Οι σπάνιες γαίες δεν είναι σπάνιες. δεν είναι επίσης γη. Ένα γεωλογικό αστείο για εσάς εάν το χρειάζεστε κατά την περίοδο των γιορτών. Ωστόσο, μέσα σε αυτήν την εσφαλμένη ονομασία είναι επίσης αυτό που πολλοί κάνουν λάθος για τη βιομηχανία. Ναι, είναι αλήθεια ότι οι σπάνιες γαίες είναι απαραίτητες για πολλά πράγματα, συμπεριλαμβανομένου αυτού του γενναίου νέου κόσμου συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Θα ήταν πολύ δύσκολο –όχι αδύνατο, απλώς δύσκολο– να κατασκευάσουμε ηλεκτρικά οχήματα και ανεμογεννήτριες χωρίς τη χρήση των «μαγνητών μετάλλων». Θα ήταν αδύνατο να κατασκευαστεί μια μηχανή μαγνητικής τομογραφίας χωρίς λουτέτιο. Οι φακοί της κάμερας θα ήταν χειρότεροι χωρίς λανθάνιο. Θα μπορούσα να συνεχίσω με τις ποικίλες χρήσεις των 17 σπάνιων γαιών – των 15 λανθανιδών συν το σκάνδιο και το ύττριο.
Το ιδιαίτερο αγαπημένο μου είναι το σκάνδιο, για το οποίο χειριζόμουν, για περίπου μια δεκαετία, το 50 τοις εκατό της παγκόσμιας χρήσης – δύο τόνους ετησίως τότε. Το να με έβαλαν σε αυτόν τον ρόλο μπορεί να ήταν λάθος. Κάποτε είπα στον Έλον Μασκ της φήμης της Tesla και της SpaceX ότι δεν χρειαζόταν να ασχοληθεί με τη χρήση σκανδίου στους πυραύλους του (κάτι που είναι αλήθεια, αλλά δεν είναι κάτι που ενισχύει τις επιχειρήσεις).
Όμως είναι οι λανθανίδες που μας απασχολούν πραγματικά πολιτικά και οικονομικά αυτές τις μέρες. Το κρίσιμο πράγμα που πρέπει να καταλάβουμε γι 'αυτούς είναι ότι, εκτός από το να μην είναι σπάνιοι (ή γήινοι), η εύρεση τους πραγματικά δεν αποτελεί ούτε το παραμικρό πρόβλημα. Η επεξεργασία τους είναι δύσκολη.
Η βιομηχανία στο σύνολό της είναι ίσως 200.000 τόνοι ετησίως παγκοσμίως, αξίας πολύ κάτω από 10 δισεκατομμύρια δολάρια. Για μια ομάδα που πλησιάζει το 20 τοις εκατό όλων των φυσικών στοιχείων που γνωρίζουμε, αυτό είναι πολύ μικρό. Εν μέρει, αυτό συμβαίνει επειδή οι εφαρμογές υλικών των σπάνιων γαιών είναι σχετικά νέες (σε αντίθεση με μέταλλα όπως ο χαλκός και ο σίδηρος, με τα οποία παίζουμε εδώ και χιλιετίες). Η σοβαρή έρευνα για τις σπάνιες γαίες ως μεμονωμένα στοιχεία δεν ξεκίνησε πραγματικά παρά τη δεκαετία του 1940, και εντελώς νέες εφαρμογές εξακολουθούν να βρίσκονται.
Το γεγονός ότι ο κλάδος είναι μικρός και καινούργιος εξηγεί επίσης γιατί η Κίνα έχει τόσο σημαντικό ρόλο σε αυτήν. Η Κίνα αντιπροσωπεύει περίπου το 80 τοις εκατό της τρέχουσας παραγωγής και το 95 τοις εκατό ήταν μόλις πριν από 15 χρόνια. Υπάρχουν λίγα σχετικά με τη γεωλογία αυτής της χώρας που εξηγεί αυτή τη συγκέντρωση. Είναι πολύ περισσότερο θέμα να είσαι απλά πρόθυμος να δουλέψεις σε αυτό και να παρέχουμε σε όλο τον κόσμο που ήθελε να καταναλώσει σε μια τιμή που ήταν διατεθειμένος να πληρώσει.
