposition. Detta ledde ofta till att produktion i västländer blev olönsam, vilket resulterade i nedläggning av gruvor och bearbetningsanläggningar. Under senare år har Kina konsoliderat sin sällsynta jordartsmetallindustri genom att använda exportkvoter och tullar (historiskt sett och potentiellt i framtiden) som kontrollmekanismer och i allt högre grad fokusera på produktion av produkter med högre värde och värdeskapande inom sina egna gränser. Ett betydande steg var förbudet som infördes i slutet av 2023 mot export av bearbetningsteknik för sällsynta jordartsmetaller för magneter, vilket ytterligare cementerade landets teknologiska beroende.

En annan viktig skillnad gäller lätta (LSEE) och tunga (HSEE) sällsynta jordartsmetaller. Medan LSEE som lantan och cerium är relativt rikligt förekommande och bryts utanför Kina, är tillgången på vissa kritiska HSEE-element, viktiga för högpresterande tillämpningar som permanentmagneter (t.ex. dysprosium, terbium), nästan helt beroende av Kina och grannlandet Myanmar. Detta specifika beroende av HSEE-element, som ofta finns i jonkentra vars brytning är särskilt miljöproblematisk, representerar en kritisk punkt i den globala leveranskedjan.

Global produktion och reserver av sällsynta jordartsmetaller per land (baserat på data för 2021/2022)

Obs: Siffrorna kan variera något beroende på källa och år för datainsamling. SEO = Oxider av sällsynta jordartsmetaller. Reservsiffrorna för Kina varierar avsevärt mellan källor.

Den globala produktionen av sällsynta jordartsmetaller (SEM) domineras av Kina, som stod för cirka 61–64 % av den globala produktionen år 2021, med 168 000 ton. USA kom 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). Vietnam hade en låg produktion på cirka 360 ton år 2021, enligt DERA, även om USGS rapporterar högre siffror. Andra länder, såsom Brasilien, Ryssland och Indien, har för närvarande låg produktion. Den totala globala produktionen uppgick till cirka 270 000–280 000 ton.

Bilden är annorlunda när man tittar på reserverna: Kina har uppskattningsvis 44 miljoner ton SEO (36,7–63 % av de globala reserverna), Vietnam 22 miljoner ton (18,3 %), Brasilien och Ryssland 21 miljoner ton vardera (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 totala globala reserverna uppskattas till 120–166 miljoner ton SEO.

Analys av Tysklands och EU:s importberoende av Kina

Kinas dominans i den globala leveranskedjan för sällsynta jordartsmetaller (REE) leder till ett betydande importberoende för Tyskland och hela Europeiska unionen. Nyligen publicerade uppgifter från den federala statistikbyrån visar att Tyskland importerade cirka 3 400 ton sällsynta jordartsmetaller direkt från Kina år 2024, vilket motsvarar 65,5 % av den totala importen av sällsynta jordartsmetaller. För EU som helhet var andelen direktimport från Kina år 2024 46,3 % (6 000 ton), följt av Ryssland med 28,4 % och Malaysia med 19,9 %.

Beroendet är särskilt kritiskt för specifika sällsynta jordartsmetaller som behövs för högpresterande magneter, såsom neodym, praseodym och samarium. Dessa importerades nästan uteslutande från Kina år 2024. Situationen är liknande för bearbetade produkter. Till exempel har 84 % av de sällsynta jordartsmetaller som importeras till Tyskland och cirka 85–94 % av de NdFeB-magneter som produceras över hela världen och importeras till Tyskland sitt ursprung i Kina.

Detta beroende har betydande makroekonomiska konsekvenser. Det uppskattas att cirka 22 % av bruttoförädlingsvärdet inom tillverkningssektorn i Tyskland (motsvarande 161 miljarder euro) år 2022 var beroende av tillgången på sällsynta jordartsmetaller. Särskilt drabbade sektorer inkluderar annan fordonstillverkning (67 % av förädlingsvärdet är beroende av sällsynta jordartsmetaller), motorfordonstillverkning (65 %) och tillverkning av elektroniska och optiska produkter (55 %).

Det är viktigt att notera att statistisk registrering av ursprunget för sällsynta jordartsmetaller potentiellt kan underskatta det verkliga beroendet av Kina. Om endast det slutliga leveranslandet registreras kan bearbetningsanläggningar i tredjeländer dölja den ursprungliga kinesiska härkomsten av de råa sällsynta jordartsmetallerna. Till exempel fungerar Österrike och Estland som bearbetningsföretag för tysk import, och Malaysia är en stor leverantör till EU. Men eftersom Kina dominerar den globala raffineringen är det mycket troligt att en stor andel av de råvaror som bearbetas i dessa länder ursprungligen kommer från Kina. Officiell importstatistik kanske därför inte återspeglar den fulla omfattningen av sammankopplingen med kinesiska källor.

Tysklands och EU:s importberoende av Kina för utvalda sällsynta jordartsmetaller och bearbetade produkter (baserat på data för 2023/2024)

Obs: Siffrorna är baserade på de senaste tillgängliga uppgifterna, främst för 2023/2024. Exakta procenttal kan variera något beroende på datakälla och undersökningsmetod.

Tyskland och Europeiska unionen är i hög grad beroende av Kina för sällsynta jordartsmetaller och bearbetade produkter, vilket visar aktuella uppgifter från 2023 och 2024. Tyskland köper in 65,5 procent av sina råvaror och oxider av sällsynta jordartsmetaller från Kina, medan EU är något mindre beroende med 46,3 procent. Tysklands andra stora leverantörer är Österrike (23,2 procent) och Estland (5,6 procent). EU diversifierar mer och köper också in 28,4 procent från Ryssland och 19,9 procent från Malaysia.

Beroendet är särskilt kritiskt för specialiserade produkter. Neodym, praseodym och samarium, som är viktiga för magnetproduktion, kommer nästan uteslutande från Kina. För vidarebearbetade sällsynta jordartsmetaller ligger Tysklands importandel från Kina mellan 82 och 84 procent. Situationen är lika dramatisk för NdFeB-permanentmagneter, där både Tyskland och EU importerar 84 till 94 procent av sin import från Kina. Japan spelar en betydande roll som enda alternativ och står för cirka tio procent av den globala produktionen.

Beroendet når sin kulmen med tunga sällsynta jordartsmetaller, eftersom EU importerar 100 procent av sina bearbetade tunga sällsynta jordartsmetaller, såsom dysprosium och terbium, från Kina. För lätta sällsynta jordartsmetaller som cerium, neodym och praseodym kommer 69 procent av EU:s import också från Kina.

Ekonomiska och geopolitiska risker med beroende

Den höga koncentrationen av Sydösteuropas leveranskedja på Kina innebär betydande ekonomiska och geopolitiska risker för Tyskland och EU. Tidigare har Kina upprepade gånger använt sin dominerande marknadsposition för att påverka priser och använda leveranser som ett politiskt verktyg.

Ett välkänt exempel är strypningen av exporten av sydöstra EE-produkter till Japan år 2010 under en territoriell tvist. Nyare händelser, såsom Kinas införande av exportkontroller för vissa sydöstra EE-metaller och magneter i april 2025, har återigen belyst västerländska industriers sårbarhet. Dessa åtgärder ledde till betydande prisökningar på den globala marknaden utanför Kina – dysprosiumoxid kostar till exempel upp till 300 USD per kilogram – och hotade att orsaka produktionsstopp inom den tyska bilindustrin inom fyra till sex veckor, i takt med att lagren snabbt minskade.

Sådana störningar i utbudet eller drastiska prisökningar äventyrar konkurrenskraften hos viktiga tyska industrier, särskilt inom områdena elektromobilitet, förnybar energi och högteknologi, och kan allvarligt hindra uppnåendet av ambitiösa mål för energi- och transportomställningen samt digitalisering. Detta beroende är flerdimensionellt: det påverkar inte bara råvaruutvinningen utan, ännu mer kritiskt, raffinering och produktion av mellanprodukter som permanentmagneter. Även om rå SEE vore tillgänglig från andra källor saknas ofta den nödvändiga bearbetningskapaciteten utanför Kina för att omvandla dem till de erforderliga högrena metallerna eller legeringarna. Detta innebär att enbart diversifiering av gruvproduktionen inte kommer att lösa det centrala beroendet i mittendelen av värdekedjan. Därför är utvecklingen av inhemsk europeisk raffinerings- och bearbetningskapacitet en lika kritisk flaskhals som råvaruutvinningen i sig.

Ekologiska och sociala konsekvenser av global utvinning och bearbetning av SEE

Utvinning och bearbetning av sällsynta jordartsmetaller är förknippat med betydande miljö- och sociala problem, ofta koncentrerade till gruv- och produktionsländerna. Gruvdrift leder ofta till massiv miljöförstöring, inklusive jorderosion, förorening av vattenresurser genom användning av kemikalier (t.ex. syror, alkalier) och tungmetaller, luftföroreningar från damm och giftiga gaser, samt förstörelse av naturliga livsformer och förlust av biologisk mångfald. Vatten- och energiförbrukningen är också mycket hög i dessa processer.

Ett särskilt problem är den frekventa förekomsten av radioaktiva spårämnen som torium och uran i sällsynta jordartsmetaller (REE). Bearbetningen av sällsynta jordartsmetaller genererar avsevärda mängder restprodukter – det uppskattas att produktionen av ett ton sällsynta jordartsmetaller producerar cirka 2 000 ton gråberg och bearbetningsrester, inklusive upp till 1,4 ton radioaktivt avfall. Felaktig lagring av dessa restprodukter, som i fallet med den enorma avfallssjön vid Bayan Obo-gruvan i Kina, leder till långsiktig förorening av mark och grundvatten.

