Редкоземельные металлы: будущие вызовы и стратегии устойчивости

За последние несколько десятилетий новые технологии открыли беспрецедентные возможности для бизнеса, одновременно вводя новые вызовы. По мере того как разработчики приложений продолжают инновировать, следующая волна прорывов растет в влиянии и мощи. Хотя долгосрочные последствия остаются неопределенными, компании должны предвидеть, как эти инновации превратят их отрасли.

Один из надвигающихся рисков — истощение ограниченных ресурсов планеты, в частности редкоземельных металлов. Повторяющаяся тревога об истощении ресурсов поднимает критический вопрос: стоит ли беспокоиться и какие альтернативы можно искать?

«Большинство наших самых популярных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки и наушники, зависят от множества материалов.»

Эксперты по природным ресурсам часто утверждают, что многие товары, которые мы используем ежедневно, никогда не будут действительно исчерпаны. Однако этот оптимизм вводит в заблуждение. Смартфоны, ноутбуки, хирургические припасы и бесчисленные другие устройства содержат более шестидесяти различных компонентов только в своих батареях. «Большинство этих элементов встречаются в малых количествах, миллиграмм или меньше», объясняет Армин Реллер, химик Огсбургского университета и председатель Стратегии ресурсов. «Но они критичны для работы устройства». К ним относятся обычные минералы вроде железа, алюминия и меди, а также менее известные «редкоземельные» элементы, определяющие производительность в смартфонах, электромобилях, ветряках и многом другом.

Китай поставляет примерно 90 % мировых редкоземельных металлов, и его известные залежи прогнозируется исчерпать в течение 15–20 лет. Аналогичные прогнозы предполагают, что при сохранении спроса индий, платина и серебро могут исчерпаться всего за десять лет, а алюминий — примерно через 80 лет.

Золото, платина, родий ителлур входят в число самых редких элементов планеты как по распространенности, так и по экономической ценности. Томас Градел, директор Центра промышленной экологии Йеля, предостерегает, что полное истощение ресурсов вроде платины или серебра «почти наверняка никогда не произойдет на самом деле». Он отмечает, что история никогда не показывала полного истощения природного ресурса.

Оценка риска «сгорания ресурсов» сложна. Доказательство отрицания — такого как утверждение, что больше не существует залежей серебра — практически невозможно без исчерпывающей глобальной разведки. Более реалистичный взгляд признает, что по мере истощения запасов цена конечных металлов-скрапа взлетает вверх, делая дальнейшее производство непрогнозным. Лоуренс Мейнерт из Программы минеральных ресурсов USGS отмечает, что «рыночные силы корректируются, затраты смещаются, и потребители адаптируют свои потребности». Следовательно, спрос может опережать предложение, вынуждая переход к альтернативным материалам.

Прекращение добычи криолита в 1980-х годах иллюстрирует эту динамику. Как только оставшиеся залежи стали слишком дорогими для добычи, индустрия переключилась на универсальные заменители. Дефицит, следовательно, не только о физическом изобилии, но и об экономике добычи и драйверах спроса. Минат (2010) утверждает, что воспринимаемая ценность минерала зависит как от его труднодобываемости, так и от рыночного спроса.

Индий, ключевой компонент экранов планшетов, в основном побочный продукт добычи цинка. Поскольку выделенных индийских рудников нет — его ограниченное количество и низкая эффективность добычи — флуктуации на рынке цинка напрямую влияют на цены на индий. Если автопроизводители сменят сталь на алюминий, спрос на цинк может упасть, снижая стоимость индия, иллюстрируя взаимосвязанность товарных рынков.

Немецкий термин «Gewürzmetall» — буквально «специя-металл» — описывает элементы, которые, как щепотка корицы, необходимы, но составляют лишь крошечную долю массы устройства. Палладий, например, составляет всего 0,015 % веса мобильного телефона, но отрасль потребляет около 15 тонн в год.

Исторический оптимизм насчет поиска заменителей для исчерпанных металлов все более ошибочен. Недавний анализ Граделя 62 металлов показал, что у 12 не было жизнеспособных заменителей для их основных применений, а у большинства остальных металлов нет заменителей во многих приложениях. Разработка альтернатив часто снижает эффективность, замедляя машины или ослабляя двигатели, что неприемлемо для высокопроизводительных устройств. Следовательно, R&D команды должны проактивно исследовать устойчивые материалы и проектировать продукты, опирающиеся на более обильные элементы.

Ответственная переработка — еще один критический рычаг. В 2009 году уровни переработки в США составляли только 25 % для старых телевизоров и ноутбуков и 8 % для мобильных телефонов. Потеря золота, платины и других ценных металлов из утилизированной электроники представляет значительную потерю времени и денег. Хотя переработка одна не может решить проблему дефицита, крупномасштабный, технологически обеспеченный сбор и повторное использование могут продлить срок службы существенных компонентов на столетия.

В конечном счете, ни один металл не настолько реален, чтобы его исчезновение осталось незамеченным. Однако многие критические вещества могут исчезнуть раньше, чем мы ожидаем, подчеркивая срочность устойчивого источников, инноваций и практик циркулярной экономики.