Αυτό δοκιμάστηκε λίγο το 2010, όταν η Κίνα αποφάσισε να περιορίσει τις εξαγωγές – υποτίθεται για περιβαλλοντικούς λόγους, πιο πιθανό για εμπορική χειραγώγηση. Η παγκόσμια αντίδραση ήταν απλώς να πυροδοτήσει την παραγωγή εκτός Κίνας και οι τιμές έπεσαν πίσω κάτω από το σημείο εκκίνησης μέσα σε λίγα χρόνια. Δεν είναι δυνατόν, προφανώς, να ασκηθεί εμπορική πίεση σε μέταλλα που μπορεί να αποκτήσει κάποιος απλά με το να είναι πρόθυμος να σκάψει.
Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι η Κίνα στερείται όλης της μόχλευσης. Όπως και με το λίθιο , η κυριαρχία της Κίνας στη βιομηχανία σπάνιων γαιών είναι πιο προβληματική στο τμήμα επεξεργασίας. Η Κίνα έχει μια εφοδιαστική αλυσίδα που δεν έχει ο υπόλοιπος κόσμος, μερικές δεκαετίες μαθαίνοντας κάνοντας κ.λπ. Είναι απολύτως δυνατό να καλυφθεί, αλλά θα χρειαστεί προσπάθεια. Ωστόσο, για να γίνει αυτό είναι απαραίτητο να κατανοήσετε πού βρίσκεται η δυσκολία.
Ένα απόθεμα ορυκτών που περιέχουν σπάνιες γαίες είναι αρκετά εύκολο να βρεθεί – υπάρχουν υποπροϊόντα από μια σειρά άλλων βιομηχανικών διεργασιών (φωσφογύψος από την παραγωγή λιπασμάτων, βιομηχανική άμμος για τιτάνιο και ζιρκόνιο) που τα περιέχουν. Είναι αλήθεια, συχνά μαζί με λίγη ραδιενέργεια, αλλά αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί, εκτός από την περιβαλλοντική υστερία. Εναλλακτικά, υπάρχουν πιο δύσκολοι αλλά εφικτός τρόπος εύρεσης μεταλλευμάτων χωρίς αυτό το συγκεκριμένο πρόβλημα. Ποιο ειναι το πρόβλημα?
Τείνουμε να μην χρησιμοποιούμε σπάνιες γαίες για τη χημεία τους αλλά για τις φυσικές τους ιδιότητες – διάθλαση φωτός, μαγνητισμός κ.λπ. Αλλά χρησιμοποιούμε τη χημεία για να διαχωρίσουμε στοιχεία – κάτι που είναι δύσκολο καθώς η χημεία εξαρτάται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό περίβλημα του ατόμου. Οι σπάνιες γαίες έχουν τον ίδιο αριθμό εκεί – είναι τα εσωτερικά κελύφη όπου διαφέρουν. Αυτό μπορεί να ακούγεται λίγο στο ζιζάνια για ένα διπλωματικό περιοδικό, αλλά μας δίνει το ουσιαστικό μας πρόβλημα. Οι σπάνιες γαίες δεν είναι σπάνιες – αλλά είναι μια σωστή καταδίκη για να χωρίσουμε το ένα από το άλλο.
Κάθε προϊόν ορυχείου είναι ένα μείγμα και των 15 αυτών των λανθανιδών. Για να αποκτήσουμε τα χαρακτηριστικά που θέλουμε – αυτό το μαγνητικό φαινόμενο για παράδειγμα – πρέπει να τα διαχωρίσουμε.
Εγώ –ή ακόμα και κάποιος αρμόδιος– θα μπορούσα να σας προμηθευτώ εκατοντάδες τόνους ορυκτών που περιέχουν σπάνιες γαίες χωρίς σχεδόν τίποτα. Ακόμη και ένα κατάλληλο συμπύκνωμα μπορεί να είναι δολάρια ανά κιλό. Αλλά το κόστος διαχωρισμού είναι 15 έως 20 δολάρια ανά κιλό υλικού, σε μια μονάδα που συνήθως κοστίζει περίπου 1 δισεκατομμύριο δολάρια για την κατασκευή.
Εδώ φτάνουμε στο οικονομικό μας πρόβλημα: Εάν η παγκόσμια αγορά είναι κάτω από 10 δισεκατομμύρια δολάρια το χρόνο, τότε πόσα εργοστάσια δισεκατομμυρίων δολαρίων θα υποστηρίξει η παγκόσμια αγορά; Όχι πολλά, είναι η απάντηση.
Ο δυτικός κόσμος σε μεγάλο βαθμό σταμάτησε να ασχολείται με τις σπάνιες γαίες, δεδομένου του έτοιμου εφοδιασμού της Κίνας. Τώρα που η Κίνα θεωρείται ολοένα και περισσότερο ως πολιτικός αντίπαλος –και επομένως αναξιόπιστος οικονομικός εταίρος– μας ενδιαφέρει όλοι λίγο περισσότερο. Αυτό σημαίνει μεγάλη εξερεύνηση σε διάφορες πηγές ορυκτών. Ανακαλύψαμε, για παράδειγμα, ότι οι «ιονικοί πηλοί» (οι οποίοι μας δίνουν καλές προμήθειες από τα δύο πιο σπάνια μέταλλα μαγνήτη, το δυσπρόσιο και το τέρβιο) δεν είναι μοναδικές στη νότια Κίνα, αλλά υπάρχουν σε πολλούς γρανίτες που ξεπερνιούνται σε υποτροπικά κλίματα. Έχω σημειώσει δώδεκα εταιρείες που διεκδικούν τέτοιες καταθέσεις στο χρηματιστήριο της Αυστραλίας μόνο φέτος και γνωρίζω και άλλες σε άλλες αγορές.
Με άλλα λόγια, τώρα που χρειαζόμασταν –ή θέλαμε– να αναζητήσουμε εναλλακτικές πηγές, βρήκαμε πολλές. Δεν απαιτείται δημόσια, πολιτική, απάντηση εδώ.
Ωστόσο, αυτό το πρόβλημα διαχωρισμού, που θα μπορούσε να κάνει με την επίλυση. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι που θα μπορούσε να γίνει αυτό εννοιολογικά. Είναι όλες παραλλαγές της φυσικής, όχι της χημείας, γι' αυτό η βιομηχανία εξόρυξης δεν είναι καλή στη χρήση τους όπως είναι στη χρήση χημικών μεθόδων εξόρυξης και διαχωρισμού. Είναι όλα, επίσης, στη σφαίρα της επιτραπέζιας και εργαστηριακής έρευνας, όχι της βιομηχανικής ανάπτυξης – και αυτού του είδους η καθαρή έρευνα είναι ακριβώς το είδος του δημόσιου αγαθού που θεσμοθετούμε την κυβέρνηση και τη φορολογία για να κερδίσουμε.
Υπάρχουν επιδοτήσεις για σπάνιες γαίες, τεράστια ποσά στην πραγματικότητα. Τόσο για το άνοιγμα ορυχείων, κάτι που απλά δεν χρειάζεται, όσο και για την κατασκευή μονάδων διαχωρισμού χρησιμοποιώντας την τρέχουσα τεχνολογία – κάτι που μπορεί να μην χρειάζεται. Εκατοντάδες εκατομμύρια δημόσιο χρήμα πετιούνται, στην πραγματικότητα. Ωστόσο, μια κυβέρνηση που ξόδεψε – μόνο για να εφεύρει έναν αριθμό – 20 εκατομμύρια δολάρια σε μη δεσμευτικές επιχορηγήσεις 500.000 δολαρίων για έρευνα για τη διερεύνηση διαφορετικών τεχνολογιών διαχωρισμού θα έκανε πιθανώς περισσότερο καλό. Η εύρεση μιας νέας μεθόδου θα έλυνε το βασικό πρόβλημα των σπάνιων γαιών, το κόστος διαχωρισμού τους. Το να ανακαλύψετε ότι δεν υπάρχει νέα μέθοδος θα ήταν επίσης χρήσιμο, ακόμη και αν όχι τόσο πολύ.
Το επιχείρημα της ελεύθερης αγοράς, laissez-faire, σχετικά με τις κρατικές επιδοτήσεις μπορεί να είναι ηθικό, αλλά μπορεί επίσης να είναι ρεαλιστικό. Όταν τα χρήματα των άλλων αρχίζουν να πετιούνται, τότε δεν υπάρχει αρκετή σκέψη για το ποιος τα παίρνει και γιατί. Το πρόβλημα των σπάνιων γαιών βρίσκεται σε αυτές τις εγκαταστάσεις διαχωρισμού, στη βασική τεχνολογία που χρησιμοποιείται. Επομένως, οποιαδήποτε επιδότηση θα πρέπει να διοχετεύεται στο πώς θα μπορούσαμε να το κάνουμε αυτό διαφορετικά – κάτι που, δυστυχώς, δεν συμβαίνει, κάτι που μάλλον αποδεικνύει αυτή την υπόθεση laissez-faire.
Αν θέλουμε να ξοδέψουμε δημόσιο χρήμα για να διαφοροποιήσουμε τις αλυσίδες εφοδιασμού σπάνιων γαιών, τότε θα πρέπει να λύσουμε το πρόβλημα. Το πρόβλημα των σπάνιων γαιών είναι η βασική τεχνολογία των μονάδων διαχωρισμού. εκεί πρέπει να πάει το δημόσιο χρήμα.