De sociala konsekvenserna i gruvregionerna är också allvarliga. Dessa inkluderar betydande hälsorisker för arbetare och lokalbefolkningen, till exempel från dammexponering (pneumokonios i Baotou) eller kontakt med giftiga ämnen. Förflyttningar av samhällen, markkonflikter och kränkningar av mänskliga rättigheter är vanliga. Korruption och otillräckliga säkerhetsåtgärder är särskilt utbredda i länder med låga miljömässiga och sociala standarder.

Tidigare har Kina accepterat lägre miljöstandarder och ofta tolererat de därmed sammanhängande problemen för att uppnå marknadsdominans. På senare tid finns det tecken på att Kina försöker outsourca de mest miljöskadliga delarna av produktionen till grannländer som Myanmar. Även om denna förskjutning av miljömässiga och sociala kostnader har minskat produktionskostnaderna för västerländska industrier på kort sikt, har den lett till etiska dilemman och en externalisering av de verkliga kostnaderna för sydöstra elproduktionen på lång sikt. En hållbar försörjningsstrategi för Tyskland och Europa måste beakta och internalisera dessa aspekter, snarare än att bara flytta problemen geografiskt. Utvecklingen och implementeringen av inhemsk europeisk utvinnings- och bearbetningskapacitet måste därför genomföras i enlighet med de högsta miljömässiga och sociala standarderna, vilket i sin tur påverkar den ekonomiska lönsamheten för sådana projekt.

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 beroendet

Med tanke på det kritiska beroendet av sällsynta jordartsmetaller och de därmed sammanhängande riskerna är intensiva forsknings- och utvecklingsinsatser (FoU) avgörande för att hitta alternativa lösningar och stärka den långsiktiga försörjningstryggheten för Tyskland och Europa. FoU-verksamheten fokuserar främst på tre områden: substitution och effektivitetsförbättringar, återvinning och cirkulär ekonomi samt utveckling och hållbar utvinning av nya primära och sekundära råvarukällor.

Substitution och effektivitet

Att ersätta sällsynta jordartsmetaller (REE) med andra material eller använda tekniker som inte alls kräver sällsynta jordartsmetaller är en viktig forskningsmetod. Parallellt syftar man till att använda sällsynta jordartsmetaller mer effektivt för att minska det specifika behovet per tillämpningsenhet.

Ersättningsmaterial för magneter

Permanentmagneter, särskilt NdFeB-magneter, är en av de viktigaste tillämpningarna för SEE och en kritisk flaskhals. Forskningen här fokuserar på flera alternativa materialklasser:

• Järnnitridmagneter (FeN): Dessa anses vara ett lovande SEE-fritt alternativ. Det amerikanska företaget Niron Magnetics driver kommersialiseringen av FeN-magneter och bygger en produktionsanläggning i Minnesota, USA, med statlig finansiering. ARPA-E i USA finansierar också forskningsprojekt om FeN-magneter.
• Manganbaserade magneter: Legeringar som mangan-vismut (MnBi) och mangan-aluminium (MnAl) forskas intensivt. Ames Laboratory i USA har utvecklat MnBi-magneter som uppvisar särskilt goda egenskaper vid höga temperaturer och testas redan i motorer i samarbete med industriella partners. Forskningsaktiviteter om MnBi äger också rum i Europa, till exempel vid österrikiska och tyska institut, med fokus på optimerade syntesprocesser som högtryckstorsion (HPT) och termomagnetisk glödgning.
• Högentropilegeringar (HEA): Denna materialklass undersöks också för sin potential för magnetiska tillämpningar, men befinner sig ofta fortfarande i ett tidigt forskningsstadium.
• ”Gapmagneter”: Målet är att utveckla magneter som överbryggar prestanda- och kostnadsgapet mellan billiga ferritmagneter och högpresterande SEE-magneter. MnBi anses vara en potentiell kandidat i detta sammanhang.

Utvecklingen av SEE-fria magneter är en global kapplöpning. Medan USA redan tar konkreta steg mot pilotproduktion och kommersialisering, särskilt med FeN- och MnBi-magneter, måste Europa intensifiera sina ansträngningar för att undvika att hamna på efterkälken tekniskt och för att förhindra ett nytt beroende, denna gång av USA, för SEE-fria magnettekniker.

Alternativa material för katalysatorer

Cerium, ett lätt sällsynt jordartsmetall (REE), spelar en viktig roll i trevägskatalysatorer (TWC) för rening av avgaser från bilar. Forskningen inom detta område fokuserar mindre på att helt ersätta cerium, eftersom det är ett av de vanligaste och billigare REE-metallerna, och mer på att minska användningen av de dyrare och mer kritiska platinagruppmetallerna (PGM) såsom platina, palladium och rodium.

• Metoder inkluderar utveckling av kopparbaserade katalysatorer som avsevärt kan minska PGM-innehållet.
• Forskning för att optimera ceriumoxid-nanopartiklar syftar till att öka deras effektivitet i katalysatorer och därmed potentiellt minska materialanvändningen.
• TU Darmstadt forskar om syreberoendet hos ceriumbaserade fosforer, vilket också kan vara relevant för att förstå ceriumkemi i katalysatorer.

Inom området fordonskatalysatorer är den primära drivkraften för substitutionsforskning mindre tillgången på cerium än kostnaden och kritiska betydelsen av protonpumpar (PGM). Substitutionen av cerium i sig tenderar att vara mindre fokus än till exempel ersättningen av tunga SEE i magneter.

Ersättningsmaterial för fosfor

Europium, terbium och yttrium är avgörande för färgkvaliteten och effektiviteten hos lysdioder och bildskärmar. Forskning söker efter SEE-fria alternativ.

• Kvantprickar (QD): Halvledar-nanokristaller (t.ex. baserade på kadmium, indium, perovskit eller kopparindiumsulfid) kan avge ljus med hög effektivitet i specifika färger och undersöks som ett lovande alternativ till SEE-fosfor i displayer och belysning. Utmaningar inkluderar dock toxiciteten hos vissa QD-material (särskilt kadmiumhaltiga sådana), deras långsiktiga stabilitet under driftsförhållanden och kostnaden för massproduktion.
• Organiska lysdioder (OLED): Dessa är redan en etablerad SEE-fri teknik för bildskärmar, men kontinuerlig materialforskning pågår för att förbättra effektivitet, livslängd och kostnad.
• Nya fosformaterial: Forskning bedrivs på nya oorganiska fosformaterial som antingen helt avstår från kritiska energielement (CEE) eller minskar andelen kritiska CEE. Ofta innebär detta dock att man optimerar befintliga system (t.ex. genom dopning med mindre kritiska element eller förbättrar kvanteffektiviteten) snarare än en fullständig ersättning.

Även om framsteg har gjorts med alternativa fosformaterial som kvantdefinierade färger (QDs), är det fortfarande en betydande utmaning att helt eliminera SEE-baserade fosforer, särskilt i tillämpningar som kräver högsta färgkvalitet och effektivitet. Trenden lutar ofta åt att öka effektiviteten och minska SEE-innehållet snarare än att helt ersätta dem med helt nya material.

Minska SEE-kraven genom materialeffektivitet och designförändringar

Förutom substitution är det en viktig åtgärd att minska det specifika SEE-kravet per tillämpning.

• Som en del av flaggskeppsprojektet ”Kritiska aspekter av sällsynta jordartsmetaller” har Fraunhofer-instituten utvecklat tekniker för att avsevärt minska behovet av neodym och dysprosium i permanentmagneter genom optimerade tillverkningsprocesser (t.ex. tillverkning med nästan färdig form för att undvika materialförluster), alternativa magnetiska material och återvinningsvänlig design av elmotorer – potentiellt till en femtedel av dagens värde.
• Konstruktiva optimeringar av elektriska drivenheter, såsom förbättrad kylning, kan sänka driftstemperaturen och därmed minska behovet av högtemperaturstabiliserande element som dysprosium.
• Generellt sett är utvecklingen av produkter som kräver färre kritiska råvaror från början en viktig aspekt av resurseffektivitet.

Materialeffektivitet och designinnovationer representerar ofta mer pragmatiska och ekonomiskt hållbara lösningar på kort till medellång sikt än fullständig substitution med helt nya material, vars utveckling är långdragen, kostsam och riskabel. Dessa stegvisa förbättringar kan dock sammantaget bidra avsevärt till att minska kritiska egenskaper.

Återvinning och cirkulär ekonomi

Återvinning av sällsynta jordartsmetaller från gamla produkter och produktionsavfall är en annan viktig pelare för att minska importberoendet och bevara primära resurser.

Nuvarande återvinningstekniker och deras ekonomiska lönsamhet

För återvinning av SEE, särskilt från permanentmagneter (t.ex. NdFeB) och batterier, finns det olika tekniska metoder:

• Hydrometallurgiska processer: I denna process extraheras metaller selektivt från en lösning, ofta efter föregående uppslutning av materialen med syror. Detta är en etablerad metod inom malmbearbetning och är i princip tillämpbar på många magnetiska kompositioner.
• Pyrometallurgiska processer: I dessa processer smälts material vid höga temperaturer, vilket gör att SEE kan ackumuleras i slaggen. Dessa processer producerar inte avloppsvatten och har potentiellt färre processteg än hydrometallurgiska vägar.
• Gasfasutvinning och elektrokemiska processer: Dessa är ytterligare metoder för separation och återvinning av SEE.
• Väteförsprödning (vätebearbetning av magnetskrot, HPMS): I denna process exponeras NdFeB-magneter för väte, vilket leder till att de förspröds och sönderfaller till ett pulver. Detta pulver kan sedan användas direkt för att tillverka nya magneter (materialåtervinning) eller för vidare kemisk bearbetning.

