《现在是防止关键材料短缺的时候了》

  • 来源专题:关键原材料领域知识服务平台
  • 发布时间:2023-03-24
  • 兰德公司最近的一项研究以稀土为例,研究了美国可以做些什么来打破其在关键但难以采购的材料方面对中国的依赖。它发现,现有的市场多元化计划可能走得不够远、不够快——而且时间不多了。

    稀土和锂等其他关键材料被称为未来创新的基石。有些可用于制造微小但强大的磁铁,为下一代电动汽车提供动力所需的那种。其他的可以承受极端温度、强化金属、抛光玻璃或用作化学催化剂;锂是可充电电池的关键成分。稀土并不稀有——事实上,有些比铅或铜更常见——但它们很难开采也很难分离。

    近年,美国国防部增加了稀土、锂和其他关键材料的库存。联邦政府去年宣布,它将投资数十亿美元来支持美国电池行业,并再投资数千万美元来建设分离和加工稀土的能力。

    但是,就目前而言,几乎所有从美国地下开采出来的稀土矿石最终仍会在中国加工成可用的粉末和金属。中国还加工了世界上大部分的锂离子电池材料。它制造和销售电动汽车、风力涡轮机和战斗机所需的 92% 的稀土磁体。

    兰德公司的研究团队列出了美国可以采取的两条途径来削弱这种市场主导地位给中国带来的影响力。

    它可以尝试彻底打破中国对市场的控制。这意味着要在国内外投资寻找、开采和提炼稀土和其他重要材料的新矿床。据认为,全世界约有 1.2 亿吨稀土储量。就在今年,瑞典宣布在其遥远的北部发现了潜在的 100 万吨矿藏。它将这一发现描述为中国市场主导地位终结的开始,说明了依赖盟友、合作伙伴和其他国家的重要性。但与此同时,美国也应该为供应中断的可能性做好准备——也许是因为与中国的外交关系破裂,但也可能是因为像 COVID-19 这样的意外冲击。这将意味着增加公司在没有中国投入的情况下能够生存的时间——例如通过库存——并减少他们之后恢复和运营所需的时间。

    这些选择都不便宜或容易。启动一个新的矿山和加工设施可能需要花费 10 亿美元和十多年的时间。科学家们已经开发出更加环保的方法来分离和处理稀土,但仍然存在需要解决的影响。虽然中国拥有整个实验室专门用于稀土开采和加工,但美国现在只有少数真正专注于稀土的科学家。

    “这些材料已成为我们日常生活中不可或缺的一部分,”兰德公司的副物理科学家乔纳森·布罗斯默 (Jonathan Brosmer)说。“美国决策者确实需要找到方法来激励国内或伙伴国家的能力以满足我们未来的需求。”

    加工稀土和其他关键材料——而不仅仅是将它们从地下开采出来——才是真正的瓶颈。研究人员发现,如果到 2025 年,中国以外拟建的每个加工厂都能以某种方式上线,它们每年可以生产约 134,000 吨可用的稀土材料。到2025年,中国以外的预计需求量:140,000 吨且增长迅速。

    中国境外稀土氧化物 (REO) 和 REO 加工的预计需求

    鉴于这一不足,一些更有创意的解决方案开始受到关注。例如,国防部已投资于从旧电子产品中回收关键材料。不过,就目前而言,这仍然是一个困难且昂贵的选择。一些科学家也开始在海底寻找可能的解决方案。据认为,马铃薯大小的岩石结核含有钴、锰和其他重要物质。但时间是这里的敌人。政策制定者今天需要进行可能在未来十年或更长时间内不会产生结果的投资。这只强调了优先选择选项并尽早投资于滞后时间最长的选项的紧迫性。

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