narvanitidis

Βασικές τάσεις και κατευθύνσεις

Είναι προφανές ότι σε παγκόσμιο επίπεδο παρατηρείται και υπάρχει μία διαρκώς αυξανόμενη ζήτηση για ορυκτές πρώτες ύλες (ΟΠΥ), που απορρέει και προκαλείται κυρίως από την δυναμικά αναδυόμενη και διαχρονικά διευρυνόμενη ψηφιακή επανάσταση, την ανάγκη καινοτομίας στην ηλεκτροκίνηση, τις νέες τεχνολογίες που υποστηρίζουν την τεχνητή νοημοσύνη, την μετάβαση σε ενεργειακές πηγές χαμηλών εκπομπών άνθρακα και την στρατηγική εφαρμογή πρακτικών κυκλικής οικονομίας. Αυτή η εξέλιξη πυροδοτεί και δημιουργεί την ανάγκη επαναπροσδιορισμού και αναδόμησης υφιστάμενων, καθώς και την ανάπτυξη και λειτουργία νέων βιομηχανικών αλυσίδων αξίας στην βάση των ΟΠΥ, που από την έναρξη μέχρι την κατάληξη τους, περιλαμβάνουν την κοιτασματολογική έρευνα, την εξόρυξη, τον εμπλουτισμό, την μεταλλουργία και την παραγωγή κατάλληλης ποιότητας τελικών προϊόντων που προορίζονται ξεχωριστά σε καθεμία διαφορετική μεταποιητική χρήση. χρήσης. Η δυναμική απαίτηση της οικονομίας και της κοινωνίας για την νέων αποθεμάτων ΟΠΥ ικανών να διασφαλίσουν την βιωσιμότητα της παραγωγής και να αντιμετωπίσουν τις αυξανόμενες βιομηχανικές ανάγκες, θα συνεχίσει να παραμένει ιδιαίτερα υψηλή, ιδίως στην περίπτωση των κρίσιμων ορυκτών πρώτων υλών (ΚΟΠΥ), οι οποίες σε ποσοστό σχεδόν 60% είναι απαραίτητες σε επιχειρηματικές δραστηριότητες που αφορούν στην ανάπτυξη εφαρμογών υψηλής τεχνολογίας.

Στρατηγικές αλυσίδες αξίας των σπάνιων γαιών: Αναπτυξιακές προκλήσεις και ευκαιρίες