Den ekonomiska lönsamheten för återvinning av SEE är dock ofta ett stort hinder. Det beror starkt på nuvarande priser för primär SEE, koncentrationen av värdefulla ämnen (särskilt tung SEE som dysprosium) i avfallsströmmen och kostnaderna för insamling, demontering och bearbetning. För många uttjänta produkter, såsom smartphones, är mängden SEE som används så liten att återvinning ofta inte är lönsamt. Följaktligen ligger återvinningsgraden för SEE i Europa för närvarande i det låga ensiffriga procentintervallet eller till och med lägre.

De största problemen är:

• Låga och ineffektiva insamlingsnivåer: Många produkter som innehåller SEE hamnar inte i officiella återvinningsflöden.
• Komplex demontering: SEE-komponenter är ofta permanent integrerade i produkter och svåra att komma åt. Manuell demontering är tidskrävande och kostsam.
• Heterogena materialflöden: Sammansättningen av elektronikavfall och andra avfallsfraktioner varierar kraftigt, vilket försvårar utvecklingen av standardiserade återvinningsprocesser.
• Höga renhetskrav: För återanvändning i högpresterande applikationer måste den återvunna SEE ofta ha mycket höga renhetsnivåer, vilket ökar bearbetningskostnaden.

Den ekonomiska lönsamheten för återvinning av stål- och elprodukter står inför ett hönan-och-ägget-problem: låga insamlade volymer och tekniskt komplexa, ännu inte helt mogna processer gör återvinning dyr, vilket i sin tur hämmar investeringar i större anläggningar och ytterligare forskning. Utan stordriftsfördelar, tekniska genombrott inom automatisering av demontering och separation, och stödjande regelverk (t.ex. bindande återvinningskvoter, krav på design av återvinningsbara produkter – ”Design för återvinning”) är det fortfarande en stor utmaning att etablera en heltäckande och ekonomiskt lönsam stål- och elprodukter-återvinningsindustri.

Framsteg och utmaningar i byggandet av en europeisk återvinningsinfrastruktur

Trots utmaningarna görs synliga framsteg i byggandet av en europeisk återvinningsinfrastruktur för SEE (stratifierad förnybar energi). Inom ramen för lagen om kritiska råvaror (CRMA) har EU satt det ambitiösa målet att möta minst 25 % av sin årliga efterfrågan på strategiska råvaror genom återvinning senast 2030.

Flera pilotanläggningar och inledande kommersiella initiativ har etablerats eller är i planeringsstadiet i Europa:

• Heraeus Remmoy (Bitterfeld, Tyskland): I maj 2024 tog man Europas största återvinningsanläggning för sällsynta jordartsmetaller i bruk. Anläggningen har en initial bearbetningskapacitet på 600 ton skrotmagneter per år, vilket kan ökas till upp till 1 200 ton på medellång sikt. Tekniken som används förväntas minska koldioxidutsläppen med 80 % jämfört med primär utvinning.
• Carester/Caremag (Lacq, Frankrike): Planerar att bygga en storskalig anläggning för raffinering och återvinning av sällsynta jordartsmetaller (REE), planerad att tas i drift i slutet av 2026. Anläggningen planeras att bearbeta 2 000 ton skrotmagneter och 5 000 ton primära REE-koncentrat per år, med fokus på återvinning av lätta och tunga REE såsom neodym, praseodym, dysprosium och terbium. Projektet har klassificerats som ett strategiskt projekt av Europeiska kommissionen.
• Mkango Resources / HyProMag: Utvecklar återvinningsanläggningar i Storbritannien (via HyProMag Ltd) och planerar en anläggning i Pulawy, Polen (via Mkango Polska), vilket också har erkänts som ett strategiskt EU-projekt. Dessa projekt använder ofta HPMS-processen.
• LIFE INSPIREE (Italien): Ett EU-finansierat projekt som syftar till att återvinna upp till 700 ton SEE (neodym, palladium, dysprosium) årligen från elektroniska magnetavfall i industriell skala. Det långsiktiga målet (år 2040) är en kapacitet på över 20 000 ton per år.

Dessa initiativ visar att ansträngningar görs både på forsknings- och industrinivå för att etablera en cirkulär ekonomi för sällsynta jordartsmetaller och solavfall (REE) i Europa. Att bygga en omfattande, diversifierad och ekonomiskt hållbar europeisk infrastruktur för återvinning av sällsynta jordartsmetaller är dock en långdragen process. Det kräver betydande och kontinuerliga investeringar i teknikutveckling, insamlings- och logistiksystem, och att man övervinner skalningsutmaningar från pilotanläggningar (ofta TRL 6-7) till fullskaliga industriella tillämpningar. Mot denna bakgrund måste de återvinningsmål som EU har satt upp anses vara 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 återvinning och substitution av stål och edelmetaller, med stöd av forskningsinstitutioner och nationella och europeiska finansieringsprogram.

• Fraunhofer-sällskapet: Olika institut gör viktiga bidrag.
  • Fraunhofer-institutet för återvinning och resursstrategi (IWKS) är ledande inom utveckling av återvinningstekniker för NdFeB-magneter. Projekt som FUNMAG (återvinning av magneter för e-mobilitet) och RecyPer (produktion av definierade magnettyper från blandade avfallsmagnetströmmar) utnyttjar och optimerar processer som väteförsprödning (HPMS). Återvinning av magneter från vindkraftverk är också ett viktigt forskningsfokus.
  • Fraunhofer-institutet för gränssnittsteknik och bioteknik (IGB) forskar om biotekniska processer för återvinning av SEE.
  • Det slutförda Fraunhofer-flaggskeppsprojektet ”Kritiska aspekter av sällsynta jordartsmetaller” lade viktiga grunder för substitution, effektivitetsförbättring och återvinning.
• Helmholtz-föreningen:
  • Helmholtz-institutet Freiberg för resursteknologi (HIF) vid HZDR är också mycket aktivt. BioKollekt-projektet utvecklar biotekniska metoder (t.ex. med hjälp av peptider) för selektiv extraktion av metaller, inklusive SEE, från komplexa materialströmmar som elektronikavfall. Renare-projektet (en del av flaggskeppsprojektet H2Giga) undersöker återvinning av kritiska råvaror, inklusive SEE, från elektrolysörer med hjälp av innovativa flotations- och vätske-vätske-partikelextraktionsprocesser.
• EU-finansierade projekt:
  • SUSMAGPRO (avslutat november 2023) var ett banbrytande projekt för att etablera en europeisk återvinningskedja för SEE-magneter. Det demonstrerade framgångsrikt produktion och användning av återvunna magneter i högtalare och elmotorer.
  • REEsilience (pågår till 2026) bygger vidare på resultaten från SUSMAGPRO och syftar till att etablera en motståndskraftig europeisk leveranskedja för SEE-magneter, bland annat genom utveckling av programvaruverktyg för att optimera användningen av sekundära material och förbättrade tekniker för legeringstillverkning och pulverbearbetning.
  • GREENE och HARMONY är nyare EU-projekt som startade 2024. GREENE fokuserar på att minska SEE-innehållet i magneter genom innovativ omdesign av mikrostrukturen. HARMONY syftar till att etablera en pilotåtervinningsslinga för permanentmagneter från olika tillämpningar (vindkraftverk, elmotorer, elektronikavfall).
  • Andra relevanta projekt inkluderar REMANENCE (avslutat, återvinning av NdFeB-magneter), SecREEts (utvinning av SEE från fosfatbergart i gödselmedelsproduktion) och det avslutade EURARE-projektet, som lade grunden för en europeisk SEE-industri och utvärderade europeiska fyndigheter.
• Andra intressenter: Öko-Institutet genomför regelbundet studier och utvecklar strategiska planer för hållbar resurshantering av SEE, där återvinning spelar en central roll.

Forskningslandskapet i Tyskland och Europa är dynamiskt och omfattar hela värdekedjan, från substitution och återvinning till alternativa utvinningsmetoder. En tydlig utveckling är uppenbar, från grundforskning till tillämpningsorienterade pilotprojekt och inledande kommersiella tillvägagångssätt. Nätverksbyggande mellan framstående forskningsinstitutioner och industrin, samt riktad finansiering genom nationella och europeiska program, är avgörande drivkrafter i denna process. Den största utmaningen är dock fortfarande att framgångsrikt överföra forskningsresultat till breda industriella tillämpningar och deras skalning till ekonomiskt hållbara processer (att övervinna innovationens "dödens dal"). Att demonstrera teknisk genomförbarhet på en relevant nivå (höga teknologiska beredskapsnivåer) är lika viktigt som att utveckla hållbara affärsmodeller.

Utveckling och hållbar utvinning av nya resurser

Förutom substitution och återvinning är utvecklingen av nya primära och sekundära råvarukällor en viktig byggsten för att diversifiera utbudet av sydöstra ekonomin.

Potentialen för europeiska sydöstra avlagringar

Europa har geologiskt betydande, men hittills i stort sett outnyttjade, SEE-fyndigheter.

