Waarom de VS het Chinese monopolie op zeldzame aardmetalen niet kunnen doorbreken - deel 3

(Noot van de redactie:dit is de laatste van een driedelige serie. Lees deel 1 en deel 2.)

In eerdere berichten heb ik de achtergrond geschetst die leidde tot het huidige Chinese monopolie op de markt voor zeldzame aardelementen (REE), en waarom de heersende overtuigingen in de VS dat particuliere investeringen en opening van nieuwe binnenlandse mijnen; laag REE-verdedigingsgebruik; en individuele ontwikkeling van metaal, technologie of afgewerkte goederen kan het probleem niet oplossen. Een verdere illustratie van deze afhankelijkheidsnoodsituatie is te zien in recente rapporten over Lockheed Martin die geconfronteerd wordt met Chinese sancties, die waarschijnlijk de levering van REE's die cruciaal zijn voor geavanceerde wapenproductie zullen beperken.

In dit artikel schets ik de stappen die nodig zijn voor het ontwikkelen van een onderzoeks- en ontwikkelingspartnerschap tussen de particuliere sector, de overheid en de academische wereld, om de controle over de REE-toeleveringsketen uit China te krijgen.

De VS moeten de REE-hulpbron holistisch behandelen, als een nationaal economisch en veiligheidsprobleem. Het moet, op basis van nationaal beleid, een REE-toeleveringsketen ontwikkelen, te beginnen met grondstoffen, inkoop, raffinage, distributie, fabricage en recycling. Downstreamgebruikers van deze grondstoffen en legeringen, waaronder fabrikanten van componenten, moeten deel uitmaken van de keten. En het moet worden bereikt door een door de overheid geleide inspanning. Senaat Bill S. 2093, geïntroduceerd op 11 juli 2019, voor de oprichting van een thoriumhoudende coöperatie voor zeldzame aarderaffinaderijen, is een goede eerste stap.

De belangrijke componenten van deze toeleveringsketen worden hieronder beschreven.

Materiaalverkenning. Maak van REE's een bijproduct van andere mijnbouwactiviteiten, zoals fosfaten en ijzererts. De investeringskosten voor REE-mijnbouw zijn veel lager, en alleen voor stroomafwaartse zuivering. De U.S. Geological Survey heeft geleidende uitgebreide chemische analyses van 23 sedimentaire fosfaatafzettingen (fosforieten) in de VS, met resultaten die aanzienlijk verrijkte REE's in deze ertsen aantonen. Fosforiet is 's werelds belangrijkste bron van fosformeststof. REE's kunnen dus een bijproduct zijn van de kunstmestindustrie. De investeringskosten van REE's met toegevoegde waarde zullen aanzienlijk lager zijn, aangezien de primaire processen voor mijnbouw en initiële herstel al bestaan.

Coöperaties gericht op REE's als nationaal veiligheids- en economisch beleid moeten worden opgericht om de bijproductgrondstoffen van de kunstmestindustrie te benutten. Dit concept moet ook worden onderzocht voor andere mijnbouwgebieden, zoals ijzererts.

Uitwisselingen. Als verlengstuk van de coöperatie zouden elektronische koop-verkoopbeurzen moeten worden opgezet voor handelstransacties tussen leden en niet-leden. Deze uitwisselingen moeten voortbouwen op bestaande concepten die bijvoorbeeld worden gebruikt bij de uitwisseling van gezondheidsinformatie. Een voordeel van de uitwisseling is het creëren van mogelijkheden voor het volgen van vraag en aanbod, terwijl in tijden van crisis wordt afgewogen tegen nationale behoeften en materiaaltoewijzing.

Vervangingen en vervangende technologieën. Een nationaal initiatief onder auspiciën van DARPA, de National Science Foundation of vergelijkbare overheids- of defensie-instanties moet worden gecharterd om intensief de mogelijkheden voor materiële en technologische vervangingen voor REE's te onderzoeken. Waar geen directe vervanging van elementen beschikbaar is, moeten systemische vervangingen worden onderzocht. Een idee is om rekening te houden met het aandeel van REE's in toepassingen, en gericht te zijn op toepassingen met een hoog percentage. Neodymium wordt bijvoorbeeld gebruikt in ongeveer 69% van de permanente magneten en cerium in 90% van de autokatalysatoren. Wat voor soort vervangers zijn mogelijk en hoe kunnen vervangende technologieën worden gebruikt om REE's waar mogelijk uit de toeleveringsketen te verwijderen? Dit zijn vragen die beter kunnen worden beantwoord door aanhoudende inspanningen van de overheid en O&O, door middel van geschikte instanties en financiering. Gezien de huidige toestand van de REE-industrie, is het hoogst onwaarschijnlijk dat particuliere industrieën dit soort onderzoek zullen leiden. Zodra de waarde ervan echter is bewezen, zullen ze zich waarschijnlijk aansluiten.

De VS moeten de uitgebreide ontwikkeling van REE-programma's actief aanmoedigen, zowel door onderzoek als door onderwijs, aan hun universiteiten. Momenteel bieden slechts enkele instellingen specifieke REE-onderwijsprogramma's aan en de gerelateerde O&O-activiteiten zijn minimaal. Gezamenlijke steun voor innovatie op het gebied van mijnbouwtechnieken en -technologie moet worden aangemoedigd door samenwerkende partnerschappen tussen de overheid, de academische wereld en de industrie, met als doel het verbeteren van zowel de industrie als het onderwijs op het niveau van afgestudeerden, niet-gegradueerden en gemeenschapscolleges. Universitaire faculteiten en afdelingen moeten worden aangemoedigd om grensverleggend onderzoek te doen, het vermogen van het land te versterken om aan de toekomstige vraag naar ingenieurs in de toeleveringsketen van mineralen te voldoen en om te gaan met de pensionering van faculteiten.

Hernieuwbare energiebronnen en EV-impact. Er wordt vaak gezegd dat REE's onmisbaar zijn voor hoogtechnologische producten en hernieuwbare energiebronnen. Het werkelijke aandeel van technologieën waarvoor REE's nodig zijn, is echter niet duidelijk gedocumenteerd. Hoe kan bijvoorbeeld asynchrone windtechnologie zonder REE's worden uitgebreid? Of, met de groeiende populariteit van elektrische voertuigen, hoe zal de afnemende behoefte aan cerium voor katalysatoren worden afgewogen tegen de toegenomen behoefte aan EV-batterijen? Een analyse van materiaalvereisten, gebaseerd op nieuwe technologie, markttrends en vervangende capaciteiten, kan enorm helpen bij het beperken van de vraag naar REE's.

Strategisch voorraad- en voorraadbeheer . Net als bij de nationale aardolievoorraad, zouden de VS een nationaal REE-voorraadprogramma moeten ontwikkelen. Dit kan in samenwerking met het uitwisselingskader. Nogmaals, het moet worden benadrukt dat dit een prioriteit is voor de nationale veiligheid en het economisch beleid, en dat er geen plaats mag zijn voor ideologie of partijdigheid.

Delen van cruciale competenties. Een integraal onderdeel van het samenwerkingskader is een expliciete vereiste voor het delen van kennis en kritische competenties tussen leden. Een EV-maker moet bijvoorbeeld kunnen samenwerken met de batterijleverancier.

Governance. Het beheer van de toeleveringsketen, hoewel verspreid over meerdere componenten, moet worden aangestuurd door een algemene nationale structuur.

Omdat bij de bovenstaande elementen veel belanghebbenden betrokken zijn, moet een bestuurs- en managementstructuur worden gecreëerd om de gemeenschappelijke doelstelling van de belanghebbenden, namelijk het creëren van een nationale REE-toeleveringsketen, te waarborgen. Dit is een beter alternatief dan te vertrouwen op Pentagon-onderscheidingen voor de opening van individuele mijnen of soortgelijke afzonderlijke initiatieven. Wat nodig is, is de volledige macht van dit land - de overheid, de particuliere sector en de universiteiten - gericht op het bereiken van REE-onafhankelijkheid.

Shubho Chatterjee is een digitale transformatie, strategie, technologie en operations executive.