Η ιδιαίτερη οικονομική γεωλογία και ο κρίσιμος γεωπολιτικός ρόλος των σπάνιων γαιών (ΣΓ; Rare Earth Elements-REE)), που πριν από μία και πλέον δεκαετία αποτέλεσαν βασικό σημείο αναφοράς της νέας βιομηχανικής πραγματικότητας, βρίσκονται για άλλη μια φορά στο προσκήνιο εμπορικών διαφορών σε διεθνές επίπεδο. Το γεγονός αυτό φαίνεται πως έχει παγκόσμιο αντίκτυπο και επιπτώσεις, και επηρεάζει, και σε κάποιο βαθμό πλήττει, στρατηγικές αλυσίδες αξίας της ΕΕ, ιδίως αυτές της ηλεκτροκίνησης (π.χ. βιομηχανία ηλεκτρικών αυτοκινήτων), των τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (π.χ. κατασκευή, εγκατάσταση και λειτουργία ανεμογεννητριών) και της αμυντικής βιομηχανίας.(Σχ.1) Δημιουργούνται έτσι η απαίτηση και η ανάγκη για την σύνταξη και υλοποίηση ενός σχεδίου εφαρμογής που θα μετριάσει τους κινδύνους και θα αντιμετωπίσει αποτελεσματικά τις όποιες επιπτώσεις προκύπτουν και προκαλούνται στις προαναφερόμενες και άλλες βιομηχανικές χρήσεις και αλυσίδες αξίας, από την περιορισμένη εμπορική διακίνηση και προμήθεια ΣΓ σε παγκόσμιο επίπεδο.
Τα στοιχεία σπάνιων γαιών (ΣΓ) είναι μια ομάδα 17 χημικά παρόμοιων μετάλλων που συνιστούν τα λανθανίδια, το σκάνδιο (Sc) και το ύττριο (Y)). Συνήθως χωρίζονται σε ελαφρές ΣΓ (ΕΣΓ; Light Rare Earth Elements-LREE) και βαριές ΣΓ (ΒΣΓ;Heavy Rare Earth Elements-HREE). Οι ΕΣΓ είναι αυτές από το λανθάνιο μέχρι το σαμάριο, και οι ΒΣΓ από το ευρώπιο μέχρι το λουτέτσιο συν το ύττριο. Ορισμένα από τα μέταλλα που ανήκουν στην κατηγορία των ΒΣΓ είναι ζωτικής σημασίας ΟΠΥ στις εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας, όπως είναι το νεοδύμιο (Nd), δυσπρόσιο, (Dy) και πρασεοδύμιο (Pr) για μόνιμους μαγνήτες υψηλής αντοχής που χρησιμοποιούνται σε ανεμογεννήτριες, σκληρούς δίσκους και κινητήρες σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα; το ευρώπιο (Eu), ύττριο (Y), τέρβιο (Tb), λανθάνιο (La) και δημήτριο (Ce) για φωτισμό φθορισμού με βάση φώσφoρο, οθόνες κινητών και μπαταρίες. Η ζήτηση για τα στοιχεία της κατηγορίας ΒΣΓ αυξάνεται με ρυθμό περίπου 5-10% σε ετήσια βάση, αν και ακριβείς προβλέψεις είναι δύσκολο να γίνουν λόγω κυρίως της υψηλής ταχύτητας που χαρακτηρίζει την τεχνολογική εξέλιξη και ανάπτυξη. Προβλέπεται ότι στο μέλλον η ανακύκλωση ηλετρικών και ηλεκτρονικών αποβλήτων θα συμβάλει όλο και περισσότερο στην δευτερογενή παραγωγή ΣΓ, αλλά προς το παρόν δεν είναι σε θέση να καλύψει απο μόνη της την διαρκώς αυξανόμενη ζήτηση. Για το λόγο αυτό είναι πλέον ευρύτερα παραδεκτό ότι η εξόρυξη πρωτογενών κοιτασμάτων ΣΓ αναμένεται να συνεχιστεί και να εντατικοποιηθεί παραμένοντας η κύρια αποθεματική πηγή ΟΠΥ στην βάση των ΣΓ. Αυτή τη στιγμή το περίπου 60-80% (αυτό είναι το χαμηλότερο ποσοστό που έχει γνωστοποιηθεί μέχρι σήμερα λόγω κυρίως ανοδικής συμμετοχής της Αυστραλίας, με ποσοστό 10%, στην παγκόσμια παραγωγή ΣΓ) της παγκόσμιας αγοράς ΣΓ, από την εξόρυξη και την μεταλλευτική παραγωγή, μέχρι τα τελικά προϊόντα και την μεταποιητική βιομηχανία, ελέγχεται από την Κίνα (Σχ.2). Οι