• Sverige: Per Geijer-fyndigheten nära Kiruna, som prospekteras av det statligt ägda gruvbolaget LKAB, anses vara Europas största kända fyndighet och innehåller över 1 miljon ton sällsynta jordartsmetalloxider. LKAB planerar att börja bryta 2027, även om full produktionskapacitet inte förväntas nås förrän om 10–15 år. Malmen vid Per Geijer innehåller cirka 0,2 % sällsynta jordartsmetalloxider (REE) utöver järn och fosfat. En annan viktig svensk fyndighet är Norra Kärr, som är särskilt rik på tunga REE.
• Norge: Karbonatitkomplexet i södra Norge anses vara den potentiellt största fyndigheten av sällsynta jordartsmetaller (REE) i Europa. Uppskattningar tyder på en total REE-fyndighet på 8,8 miljoner ton, varav cirka 1,5 miljoner ton är magnetiskt relevanta. Företaget Rare Earths Norway (REN) utforskar området och anser att gruvdrift är realistisk från och med 2030, vilket potentiellt skulle kunna täcka 10 % av den europeiska efterfrågan.
• Finland: Sokli fosfatgruva i Lappland har också potential för utvinning av SEE som en biprodukt.
• Grönland: Fyndigheter som Kvanefjeld, Kringlerne och Sarfartoq har betydande sydöstra resurser. Utveckling är dock förenad med stora utmaningar, inklusive höga infrastrukturkostnader, extrema klimatförhållanden, brist på kvalificerad arbetskraft och komplexa tillståndsprocesser.
• Andra förekomster: Mindre eller mindre välstuderade förekomster finns även i Tyskland (t.ex. Storkwitz i Sachsen, som anses oekonomiskt, och bayerska leror med låga koncentrationer), Grekland och Spanien.

Utvecklingen av dessa europeiska fyndigheter står dock inför betydande hinder. Dessa inkluderar ofta höga investerings- och driftskostnader jämfört med etablerade producenter som Kina, långa och komplexa tillståndsprocesser (ofta 10–15 år), strikta miljöregler (särskilt gällande radioaktiva spårämnen som torium och uran) och behovet av att få allmänhetens acceptans för gruvprojekt. Även om dessa fyndigheter skulle kunna bidra till diversifiering på lång sikt, erbjuder de inte en kortsiktig lösning på nuvarande beroenden. En överbryggningsstrategi som bygger på återvinning, substitution och diversifiering av befintliga importkällor är därför avgörande.

Utvärdering av utvalda europeiska sydöstra elförrådsfyndigheter – potential, ekonomisk lönsamhet, miljöaspekter, tidslinje

Utvärderingen av utvalda europeiska fyndigheter av sällsynta jordartsmetaller avslöjar varierande utvecklingsstadier och potential. Den svenska Per Geijer/Kiruna-fyndigheten drivs av det statligt ägda LKAB och är för närvarande i prospekteringsfas med en tillståndsansökan pågående. Med uppskattade resurser som överstiger en miljon ton sällsynta jordartsmetaller och en högre andel lätta sällsynta jordartsmetaller, skulle gruvdrift kunna påbörjas redan 2027, även om full produktion inte skulle nås förrän om 10–15 år. Även om fyndigheten är potentiellt ekonomiskt hållbar som en biprodukt från järn- och fosfatbrytning, kräver den betydande investeringar. Utmaningarna inkluderar radioaktiva spår, markanvändning och att få acceptans från den samiska befolkningen.

Det norska karkarbonatitkomplexet utvecklas av Rare Earths Norway och prospekteringen är i avancerad fas. Med uppskattade resurser på 8,8 miljoner ton, inklusive 1,5 miljoner ton magnetisk havsmalm, skulle gruvdrift kunna vara möjlig från och med 2030, vilket potentiellt skulle täcka tio procent av EU:s efterfrågan. Den ekonomiska bedömningen pågår fortfarande och betydande investeringar krävs. Miljöhänsyn inkluderar radioaktivitet från torium och miljöpåverkan från gruvdrift och bearbetning.

Tasman Metals Norra Kärr-projekt i Sverige är rikt på tunga sällsynta jordartsmetaller och genomgår för närvarande tillståndsprocess. Eftersom det är ett långsiktigt projekt med en osäker tidslinje beror dess ekonomiska bärkraft på HSEE-priser och bearbetningsteknik. Miljöregler och markanvändningskonflikter innebär ytterligare utmaningar.

Den finska Sokli-fyndigheten, som ägs av Finnish Minerals Group, erbjuder potential för utsläppssnåla förnybara fosfater (LEE) med betydande utsläppssnåla förnybara fyndigheter (LSEE). Som ett långsiktigt alternativ för biprodukter beror dess ekonomiska lönsamhet på fosfatmarknaden och LEE-utvinningstekniken. Integrering i befintlig gruvdrift och avfallshantering är viktiga överväganden.

Kvanefjeldfyndigheten på Grönland, som tidigare ägdes av GGG och nu av Energy Transition Minerals, innehåller mycket stora reserver av både lätta och tunga sällsynta jordartsmetaller. Projektet är dock politiskt blockerat av ett moratorium på grund av uranets problematiska natur. Höga utvecklingskostnader, brist på infrastruktur, radioaktivitet från uran, samt miljömässiga, sociala och inhemska juridiska frågor gör den långsiktiga utvecklingen osäker.

Forskning om alternativa extraktionsmetoder

Parallellt med utforskningen av konventionella fyndigheter bedrivs intensiv forskning om alternativa sätt att utvinna SEE från sekundära källor och med hjälp av nya metoder.

• Industriavfall som råvarukälla (stads-/industriell gruvdrift):
  • Kols(flyg)aska: I USA har betydande koncentrationer av tunga SEE-ämnen identifierats i kolsax från Powder River Basin. I Storbritannien pågår ett projekt finansierat av Innovate UK (Mormair and Materials Processing Institute, oktober 2024 – augusti 2025) för att utvinna neodym, praseodym och skandium från kolsax med hjälp av en pilotskalig kombination av kemiska loopreaktorer och karboklorering. Extraktion från kolsax med joniska vätskor undersöks också.
  • Röd lera (bauxitrester): Som en biprodukt vid aluminiumproduktion genereras röd lera i stora mängder och innehåller även SEE (särskilt cerium, lantan, neodym och skandium). Det slutförda EU-projektet REDMUD fokuserade på fullständig användning av bauxitrester, inklusive återvinning av SEE. Koncentrationerna är dock ofta låga och utvinningen är komplex.
  • Fosforgips (produktion av gödselmedel): EU-projektet SecREEts har framgångsrikt demonstrerat pilotskalaprocesser för att utvinna SEE (Nd, Pr, Dy) från processflödena vid produktion av fosfatgödselmedel. Denna metod anses vara särskilt hållbar eftersom den är baserad på redan utvunnet material och inte genererar nytt gruvavfall.
• Bioteknologiska processer:
  • Biolakning och biomineralisering: Användningen av specifika mikroorganismer (bakterier, svampar) eller deras metaboliska produkter (t.ex. organiska syror, enzymer, peptider) för selektiv upplösning (biolakning) eller bindning (biosorption, biomineralisering) av metaller från malmer eller avfallsströmmar är ett lovande forskningsområde. Helmholtz-institutet Freiberg (HIF) vid HZDR (BioKollekt-projektet) arbetar till exempel med användningen av peptider för selektiv bindning av sällsynta jordartsmetaller (REE) från elektronikavfall. Vid LMU München undersöks användningen av lantanidberoende bakterier för utvinning av REE från industriavfall och gruvvatten, där bakteriestammen SolV visar lovande resultat. Biolakning av magnetiskt avfall studeras också.
  • Fytomining: Detta innebär att man utnyttjar växter som ackumulerar metaller från jorden. Metallerna kan sedan utvinnas genom att skörda och förbränna växtbiomassan. Denna process är dock fortfarande i ett mycket tidigt forskningsstadium, och dess ekonomiska lönsamhet för jordbaserad förnybar energi (SEE) har ännu inte bevisats.
• Teknikberedskapsnivå (TRL): Många av dessa alternativa utvinningsmetoder befinner sig fortfarande i tidiga forsknings- eller pilotfaser (TRL 3-6). Skalbarhet till industriell skala och ekonomisk konkurrenskraft uppnås ofta ännu inte och kräver ytterligare intensiv forskning och utveckling.

Att utveckla alternativa källor till förnybar energi från avfallsströmmar och använda biotekniska processer är mycket lovande vad gäller hållbarhet och potentiellt lägre miljöpåverkan jämfört med primär gruvdrift. Dessa metoder skulle kunna bidra betydande till den cirkulära ekonomin och minska beroendet av nyutvunna råvaror. Vägen till industriell mognad och ekonomisk lönsamhet för dessa tekniker är dock fortfarande lång och kräver betydande och långsiktiga investeringar i forskning, utveckling och skalning. De representerar därför snarare ett alternativ på medellång till lång sikt.

Utveckling av mer miljövänliga separations- och raffineringsprocesser

Konventionell separation av SEE, mestadels med hjälp av lösningsmedelsextraktion, är en energikrävande process som kräver stora mängder kemikalier (syror, organiska lösningsmedel) och genererar miljöfarligt avfall. Därför är forskning om mer miljövänliga och effektiva separationsmetoder av stor betydelse, inte bara för primära råvaror utan även för återvinning.

• Joniska vätskor (IL) och djupeutektiska lösningsmedel (DES): Dessa forskas intensivt på som "gröna" lösningsmedelsalternativ. De kännetecknas av lågt ångtryck, icke-brandfarlighet och ofta hög selektivitet för vissa metaller. Forskning inom detta område bedrivs bland annat vid universitetet i Rostock. Ett specialnummer av tidskriften Minerals ägnades åt detta ämne under 2023/2024, med starkt europeiskt deltagande.
• Utmaningar och TRL: Trots lovande laboratorieresultat är kostnaden för IL/DES, deras långsiktiga stabilitet under processförhållanden, effektiv lösningsmedelsåtervinning och processskalbarhet fortfarande stora utmaningar. Många av dessa metoder är fortfarande i laboratorie- eller, i bästa fall, pilotskala (TRL ofta < 6). Även om intensiv forskning har bedrivits i åratal har det hittills inte skett några utbredda kommersiella genombrott inom SEE-industrin.

Utvecklingen av nya, mer miljövänliga och kostnadseffektiva separationsprocesser är en avgörande nyckel till att avsevärt förbättra miljöavtrycket för hela värdekedjan för energi från stål och el (från både primära och sekundära källor). Detta är ett kärnområde för teknisk innovation som skulle möjliggöra en verkligt hållbar europeisk försörjning av energi från stål och el. Utan framsteg inom separationsteknik kommer det att förbli svårt att bygga en oberoende europeisk värdekedja, även om primära eller sekundära råvaror fanns tillgängliga.

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

TRL (Technology Readiness Level): 1-3 Grundforskning, 4-6 Validering/demonstration i laboratorie-/relevant miljö, 7-9 Prototyp-/systemdemonstration i en operativ miljö, kommersiell tillämpning.

Det europeiska och tyska forskningslandskapet visar betydande framsteg inom återvinnings- och substitutionstekniker för sällsynta jordartsmetaller, med olika metoder som når olika mognadsnivåer. Inom området magnetsubstitution utvecklas järnnitridmagneter med en teknisk mognadsnivå på 6–8, särskilt i USA genom Niron Magnetics, medan EU-forskning är mindre framträdande. Denna teknik riktar sig till tillämpningar i elmotorer och generatorer men står inför utmaningar i skalning, kostnad och prestandajämförelse med konventionella NdFeB-magneter.

Mangan-vismutmagneter, med en TRL på 4-7, befinner sig i ett tidigt utvecklingsstadium. Förutom Ames Lab i USA bedriver även tyska och österrikiska institutioner som TU Bergakademie Freiberg och Montanuniversität Leoben forskning. De huvudsakliga tillämpningsområdena är industrimotorer och så kallade "gapmagneter", medan syntes av rena faser, termisk stabilitet och skalbarhet representerar de viktigaste utmaningarna.

Inom fosforsubstitution har kvantprickar redan nått en hög mognadsnivå på 7–9 i displayapplikationer, med deltagande av olika företag och forskningsinstitut som Fraunhofer. Trots lovande tillämpningar inom displayer, lysdioder och solceller kvarstår utmaningar gällande toxicitet, stabilitet och effektivitet jämfört med SEE-fosfor. Organiska lysdioder, med en TRL på 9, har redan nått marknadsmognad och är en etablerad industri inom displayer och belysning, men de fortsätter att kämpa med livslängdsproblem för blå lysdioder, samt kostnads- och effektivitetsproblem.

Återvinning av NdFeB-magneter visar på flera lovande metoder. Väteförsprödning i kombination med materialåtervinning har uppnått en TRL på 7-8, med tyska institutioner som Fraunhofer IWKS, tillsammans med internationella partners och EU-projekt som HyProMag och SUSMAGPRO/REESilience, i spetsen. Denna teknik möjliggör direkt återanvändning av NdFeB-magneter för nya magneter men står inför utmaningar när det gäller kvaliteten på återvunna magneter, insamling, demontering och ekonomisk lönsamhet.

Hydrometallurgiska processer med en TRL på 4–7 utvecklas av Fraunhofer, TU Bergakademie Freiberg och företag som Carester, och syftar till att återvinna rena SEE-oxider och metaller. Processernas komplexitet, användningen av kemikalier, kostnader och selektivitetsproblem är fortfarande viktiga utmaningar. Pyrometallurgiska metoder, med en TRL på 4–6, är fortfarande i forskningsfasen och kämpar med energiintensitet, potentiella SEE-förluster och renhetsproblem.

Innovativa biologiska processer som biolakning och biosorption forskas på för e-avfall och industriavfall av institutioner som HZDR, LMU München och Fraunhofer IGB, med en TRL på 3–5. Utmaningarna ligger i selektivitet, kinetik, mikroorganismernas robusthet och ekonomisk skalbarhet.

Alternativa utvinningsmetoder visar också potential. Utvinning från kolflygaska med en TRL på 4–6 bedrivs huvudsakligen i amerikanska och brittiska projekt, medan utvinning från fosfatrester från gödselmedelsproduktion i SecREEts-projektet med partners som Yara och REEtec har uppnått en TRL på 6–7. Båda metoderna kämpar med låga koncentrationer och ekonomisk lönsamhet.

Miljövänliga separationstekniker med joniska vätskor och djupeutektiska lösningsmedel befinner sig fortfarande i ett tidigt forskningsstadium, med en TRL på 3–5. Universitetet i Rostock och olika EU-projekt är involverade inom detta område. Utmaningarna ligger i lösningsmedlens kostnad, deras stabilitet, återvinning och skalbarhet för industriella tillämpningar.

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 mot långsiktig självständighet

För att minska sitt betydande beroende av sällsynta jordartsmetaller, särskilt av Kina, och för att säkerställa långsiktig försörjningstrygghet har Tyskland ett antal strategiska alternativ tillgängliga på nationell och europeisk nivå. Dessa inkluderar politiska beslut, utveckling av motståndskraftiga värdekedjor, intensifiering av internationellt samarbete och riktad stärkande av sitt eget tekniska ledarskap.

Nationell och europeisk politik

Det politiska ramverket är avgörande för att initiera och stödja de nödvändiga omvandlingarna i råvaruförsörjningen.

Tysk råvarustrategi och nationell strategi för cirkulär ekonomi (NKWS)

Den tyska råvarustrategin, senast uppdaterad 2020, syftar till att stödja företag i att säkra en säker och hållbar råvaruförsörjning. Viktiga pelare inkluderar diversifiering av försörjningskällor, främjande av återvinning och materialeffektivitet, stärkande av inhemsk råvaruutvinning (där det är möjligt och praktiskt) och stöd till tyska företag i internationell konkurrens. Strategin betonar särskilt vikten av forskning och utveckling för substitution och effektivare återvinningsprocesser för kritiska råvaror såsom fastsittande och retikulösa (SRE) råvaror.

Den nationella strategin för cirkulär ekonomi (NKWS), som antogs av den tyska federala regeringen i december 2024, fastställer viktiga kompletterande prioriteringar inom detta område. Dess viktigaste mål som är relevanta för den hållbara utvecklingsekonomin (SEE) inkluderar:

• Minskning av förbrukningen av primära råvaror: På lång sikt bör förbrukningen av primära råvaror per capita i Tyskland minskas avsevärt.
• Slutna materialkretslopp: Andelen sekundära råvaror i materialanvändningen bör ökas avsevärt; EU siktar på en fördubbling till 2030, ett mål som NKWS (National Centre for Recycled Materials) antar.
• Stärka råvaruoberoendet: Det uttryckliga målet är att täcka 25 % av efterfrågan på strategiska råvaror som sällsynta jordartsmetaller eller litium genom återvinning senast 2030, vilket är i linje med EU:s lag om kritiska råvaror.

Implementeringen av dessa strategier hittills ses kritiskt. Experter pekar på en klyfta mellan de uttalade målen och deras faktiska genomförande, särskilt när det gäller tillhandahållandet av tillräcklig finansiering, påskyndningen av godkännandeprocesser för inhemska projekt och bristen på investeringar från industrin så länge de globala marknadspriserna för sjöoduglig förnybar energi (SEE) förblir jämförelsevis låga. Bristen på strategiskt tänkande och konkreta, bindande åtgärder kritiseras. Den nationella strategin för förnybar energi (NKWS) är en nyare metod vars effektivitet återstår att bevisa. Det finns en tydlig målkonflikt mellan det långsiktiga behovet av strategisk planering och kortsiktiga ekonomiska överväganden, en konflikt som måste övervinnas genom politisk styrning.

EU:s lag om kritiska råvaror (CRMA)

EU:s lag om kritiska råvaror (CRMA), som trädde i kraft i maj 2024, utgör den centrala europeiska rättsliga ramen för att stärka försörjningstryggheten för kritiska och strategiska råvaror. Dess kärnmål för 2030 är ambitiösa:

• Minst 10 % av EU:s årliga efterfrågan på strategiska råvaror bör komma från inhemsk produktion.
• Minst 40 % bör bearbetas vidare inom EU.
• Minst 25 % bör återvinnas inom EU.
• Beroendet av ett enda tredjeland för en strategisk råvara bör begränsas till högst 65 %.

En viktig del av CRMA är identifiering och främjande av så kallade strategiska projekt. Dessa kan dra nytta av snabbare tillståndsprocesser (högst 27 månader för gruvprojekt, 15 månader för bearbetnings- och återvinningsprojekt) och ekonomiskt stöd. I mars 2025 publicerades en första lista med 47 sådana projekt, främst gällande batteriråvaror, men även inklusive projekt för sällsynta jordartsmetaller (t.ex. gruvprojektet i Kiruna i Sverige och återvinningsinitiativ som Pulawy-projektet i Polen). För genomförande i Tyskland måste nationella kontaktpunkter för dessa projekt utses (deadline: februari 2025), med det federala ministeriet för ekonomi och klimatpolitik (BMWK) och den tyska mineralresursmyndigheten (DERA) i en samordnande roll.

CRMA har fått blandade recensioner. Å ena sidan ses det som ett viktigt och nödvändigt steg mot att hantera resursberoendet. Å andra sidan finns det tvivel om den tekniska och miljömässiga genomförbarheten av de ambitiösa målen, särskilt för sällsynta jordartsmetaller, inom den fastställda tidsramen. De ofta mycket långa tillståndsprocesserna för gruvprojekt (10–15 år) står i skarp kontrast till de tidsfrister som CRMA siktar på. Dessutom kan allmänhetens motstånd mot nya gruv- eller bearbetningsprojekt i Europa bromsa genomförandet. CRMA:s framgång kommer i avgörande grad att bero på dess konsekventa genomförande av medlemsstaterna, mobilisering av betydande privata investeringar och lösning av motstridiga mål, såsom de mellan snabba tillståndsförfaranden och höga miljöstandarder.

Finansieringsprogram och initiativ

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

• Tyskland: Det federala ministeriet för klimatåtgärder, miljö, energi, mobilitet, innovation och teknologi (BMK) och det federala ministeriet för utbildning och forskning (BMBF) erbjuder olika program som inriktar sig på forskning, utveckling och innovation inom områdena kritiska råvaror, resurseffektivitet och cirkulär ekonomi. Dessa inkluderar den nyligen lanserade råvarufonden, STARK-programmet (Strengthening the Dynamics of Transformation and Innovation in the Mining Regions and at Coal-Fired Power Plant Sites) och obundna finansiella lån (UFK-garantier) för att säkra projekt utomlands.
• EU: Program som Horisont Europa, InvestEU och LIFE erbjuder finansieringsmöjligheter för forskning, innovation och implementering av teknik inom områdena substitution, återvinning och hållbar utvinning av sydöstra och västra energikällor. Innovationsfonden kan tillhandahålla finansiering för återvinningskapacitet.
• Initiativ: European Raw Materials Alliance (ERMA) spelar en nyckelroll i att identifiera och främja investeringsprojekt längs hela värdekedjan för sydöstra och östeuropeiska energikällor i Europa. ERMA har satt som mål att 20 % av Europas efterfrågan på sydöstra och östeuropeiska energikällor (SEE) år 2030 ska kunna mötas av EU-odlad produktion, för vilken investeringar på cirka 1,7 miljarder euro har identifierats. Resurseffektivitetsprogram som ProgRess i Tyskland bidrar också till att öka medvetenheten och initiera åtgärder.

Även om det finns ett flertal finansieringsinstrument är deras effektiva samordning, tillgänglighet, särskilt för små och medelstora företag, och tillräckliga ekonomiska resurser i förhållande till utmaningens omfattning avgörande för deras effektivitet. Fragmentering av finansieringslandskapet och byråkratiska hinder kan minska den avsedda effekten och försena den akut nödvändiga snabba kapacitetsuppbyggnaden.

Översikt över EU:s och Tysklands politiska strategier och finansieringsprogram relevanta för sällsynta jordartsmetaller (urval)

Europeiska unionen och Tyskland har utvecklat olika politiska strategier och finansieringsprogram som är särskilt relevanta för sällsynta jordartsmetaller. EU:s lag om kritiska råvaror (CRMA) syftar till att uppnå en inhemsk produktion på 10 procent av de nödvändiga råvarorna senast 2030, en bearbetning på 40 procent inom landet och en återvinning på 25 procent, samtidigt som beroendet av ett enda tredjeland begränsas till maximalt 65 procent. Finansiering ges till strategiska projekt inom områdena gruvdrift, bearbetning och återvinning, samt forskning och innovation.

Den tyska federala regeringens råvarustrategi, som leds av det federala ministeriet för klimatåtgärder, miljö, energi, mobilitet, innovation och teknologi (BMK), fokuserar på diversifiering, återvinning och inhemsk utvinning där det är möjligt, samt forskning och utveckling för substitution. Åtgärder för diversifiering, forskning och utveckling för återvinning och substitution, samt bedömning av inhemsk potential stöds. Den nationella strategin för cirkulär ekonomi från det federala ministeriet för miljö, naturvård, kärnsäkerhet och konsumentskydd (BMUV) och BMWK syftar till att täcka 25 procent av efterfrågan på strategiska råvaror genom återvinning och att minska förbrukningen av primära råvaror. Finansiering ges för utveckling av återvinningskapacitet, design för återvinning samt forskning och utveckling av återvinningstekniker.

Den tyska råvarufonden, ett gemensamt initiativ från det federala ministeriet för ekonomi och energi (BMWi) och den tyska utvecklingsbanken (KfW), syftar till att bidra till en tryggad råvaruförsörjning och minska beroenden genom att stödja projekt för utvinning, bearbetning och återvinning av kritiska och strategiska råvaror både nationellt och internationellt. BMWis STARK-finansieringsprogram stöder omvandlingen av kolgruveregioner och främjar produktion och återvinning av kritiska råvaror för viktiga komponenter.

På europeisk nivå stärker Horisont Europa de vetenskapliga och tekniska grunderna och främjar innovation, särskilt forskning och innovation inom substitution, återvinning, hållbar utvinning och nya material. European Raw Materials Alliance (ERMA), ett gemensamt initiativ från EIT RawMaterials och EU, arbetar för att bygga motståndskraftiga EU-värdekedjor för råvaror och identifierar och stöder investeringsprojekt inom gruvdrift, bearbetning och återvinning av sällsynta jordartsmetaller. Det tyska BMBF:s program "SME Innovative: Resource Efficiency and Circular Economy" stärker forskning och utveckling i små och medelstora företag och främjar effektiv försörjning och användning av kritiska råvaror, innovativa återvinningsprocesser och cirkulära produkter.

Att bygga motståndskraftiga värdekedjor i Tyskland och Europa

Att bygga motståndskraftiga, lokalt producerade värdekedjor för sällsynta jordartsmetaller i Europa är en viktig del i att minska beroendet av Kina. Detta kräver insatser i alla steg, från utvinning och bearbetning av råvaror till tillverkning av slutprodukter och återvinning.

Möjligheter och utmaningar med att bygga upp inhemsk bearbetnings- och raffineringskapacitet

En kritisk flaskhals i det nuvarande europeiska SEE-landskapet är bristen på betydande kapacitet för att separera rå SEE till högrena enskilda oxider och för efterföljande metallproduktion. Även om Europa skulle öka sin produktion av primära eller sekundära råvaror, skulle dessa ofta behöva exporteras till Kina för vidare bearbetning, vilket bara skulle förändra beroendet.

• Nödvändighet: Utvecklingen av europeiska separationsanläggningar och metallurgi är avgörande för att uppnå verklig vertikal integration och strategisk autonomi.
• Exempel på tillvägagångssätt: I Estland driver Neo Performance Materials (Silmet) redan en separationsanläggning, som dock är beroende av importerade koncentrat. I Frankrike finns planer på en anläggning i La Rochelle, och Caremag-projektet i Lacq syftar till integrerad bearbetning och återvinning. Det finns även initiativ i Polen (Pulawy-projektet).
• Ekonomisk lönsamhet: Att bygga sådana anläggningar är extremt kapitalintensivt. Investeringskostnaderna är höga och europeiska producenter skulle behöva konkurrera med etablerade och ofta statligt subventionerade kinesiska företag. Långsiktiga inköpsavtal och stabila priser skulle vara nödvändiga för att stimulera investeringar.
• Teknologiska hinder: Specifik kunskap krävs för de komplexa separationsprocesserna. Dessutom måste miljövänliga och energieffektiva processer utvecklas och skalas upp för att uppfylla höga europeiska miljöstandarder.
• LSEE vs. HSEE: Utvecklingen av bearbetningskapacitet för tung SEE (HSEE) kräver särskild uppmärksamhet, eftersom beroendet av Kina (inklusive bearbetning av råvaror från Myanmar) är nästan 100 % och dessa element är avgörande för högpresterande magneter.

Att bygga en komplett europeisk värdekedja för sydöstra och västra länder är ett generationsprojekt som knappast är genomförbart utan massiv statlig startfinansiering, långsiktiga politiska åtaganden och nära samarbete mellan offentliga och privata aktörer. Att enbart fokusera på inhemsk gruvdrift, utan att samtidigt utveckla bearbetnings-, metallproduktions- och magnettillverkningskapacitet, skulle inte i grunden lösa det strategiska beroendet.

”Design för återvinning” som en långsiktig strategi

En annan viktig långsiktig strategi är att designa produkter som innehåller sällsynta jordartsmetaller i linje med principerna för en cirkulär ekonomi (”Design för återvinning”, DfR).

• Mål: Produkter bör utformas på ett sådant sätt att komponenter som innehåller sällsynta jordartsmetaller (t.ex. magneter i elmotorer) lätt kan identifieras, demonteras och återvinnas efter typ i slutet av produktens livslängd. Detta skulle avsevärt öka effektiviteten och kostnadseffektiviteten vid återvinning.
• Verktyg: Införandet av digitala produktpass, som innehåller detaljerad information om materialsammansättning och demonteringsinstruktioner, ses som ett viktigt verktyg för att skapa den transparens som krävs för effektiv återvinning. Standardiseringsarbete är också relevant här.
• Utmaningar: Att implementera DfR-principer är komplext, särskilt i globaliserade leveranskedjor med olika tillverkare och produktdesigner. Att utveckla och tillämpa bindande standarder är en stor utmaning.

”Design för återvinning” är en viktig, men i sig mycket långsiktig strategi. Dess fulla inverkan på tillgången på sekundära råvaror kommer först att få sin fulla inverkan när produkter som designas idag enligt DfR:s principer når slutet av sin livscykel om 10, 15 eller fler år. På kort sikt kan DfR inte lösa nuvarande försörjningsproblem, men det är oumbärligt för att bygga en hållbar och motståndskraftig cirkulär ekonomi för sekundära råvaror i framtiden.

Internationellt samarbete och diversifiering

Eftersom fullständig självförsörjning av sällsynta jordartsmetaller för Tyskland och Europa är orealistisk på kort till medellång sikt, spelar internationellt samarbete och diversifiering av försörjningskällor en central roll i alla strategier för motståndskraft.

Potential- och hållbarhetsbedömning av råvarupartnerskap

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

• Exempelländer och fokusråvaror:
  • Chile: Fokus på litium och koppar, men även potential för andra mineraler. Samarbetsavtal bekräftades i januari 2023 och juni 2024, med fokus på hållbar gruvdrift och vetenskapligt utbyte.
  • Mongoliet: Partnerskap sedan 2011, strategiskt partnerskap sedan februari 2024. Fokus på koppar och sällsynta jordartsmetaller (neodym, praseodym). Stöd till det tysk-mongoliska universitetet för råvaror och teknologi.
  • Australien: Samarbete inom energi och råvaror sedan 2017, med ökande fokus på klimatskydd och kritiska mineraler. ”Australien-Tyskland Critical Minerals Supply Chains Study” identifierar potential för värdeskapande.
  • Kanada: Strategiskt partnerskap inom området kritiska råvaror.
  • Andra partners: Kazakstan, Ukraina, Grönland, samt olika afrikanska (t.ex. Namibia, Zambia, DR Kongo) och sydamerikanska länder (t.ex. Argentina) är i fokus för EU:s partnerskap för råvaror.
• Partnerskapens mål: Förutom att diversifiera försörjningskällorna är målet också att stödja partnerländer i hållbar råvaruutvinning, främja lokalt värdeskapande (t.ex. genom att bygga upp bearbetningskapacitet) och etablera höga miljömässiga, sociala och styrningsmässiga standarder (ESG).
• Utmaningar och risker: Att implementera sådana partnerskap är komplext. Efterlevnad av ESG-standarder måste säkerställas och greenwashing måste undvikas. Många potentiella partnerländer är politiskt instabila eller uppvisar brister i styrningen. Dessutom finns det intensiv konkurrens, särskilt med Kina, om tillgång till råvaror och inflytande i dessa länder. Att bara flytta beroendet från en dominerande aktör (Kina) till flera potentiellt instabila eller kinesisk-influerade aktörer löser inte helt den grundläggande frågan om motståndskraft. Ett mycket noggrant urval av partners och intelligent utformade avtal är avgörande, vilket skapar genuina win-win-fördelar snarare än att bara driva ensidiga intressen.

Geopolitiska konsekvenser och långsiktig stabilitet

Tillförseln av kritiska råvaror som sällsynta jordartsmetaller har sedan länge blivit ett centralt område för geopolitisk konflikt.

• Instrumentalisering av råvaruförsörjning: Risken att råvaruförsörjning kommer att användas som ett politiskt verktyg i internationella konflikter är verklig och har redan lett till betydande marknadssnedvridningar tidigare.
• Behovet av en sammanhängande europeisk strategi: Med tanke på denna geopolitiska dimension är en enbart ekonomiskt eller teknologiskt driven råvarupolitik otillräcklig. En sammanhängande europeisk utrikeshandels-, säkerhets- och utvecklingspolitik som integrerar råvaruaspekter behövs. Att säkra tillgången på sydöstra energikällor (separat förnybara energiresurser) är därför oupplösligt kopplat till att stärka den europeiska suveräniteten och skapa motståndskraftiga internationella relationer. Detta kräver nära samordning inom EU och med likasinnade internationella partner.

Stärka det tekniska ledarskapet

Utvecklingen och tillämpningen av egna avancerade tekniker inom substitution, återvinning och hållbar utvinning av sällsynta jordartsmetaller ger Tyskland möjlighet att minska sitt beroende och samtidigt frigöra ny ekonomisk potential.

Tysklands innovationspotential inom substitution, återvinning och hållbar utvinning

Tyskland har ett starkt och brett forskningslandskap inom materialvetenskap, kemi och processteknik, både vid universitet och vid icke-universitetsforskningsinstitutioner (t.ex. Fraunhofer-Gesellschaften, Helmholtz-Verband, Leibniz-Verband) samt inom industrin.

• Styrkeområden: Som beskrivs i avsnitt III finns det lovande forskningsmetoder i Tyskland och Europa för utveckling av SEE-fria magneter, effektivare katalysatorer och fosforer, innovativa återvinningsprocesser (t.ex. HPMS, hydrometallurgiska och biotekniska metoder) och för återvinning av SEE från alternativa källor.
• Utmaning med tekniköverföring: En central utmaning är att snabbare och effektivare omsätta utmärkta forskningsresultat till industriella tillämpningar och säljbara produkter (överföringsforskning). Det finns ofta ett gap mellan grundforskning/pilotprojekt och kommersiell skalning.
• Global konkurrens: Tyskland och Europa utkämpar intensiv global konkurrens om tekniskt ledarskap, särskilt med USA och Kina, som också investerar kraftigt inom dessa områden. För att lyckas är riktat och betydande stöd till nyckeltekniker, utveckling av pilotanläggningar och skapandet av ledande marknader för hållbara och innovativa produkter avgörande.

Ekonomisk påverkan av övergången till REE-fria tekniker för viktiga industrier

Övergången till tekniker som kräver färre eller inga sällsynta jordartsmetaller har komplexa ekonomiska konsekvenser:

• Kostnads-nyttoanalys: På kort sikt kan ersättning av SEE vara förknippat med högre kostnader eller potentiella prestandaförluster i vissa tillämpningar. På lång sikt kan dock betydande ekonomiska fördelar uppstå genom att eliminera dyrt och prisvolatilt SEE, minska riskerna i leveranskedjan och öppna upp nya marknader för innovativa produkter.
• Investerings- och anpassningsbehov: Den tyska industrin, särskilt inom nyckelsektorerna fordonstillverkning, förnybar energi och elektronik, står inför betydande investerings- och anpassningsbehov för att ställa om sina produktionsprocesser och produkter till låg- eller nollförnybara energialternativ. Detta påverkar inte bara slutprodukterna utan även hela leveranskedjor.
• Möjligheter för ”First Movers”: Tyska företag som tidigt anammar innovativa, hållbara teknologier som är oberoende av kritiska råvaror kan säkra konkurrensfördelar som ”First Movers” och nå nya, lovande marknader. Detta kräver dock en riskvilja och ett långsiktigt strategiskt fokus.

Övergången till REE-fria eller mer REE-effektiva tekniker är därför inte bara en fråga om försörjningstrygghet, utan också ett strategiskt beslut för den tyska industrins framtida konkurrenskraft på globala framtidsmarknader.

Sammanfattning och rekommendationer för åtgärder för Tyskland

Analysen av frågan om sällsynta jordartsmetaller har belyst Tysklands och Europas djupa beroende av globala, särskilt kinesiska, leveranskedjor och de därmed sammanhängande ekonomiska och geopolitiska riskerna. Samtidigt framträder lovande forskningsmetoder och strategiska alternativ för att minska detta beroende och öka den långsiktiga försörjningstryggheten. Att uppnå större oberoende är dock ett komplext åtagande som kräver en sammanhängande strategi och konsekventa åtgärder från både beslutsfattare och industri.

Bedömning av risker, möjligheter och målkonflikter

Tillgången på sällsynta jordartsmetaller är av största strategiska betydelse för Tyskland, eftersom dessa råvaror är oumbärliga för viktiga teknologier inom energiomställningen, digitalisering och för viktiga industrier som fordonstillverkning. Den nuvarande globala utbudsstrukturen, som domineras av Kina inom både utvinning och i synnerhet bearbetning, innebär betydande risker på grund av prisvolatilitet, flaskhalsar i utbudet och potentiell instrumentalisering av råvaruförsörjning för geopolitiska ändamål. Dessa risker förvärras ytterligare av den stigande globala efterfrågan.

Möjligheterna att minska detta beroende ligger i en mångfacetterad strategi:

• Substitution och effektivitet: Forskning om ersättningsmaterial och SEE-fria tekniker, särskilt för magneter, samt ökad materialeffektivitet, erbjuder potential på medellång till lång sikt för att minska specifika SEE-krav.
• Återvinning och cirkulär ekonomi: Utvecklingen av en europeisk återvinningsinfrastruktur kan ge ett betydande bidrag till tillgången på sekundära råvaror, men står inför tekniska och ekonomiska utmaningar.
• Diversifiering och inhemska källor: Utveckling av nya internationella försörjningskällor genom råvarupartnerskap och potentiell användning av europeiska fyndigheter kan bredda försörjningsbasen, men är förknippade med sina egna risker och långa ledtider.

Att utnyttja dessa möjligheter leder oundvikligen till motstridiga mål:

• Ekonomisk effektivitet kontra försörjningstrygghet: Investeringar i inhemsk utvinning, bearbetning eller avancerad återvinningsteknik är ofta dyrare än import från etablerade, kostnadseffektiva källor, särskilt när de globala marknadspriserna är låga. Kortsiktig kostnadsoptimering står i konflikt med långsiktig strategisk motståndskraft.
• Miljöskydd kontra inhemsk utvinning/bearbetning: Utvinning och bearbetning av havsvatten är miljöintensivt. Att följa höga miljöstandarder i Europa ökar projektkostnaderna och kan leda till problem med allmänhetens acceptans, medan det är etiskt tveksamt att flytta produktionen till länder med lägre standarder.
• Snabbhet kontra noggrannhet: Det akuta behovet av försörjningstrygghet kräver snabba lösningar, medan det tar tid att bygga hållbara och miljövänliga värdekedjor och utveckla ny teknik.

Att uppnå oberoende inom sällsynta jordartsmetaller är inte ett isolerat mål, utan måste beaktas i ett bredare sammanhang med andra strategiska krav, såsom klimatneutralitet, upprätthållande av ekonomisk konkurrenskraft och upprätthållande av globalt ansvar för hållbarhet. Detta kräver en noggrann avvägning av prioriteringar och en vilja att acceptera kortsiktiga kostnader för långsiktiga strategiska fördelar.

Konkreta, prioriterade rekommendationer för åtgärder för beslutsfattare och industri

För att hållbart förbättra Tysklands försörjningstrygghet för sällsynta jordartsmetaller och minska beroendet av enskilda leverantörer behövs en samordnad strategi mellan beslutsfattare och industri. Följande rekommendationer för åtgärder är prioriterade enligt tidskategorier:

Kortsiktiga åtgärder (upp till 2 år)

Intensifierad råvaruövervakning och tidig riskdetektering:

• Stärka kapaciteten hos den tyska mineralresursmyndigheten (DERA) och BMWK för kontinuerlig analys av globala sydöstra marknader, risker i leveranskedjan (inklusive raffinering och mellanprodukter) och geopolitisk utveckling.
• Utveckling av ett system för tidig varning för potentiella leveransavbrott.

Accelerering av godkännandeprocesser för strategiska projekt:

• Konsekvent användning av de påskyndade godkännandeförfarandena som föreskrivs i EU CRMA för strategiskt viktiga återvinnings-, bearbetnings- och potentiellt även utvinningsprojekt i Tyskland och Europa.
• Inrättande och effektiv utrustning av nationella kontaktpunkter (”one-stop-shops”) i enlighet med CRMA.

Bygga strategiska allianser och diversifiera importen:

• Aktivt främjande av företagssamarbeten för gemensam upphandling av redan förädlade SEE eller kritiska mellanprodukter (t.ex. magneter) från diversifierade, företrädesvis värdebaserade källor.
• Granska och, om nödvändigt, upprätta ett strategiskt, tillämpningsinriktat lager för särskilt kritisk SEE eller komponenter tillverkade av det.

Riktad finansiering av pilot- och demonstrationsprojekt:

• Tillhandahållande av riskkapital och finansiering för att skala upp lovande tyska och europeiska forskningsmetoder inom området återvinning av SEE-material (t.ex. automatiserad demontering, effektiva separationstekniker) och substitution (t.ex. SEE-fria magneter) till en branschliknande skala (TRL 6-8).

Medellångsiktiga åtgärder (2–7 år)

Byggnation av kommersiella återvinnings- och bearbetningsanläggningar:

• Skapa incitament och undanröja investeringshinder för byggandet av de första kommersiella anläggningarna för återvinning av SEE-haltiga produkter (särskilt magneter, batterier, elektronikskrot) och för bearbetning av SEE-koncentrat i Tyskland/Europa.
• Detta inkluderar separationen av LSEE och HSEE samt metallproduktion.

Implementering av ”Design för återvinning” och digitala produktpass:

• Utveckling och gradvis införande av bindande standarder för återvinningsvänlig produktdesign för relevanta produktgrupper (t.ex. elmotorer, elektroniska apparater) på EU-nivå.
• Upprättande av digitala produktpass som ger information om materialsammansättning (inklusive SEE-innehåll) och demontering.

Systematisk utvidgning och fördjupning av partnerskap inom råvaror:

• Ingående och implementering av råvarupartnerskap med utvalda länder som besitter sydöstra östeuropeiska fyndigheter. Fokus på efterlevnad av höga ESG-standarder, främjande av lokalt värdeskapande och etablering av pålitliga leveransrelationer.
• Stöd till tyska företags deltagande i hållbara internationella gruv- och bearbetningsprojekt genom instrument för främjande av utrikeshandel (t.ex. UFK-garantier).

Granskning och, vid behov, främjande av inhemska/europeiska primärkällor:

• Genomföra detaljerade genomförbarhets- och miljökonsekvensstudier för de mest lovande europeiska sydöstra energifyndigheterna (t.ex. Kiruna, Fen).
• Om resultaten är positiva och omfattas av de strängaste miljömässiga och sociala kraven, samt säkerställer social acceptans: Riktad finansiering av pilotprojekt för utveckling och bearbetning.

Investeringar i utbildning och fortbildning:

• Utveckling och marknadsföring av studieprogram och utbildningsprogram som kvalificerar specialister för hela värdekedjan inom social- och energibranschen – från geovetenskap till processteknik och materialvetenskap till experter på återvinning.

Långsiktiga åtgärder (7+ år):

Att etablera en robust europeisk cirkulär ekonomi för Sydösteuropa:

• Skapa en fungerande marknad för sekundär förnybar energi genom optimerade infrastrukturer för insamling, sortering och bearbetning, obligatoriska kvoter för återvunnet material (där så är lämpligt) och främja efterfrågan på återvunnet material.

Kontinuerlig FoU-finansiering för banbrytande innovationer:

• Långsiktigt stöd för grundforskning och tillämpad forskning för att utveckla nästa generations ersättningsmaterial och helt SEE-fria tekniker för viktiga tillämpningar.

Skapa ledande marknader för hållbara produkter:

• Användning av offentlig upphandling och andra instrument för att främja produkter som antingen innehåller hållbart anskaffad/återvunnen förnybar energi eller är baserade på förnybarhetsfria alternativ och uppvisar hög resurseffektivitet.

En framgångsrik strategi för att minska beroendet av förnybara energikällor (RES) kräver en smart policymix. Denna måste kombinera marknadsbaserade incitament (t.ex. för investeringar i återvinning och substitution, koldioxidprissättning, vilket indirekt främjar materialeffektivitet), tydliga och tillförlitliga regelkrav (t.ex. återvinningskvoter, ekodesignkrav, transparensskyldigheter) och direkt statligt stöd (särskilt för FoU, pilotanläggningar och strategiska projekt med hög risk eller långa återbetalningstider). Att lämna ensamt ansvar till företagen, vilket ofta har varit praxis tidigare, kommer inte att vara tillräckligt för att åstadkomma den nödvändiga omvandlingen, med tanke på den specifika marknadsstrukturen (oligopol, statliga aktörer), de höga investeringsriskerna och den geopolitiska dimensionen av RES-frågan.

Långsiktig vision för en hållbar och motståndskraftig försörjning av kritiska råvaror till Tyskland

Tysklands långsiktiga vision bör inte bara syfta till att avsevärt minska sitt beroende av enskilda länder som levererar sällsynta jordartsmetaller, utan också till att ta en banbrytande roll i utvecklingen och tillämpningen av hållbara råmaterialtekniker och modeller för cirkulära ekonomin. Detta innebär:

Diversifierade och motståndskraftiga leveranskedjor

Tyskland köper in kritiska råvaror från olika källor, där råvarupartnerskap på lika villkor och i enlighet med de högsta hållbarhetsstandarderna spelar en central roll.

Starkt europeiskt värdeskapande

En betydande andel av efterfrågan på SEE och produkter tillverkade av det (särskilt magneter) utvinns, bearbetas och återvinns inom Europa, med stöd av konkurrenskraftig och miljövänlig teknik.

Innovationsledarskap

Tyska företag och forskningsinstitutioner är ledande inom utveckling och kommersialisering av substitutionstekniker, högeffektiva återvinningsprocesser och resursbesparande produktdesign.

Etablerad cirkulär ekonomi

Sällsynta jordartsmetaller och andra kritiska råmaterial återvinns systematiskt i slutna kretslopp, vilket minimerar behovet av primära råvaror och minskar miljöpåverkan.

Strategisk framsynthet

Tyskland har mekanismer för tidig upptäckt av förändrade råvarubehov och potentiella försörjningsrisker och kan flexibelt anpassa sina strategier.

Oberoende inom sektorn för sällsynta jordartsmetaller är inte ett statiskt sluttillstånd, utan en kontinuerlig process av riskminimering, teknisk anpassning och strategisk positionering i en dynamiskt föränderlig global miljö. Långsiktig motståndskraft kräver därför inte bara engångsinsatser, utan även fortsatt politisk prioritering, hållbara investeringar och förmågan att reagera på nya utmaningar och möjligheter som ett lärande system. Vägen till detta mål är krävande, men avgörande för Tysklands framtida livskraft som industriort och för att uppnå sina miljömässiga och sociala mål.

☑ 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

 

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