Teksasas siūlo labai reikalingo tiekimo grandinės kapitalinio remonto modelį

Emily Pickrell, UH energetikos mokslininkė

Puslaidininkiniai lustai nuolat mažėja, tačiau pakankamai didelė jų tiekimo krizė buvo pakankamai didelė, kad kiltų klausimų apie būsimą Amerikos ekologiškumą. 

Lustai vaidina pagrindinį vaidmenį visame kame – nuo ​​kompiuterių iki išmaniųjų telefonų, tačiau jie taip pat yra labai svarbūs technologijose, kurios turėtų pakeisti iškastinio kuro žinias, ypač elektromobilius ir saulės bei vėjo jėgaines.

Pasaulinėms tiekimo grandinėms siaučiant – dėl problemų Kinijoje ir Covid pandemijos – pabrėžė mūsų vidaus tiekimo grandinės netinkamumą. Vienas iš didžiausių ribojančių veiksnių gaminant savo lustus?

Reikalingos retųjų žemių medžiagos.

Retųjų žemių elementai yra pavadinimai iš karto iš vidurinės mokyklos chemijos diagramos – atominiai skaičiai nuo 57 iki 71 (lantanidai), taip pat skandis ir itris.

Šie elementai turi laidžias arba magnetines savybes, idealiai tinka įvairiems aukštųjų technologijų gaminiams, įskaitant puslaidininkius.

Pastaraisiais metais JAV importavo didžiąją dalį retųjų žemių elementų arba REE – 80 % jų yra iš Kinijos. Didžioji dalis mikroprocesorių lustų gamybos buvo iš esmės perkelta į pigesnes vietas užsienyje, ypač Azijoje. REE visame pasaulyje nėra mažai, tačiau jas sunku išgauti. Taip yra todėl, kad jų rūdos greitai oksiduojasi. Kasybos sunkumai taip pat reiškia, kad šios kasyklos dažnai sukelia didelę vandens ir dirvožemio taršą.

Greitai artėjant 2020 m., o kompiuterių ir mikroschemų paklausos šuolis, kurį lėmė tiekimo sutrikimai ir staigus namų biurų skaičiaus padidėjimas, sukrėtė puslaidininkių tiekimo grandinę.

Dėl padidėjusio visų naujų transporto priemonių kompiuterizavimo automobilių sektorius tapo pažeidžiamas dėl šių tiekimo grandinės problemų. Trūkumas praėjusiais metais padarė sumaištį automobilių pramonėje: „Ford“, „Jaguar Land Rover“, „Volkswagen“, „General Motors“, „Nissan“, „Daimler“, BMW ir „Renault“ uždarė gamyklas arba sumažino gamybą dėl to, kad lustai nepasiekiami.

Ir trūkumas gali lengvai pablogėti. Bideno administracija užsibrėžė tikslą iki 50 m. parduoti 2030 % elektromobilių. Elektrinėse transporto priemonėse, tiek hibridinėse, tiek akumuliatorinėse transporto priemonėse, reikia REE, kad būtų galima naudoti šiose transporto priemonėse reikalingus elektros variklius. Norint pasiekti šiuos elektromobilių pardavimo tikslus, tikriausiai reikės stiprios vietinės REE tiekimo grandinės, ypač jei šalis ketina ekonomiškai gauti naudos iš visų ekologiškų investicijų. 

Tačiau retųjų žemių medžiagų gausa tokiose vietose kaip Vietnamas, Rusija, Australija ir Brazilija nereiškia, kad JAV neturi pakankamai savo išteklių – toli gražu ne. Teksasas, Kalifornija, Minesota, Vajomingas ir Aliaska turi daug retųjų žemių mineralų.

Dar prieš šią aštrią krizę tiek Trumpo, tiek Bideno administracijos savo kampanijas rėmė pažadais atgaivinti vidaus gamybą ir daugiausia dėmesio skyrė būtinybei kurti šias tiekimo grandines.

Prezidento Trumpo 2020 m. vykdomajame įsakyme, kuriuo kasybos pramonėje paskelbta nacionalinė nepaprastoji padėtis, vyriausybė išleidžia iki 1.75 mlrd. USD retųjų žemių elementams amunicijos ir raketų ir 350 mln. USD mikroelektronikai.

Bideno administracija rėmėsi šia tiekimo grandinės plėtra, skatindama svarbiausių retųjų žemių mineralų gamybą infrastruktūros teisės aktuose.

Kitas klausimas, ar JAV gali tai padaryti ir kaip greitai patenkinti numatomą paklausos šuolį.

Pasak Rice universiteto Beikerio instituto energetikos, mineralų ir medžiagų bendradarbės Michelle Michot Foss, 15–XNUMX metų yra labiau pagrįstas laikas tradiciniams kasybos ir metalo projektams pradėti veikti. Fossas praėjusiais metais prieš Kongresą paliudijo tiekimo grandinės sumetimais dėl transporto dekarbonizavimo.

„Dėl požeminės kasybos, kuri yra daug brangesnė, kas žino, kiek tai užtruks“, - sakė Fossas. „Įvairiose vietose – įskaitant JAV ir Kanadą – yra projektų, kurie dar neišvydo dienos šviesos ir tęsiasi 15–20 metų. Nikelis, platina/paladis, retieji žemės metalai – tai tikrai kieta. 

Tuo tarpu Teksasas bando parodyti savo pavyzdį, parodydamas, kaip gali veikti retųjų žemių tiekimo grandinės plėtra.

Jos valstybės pareigūnai pritarė idėjai, kad tokios tiekimo grandinės plėtra būtų prioritetinė tiek vyriausybės, tiek privačių subjektų atžvilgiu.

„Tai yra vis didėjančio susidomėjimo Teksase, kuris yra energijos gamybos lyderis, problema“, – sakė Teksaso verslo asociacijos generalinis direktorius Glennas Hameris. „Išsaugoti tą nepriklausomybę reiškia užtikrinti tinkamas tiekimo grandines tiek šalies viduje, tiek per savo draugus tarptautiniu mastu.

2021 m. lapkričio mėn. ataskaitoje valstybė išdėstė konkrečius planus agresyviai plėtoti retųjų žemių telkinius. 

Ir valstybė turi atributų planą įgyvendinti. Santykinai kasybai palankios taisyklės, gera infrastruktūra ir mokesčių lengvatos jau padėjo paskatinti tokias įmones kaip JAV retosios žemės steigti parduotuvę. JAV retųjų žemių gamykla planuoja iki 950 m. pradėti kasti tam tikras retųjų žemių medžiagas 2023 akrų valstybei priklausančiame Siera Blankos mieste Vakarų Teksase. Bendrovė planuoja retųjų žemių metalus apdoroti vietoje ir tikisi, kad kasykla pagamins 16 ar 17 retųjų žemių elementų. (Šiuo metu San Bernardine, Kalifornijoje, yra tik viena kita buitinė kasykla.)

Teksasas taip pat bando įkurti reikalingas retųjų žemių perdirbimo vietas – kasybos pramonės segmentą, kuriame šiuo metu dominuoja Kinija. Viena iš tokių Teksase įsikūrusių įmonių „Blue Line“ gavo federalinį finansavimą retųjų žemių atskyrimo įrenginiui Hondo mieste, Teksase. Retųjų žemių mineralai bus gauti iš Australijos partnerio Lynas Rare Earths Ltd.

„Lone Star“ valstijoje taip pat yra vienas iš pirmųjų retųjų žemių elementų perdirbimo iš elektroninių atliekų įrenginių – San Marcos mieste įsikūrusi „Urban Mining Co“. Bendrovė turi Gynybos departamento sutartį dėl nedidelės bandomosios programos, kuria siekiama surinkti tinkamų retųjų žemių derlių. elementai.

Teksasas tikisi, kad darydamas gera pasiseks gerai. Ji tiki, kad tai pritrauks daugiau įmonių, turinčių gamybos linijų, kurioms reikalingos šios retųjų žemių savybės, ir tuo bus geriau sukurti daugiau darbo vietų ir augti ekonomika.

Atrodo, kad dalis to jau vyksta.

„Samsung“ paskelbė apie planus investuoti 17 milijardų dolerių į Teksaso lustų gamyklą lapkritį, nurodydama infrastruktūrą kaip vieną iš šios vietos priežasčių. „Tesla“ oficialiai paskelbė apie savo planus perkelti savo būstinę į Teksasą spalį. Ji planuoja 1 milijardo dolerių investicijas, nes toliau plės elektromobilių gamybą valstybėje.

Akivaizdu, kad šios besiformuojančios Teksaso tiekimo grandinės beveik nepakanka, kad patenkintų augančią JAV lustų ir jiems reikalingų REE paklausą. Vis dėlto tai yra džiuginantis ženklas, kad galime pabusti iš kliedesio, kad pagrindinių gamybos procesų perkėlimas į užsienį neturi pasekmių.

„Tai svyruojanti pažanga, bet bent jau ji kažkur krypsta“, – sakė Margaret Kidd, Hiustono universiteto Tiekimo grandinės ir logistikos technologijų programos direktorė. „Teksasas neišspręs visos mūsų šalies traškučių tiekimo grandinės problemų, tačiau tai yra teigiamas žingsnis.

Skaičiuojant, kad iki 25 m. Bideno ekologiškos ekonomikos pasiekti prireiks 2050 kartus daugiau retųjų žemių metalų tiekimo dabar, tai negali įvykti per anksti.

Emily Pickrell yra veteranas energetikos žurnalistas, turintis daugiau nei 12 metų patirtį, apimančią viską, pradedant naftos telkiniais, baigiant pramonine vandens politika ir baigiant naujausiais Meksikos klimato kaitos įstatymais. Emily pranešė apie energetikos klausimus iš visų JAV, Meksikos ir Jungtinės Karalystės. Prieš žurnalistiką Emily dirbo politikos analitiku JAV vyriausybės atskaitomybės biure ir tarptautinės pagalbos organizacijos CARE auditoriumi. 

„UH Energy“ yra Hiustono universiteto energetikos švietimo, tyrimų ir technologijų inkubacinis centras, kurio tikslas - formuoti energijos ateitį ir kurti naujus verslo metodus energetikos pramonėje.