περισσότερες λοιπόν καινοτόμες βιομηχανικές αλυσίδες αξίας ΣΓ υλοποιούνται σε πλήρη ανάπτυξη στην Κίνα, με αποτέλεσμα την εξάρτηση πολλών χωρών, συμπεριλαμβανομένων και αυτών της ΕΕ (Σχ.3), από εισαγωγές ΣΓ, είτε σαν πρώτες ύλες είτε σαν τελικά προϊόντα όπως μπαταρίες και μαγνήτες. Για το λόγο αυτό, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή, οι ΗΠΑ, ο Καναδάς, η Αυστραλία έχουν χαρακτηρίσει τις ΣΓ, και ιδιαίτερα τις ΒΣΓ, σαν ΚΟΠΥ, κυρίως σε σχέση με την δυνατότητα βιώσιμης επάρκειας τους για την κάλυψη των εκάστοτε βιομηχανικών αναγκών. Πρόσφατη έρευνα συμπεραίνει ότι οι Nd, Pr, Eu, Dy, Tb και Y είναι οι πιο ΚΟΠΥ μεταξύ των όλων ΣΓ, λόγω της χρήσης τους στις βιομηχανίες κατασκευής μόνιμου μαγνήτη, μπαταριών και λαμπτήρες φθορισμού, αν και ΚΟΠΥ Eu, Tb και Y είναι πιθανό να αλλάξουν καθώς τα συστήματα φωτισμού LED αντικαθιστούν όλο και περισσότερο αυτά που στηρίζονται στον φώσφορο.
Προφανώς, λόγω των μοναδικών μαγνητικών και ηλεκτροχημικών ιδιοτήτων τους, οι 17 ΣΓ είναι ιδιαίτερα σημαντικές πρώτες ύλες για προϊόντα υψηλής τεχνολογίας, ενεργειακές τεχνολογίες χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και εφαρμογές ηλεκτροκίνησης (ηλεκτρικά ποδήλατα, αυτοκίνητα, τρένα, φορτηγά, πλοία, αεροσκάφη), ανεμογεννήτριες, φωτισμός LED, αυτοματισμός, τεχνητή νοημοσύνη, καταλύτες αυτοκινήτων. Ειδικότερα η πιο σημαντική ίσως βιομηχανική εφαρμογή των νεοδυμίου, πρασεοδύμιου και δυσπροσίου, βρίσκεται στην κατασκευή μόνιμων μαγνητών για πιο αποδοτικούς ηλεκτροπαραγωγικά γεννήτριες και κινητήρες. Για παράδειγμα, πάνω από το 90% όλων των ηλεκτρικών οχημάτων είναι εξοπλισμένα με κινητήρα μόνιμου μαγνήτη που περιέχει περίπου 0,5-1kg νεοδυμίου (Nd) και πρασεοδύμιου (Pr). Κάθε ανεμογεννήτρια χρειάζεται περίπου 200 κιλά ΣΓ ανά 1 MW ενεργειακής απόδοσης. Συνεπώς, η όποια αδυναμία ή έλλειψη επάρκειας προμήθειας ΣΓ εμποδίζει σε μεγάλο βαθμό την υλοποίηση των στρατηγικών αλυσίδων αξίας της ΕΕ, όπως είναι αυτές των μπαταριών λιθίου και της μετάβασης σε ήπιες μορφές ενέργειας στην κατεύθυνση μιας ουδέτερης κλιματικά Ευρώπης. Ακόμη επηρεάζει επίσης στρατηγικούς τομείς όπως η άμυνα, το διάστημα και η αεροδιαστημική. Τις δύο τελευταίες δεκαετίες η Κίνα κατατάσσει τις αλυσίδες αξίας των ΟΠΥ, και κυρίως τις ΚΟΠΥ και τις ΣΓ, μεταξύ των στρατηγικών στόχων της χώρας. Για να διασφαλίσει την βιώσιμη παραγωγική λειτουργία της μεταποιητικής της βιομηχανίας, πέρα από την αξιοποίηση των δικών της κοιτασμάτων εισάγει ΚΟΠΥ που εξορύσσονται αλλού στον πλανήτη. Με τον τρόπο αυτό διατηρεί σε μεγάλο βαθμό την ανταγωνιστικότητα σημαντικών αλυσίδων αξίας και των σχετικών τελικών προϊόντων που παράγει.

Είναι το πρώτο από 4 συνέχειες άρθρων που ετοιμάζονται για τις σπάνιες γαιές. Τα τρία επόμενα είναι,

Βασικοί κοιτασματολογικοί τύποι ορυκτών πρώτων υλών σπάνιων γαιών
Παγκόσμια αποθέματα σπάνιων γαιών και γεωπολιτικός ρόλος
Έργα κοιτασματολογικής έρευνας σπάνιων γαιών και οι προοπτικές στην Ελλάδα

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *