Теги → редкоземельный металл
Быстрый переход

Технологическая отрасль напугана резким ростом цен на редкоземельные металлы

Производители электроники обеспокоены повышением цен на редкоземельные материалы на фоне растущего спроса и накаляющихся отношений между США и Китаем, который является важнейшим мировым источником этих материалов. Например, стоимость магнитного материала неодим, применяемого в производстве динамиков, с прошлого года выросла вдвое и в августе этого года составила $117 300 за тонну.

asia.nikkei.com

asia.nikkei.com

Макс Сяо (Max Hsiao), старший менеджер производителя аудиооборудования из города Дуньгуань, заявляет, что рост стоимости неодима снизил валовую прибыль компании как минимум на 20 %. Сяо говорит, что нет никаких предпосылок к тому, что ситуация нормализуется в обозримом будущем. Неодим и празеодим относятся к редкоземельным металлам и используются для изготовления постоянных магнитов, необходимых для множества устройств — от динамиков и электродвигателей до медицинских приборов и боеприпасов высокой точности действия.

Геополитическая ситуация в мире только усложняет положение. Китай — единственная страна, которая имеет полную цепочку поставок редкоземельных материалов, от добычи до переработки. В прошлом году Поднебесная контролировала 55 % мировых производственных мощностей и 85 % от общего объёма переработки редкоземельных элементов. В январе Пекин намекнул, что может ввести более жёсткий контроль над их экспортом, что привело к росту цен.

Стоимость оксида неодима, ключевого ресурса для электродвигателей и ветряных турбин, выросла на 21,1 %. Гольмий, который используется в магнитах для датчиков и механизмов, подорожал почти на 50 % в этом году.

Вашингтон обвиняет Пекин в использовании контроля над редкоземельными материалами для оказания политического давления, заявляя, что Китай ограничивал их экспорт в Японию в 2010 и 2011 годах из-за территориального спора между государствами.

asia.nikkei.com

asia.nikkei.com

Цены на более широко используемые металлы, такие как олово, медь, алюминий и сталь, на поставки которых Китай тоже имеет большое влияние, также выросли с прошлого года. Сообщается, что олово подорожало почти в два раза по сравнению с прошлым годом. Аналитики считают, что контроль Китая над поставками редкоземельных элементов и других металлов может дать ему возможность противостоять давлению США в геополитических вопросах.

Первыми, кто почувствует влияние роста цен на редкоземельные металлы, вероятно, будут мелкие и средние производители электронных компонентов, поскольку они вряд ли переложат все расходы на своих глобальных клиентов, таких как HP, Apple, Samsung и других крупных автопроизводителей.

При этом подорожанию редкоземельных металлов способствует не только накалённая политическая обстановка между США и Китаем, но и растущий спрос на эти материалы. К примеру, их более широкого использования требует конструкция новых моделей электромобилей, а также продукты с поддержкой 5G.

Nissan начала тестировать новую технологию извлечения редкоземельных металлов из электродвигателей

Nissan совместно с учёными университета Васэда (Токио) с 2017 года разрабатывала технологию более эффективного и экономичного извлечения редкоземельных металлов из электродвигателей. Тестирование технологии уже стартовало, а широко применяться она начнёт с середины текущего десятилетия.

Источник: engadget.com

Источник: engadget.com

Технология предполагает нагрев отработавшего ресурс электродвигателя до температуры 1400 °C, чтобы расплавить входящие в его состав вещества. Далее добавляется оксид железа, благодаря чему происходит окисление присутствующих в сплаве редкоземельных металлов, после чего добавляется флюс с соединениями бора. Он разделяет смесь на два слоя жидкости, а редкоземельные металлы всплывают на верхнем слое, откуда они легко извлекаются.

В ходе тестирования инженеры Nissan установили, что данная технология позволяет извлечь до 98 % необходимых веществ. В настоящее время автопроизводитель для достижения того же результата производит ручную разборку двигателя, однако это занимает примерно в два раза больше времени. Полноценное внедрение данного процесса запланировано на середину текущего десятилетия.

Для производства электромобилей, солнечных батарей и ветряных турбин критически необходимы 17 элементов, относящихся к группе редкоземельных металлов. Технологии их переработки оказываются жизненно важными в аспекте экологии, поскольку их добыча традиционно сопряжена с ущербом окружающей среде.

В Германии создали автомобильный электродвигатель без постоянных магнитов — дешевле, экономичнее и эффективнее

Немецкая компания Mahle разработала автомобильный электродвигатель без постоянных магнитов. Это позволит снизить зависимость от китайских поставок редкоземельных металлов и сделает электромоторы дешевле. Также отсутствие постоянных магнитов позволило повысить КПД электродвигателей на всех режимах работы. Для индустрии электромобилей новый двигатель обещает заметный прорыв в характеристиках машин и снижение стоимости обслуживания.

Источник изображения: Mahl

Источник изображения: Mahl

В подавляющем большинстве современных электродвигателей для электрического транспорта используются постоянные магниты преимущественно из редкоземельных металлов. Всё бы ничего, только руку на пульсе поставок этого сырья держит Китай и довольно жёстко регулирует этот рынок.

Руду с содержанием редкоземельных металлов добывают во многих частях мира, но производство по переработке в основном сосредоточено в Китае, где рабочая сила дешевле, а экологические нормы не такие строгие. Как результат, за последнее десятилетие цена на неодим выросла на 750 %, а стоимость диспрозия выросла на 2000 % и, очевидно, это не предел. Подобная ситуация заставляет разработчиков создавать электродвигатели без постоянных магнитов, заменяя их катушками индуктивности в составе ротора двигателя. Однако это тянет за собой массу проблем.

Источник изображения: Mahl

Источник изображения: Mahl

Для передачи электрического тока на катушки в роторе требуется создать надёжные и долговечные скользящие контактные передачи. Высокие токи и постоянная нагрузка делают такие узлы менее надёжными, что недопустимо для электротранспорта с высокой эксплуатационной нагрузкой. Инженеры компании Mahle смогли обойти эту проблему, предложив схему индукционной (беспроводной) передачи тока на катушки в роторе. Это практически как беспроводная зарядка смартфона.

Источник изображения: Mahl

Источник изображения: Mahl

По словам создателей, предложенная конструкция показала высочайшую эффективность, поскольку позволяет регулировать силу магнитного поля, генерируемую катушками в роторе, в соответствии с рабочей нагрузкой и режимом работы электродвигателя. Получился своего рода «умный» электродвигатель, КПД которого на высоких оборотах достигает 95 %. Также двигатель без скользящих контактов можно обслуживать гораздо реже, что экономит время и деньги на поддержание транспортной системы в порядке.

Источник изображения: Mahl

Источник изображения: Mahl

Как уверяют в Mahle, новые электродвигатели пригодны как для легковых автомобилей, так и для грузового и пассажирского транспорта. Образцы электродвигателей уже рассылаются заинтересованным автопроизводителям, а внедрение в массовое производство ожидается примерно через два с половиной года.

Китай будет давить на США через редкоземельные минералы и продукцию на их основе

Новые власти США приступили к разработке программы по созданию цепочек поставок производственного сырья и комплектующих в обход Китая. США и союзники планируют снизить зависимость от китайских поставок, что также ведёт к разрыву экономических связей. Союзников и Китай такое не устраивает. И если первые должны смириться, то китайцы готовы влиять на ситуацию в свою пользу.

Руда с редкоземельными минералами. Источник изображения:  Reuters

Руда с редкоземельными минералами. Источник изображения: Reuters

Рычагом воздействия Китая на политику США обещают стать редкоземельные минералы. Во всяком случае, Китай на это рассчитывает. В стране готовится изменение законодательной базы, направленной на повышение эффективности добычи, переработки и продажи сырья и изделий с использованием редкоземельных элементов. После публикации этого проекта постановления ранее в том году появились слухи, что Китай готов ограничить поставки редкоземельных минералов в США, которые на 80 % зависят в этом от Китая.

Как заявил вчера на пресс-конференции министр промышленности и информационных технологий Китая Сяо Яцин (Xiao Yaqing), Китай и США должны работать вместе, чтобы удовлетворить спрос на редкоземельные минералы и продукты. У Китая есть инструменты для принуждения США к сотрудничеству даже если текущая политика США будет заставлять декларировать обратное.

Японские источники, кстати, выражают тревогу местных производителей о том, что США могут попытаться заставить их прекратить закупать редкоземельное сырьё в Китае. Но вряд ли такое произойдёт до запуска мощностей под контролем союзников США, а значит, сотрудничать с Китаем придётся ещё не один и даже не два года, а намного дольше.

США будут развивать независимые от Китая цепочки поставок при поддержке союзников

С приходом к власти в США Джозефа Байдена (Joseph Biden) взятый предшественником курс на обособление экономических процессов в противостоянии с Китаем будет продолжен. Своими союзниками американцы избрали Тайвань, Японию, Южную Корею и Австралию. Реформы призваны снизить зависимость американской экономики от Китая.

Источник изображения: Reuters

Источник изображения: Reuters

Степень этой зависимости в отдельных сферах очень высока, как напоминает издание Nikkei Asian Review. Например, по некоторым видам медицинских изделий США на 90 % зависят от китайского импорта, по редкоземельным минералам — на 80 %. Попутно американские власти хотят развивать производство полупроводниковых компонентов на территории страны, поскольку в 1990 году США занимали 37 % рынка, а сейчас их доля сократилась до 12 %. Эксперты Boston Consulting ожидают, что к 2030 году КНР сможет выпускать на своей территории до 24 % всех полупроводниковых компонентов.

Как отмечает японский источник, новая американская администрация сейчас разрабатывает законодательный акт, который определит развитие экосистемы поставок, исключающей зависимость США и союзников от Китая. Закон будет затрагивать интересы в сфере производства полупроводниковых компонентов, тяговых аккумуляторов для электромобилей, поставок и переработки редкоземельных металлов, медицинских товаров.

США намереваются создать такую систему поставок критически важных компонентов, которая позволяла бы в случае необходимости перебрасывать силы с одного направления на другие, при этом исключая зависимость от КНР. Во всяком случае, внешнеполитическим союзникам США в рамках этой инициативы будет рекомендовано уменьшить взаимодействие с китайскими компаниями.

Австралийская добывающая компания Lynas уже оказалась привлечена к строительству перерабатывающего предприятия в Техасе, которое снизит зависимость США от Китая в сфере поставок редкоземельных металлов. Строительство субсидируется Министерством обороны США. Отмечается, что предприятие TSMC по контрактному производству чипов в Аризоне тоже не обойдётся без государственных субсидий. В сегменте тяговых батарей китайские поставщики тоже набирают силу, поэтому американские компании будут стараться сотрудничать с японскими и южнокорейскими поставщиками.

Китайские власти вновь вернулись к обсуждению запрета на экспорт редкоземельных минералов

Как только КНР подвергается внешнеэкономическим санкциям, на высшем уровне внутри страны начинается обсуждение запрета на экспорт редкоземельных минералов по тем направлениям, по которым возникает встречная угроза экономике Поднебесной. Новая попытка нащупать фирменный санкционный инструмент имеет отношение к технологиям обработки редкоземельных минералов.

Источник изображения: Bloomberg

Источник изображения: Bloomberg

Китай сосредоточил около 17 % запасов редкоземельных минералов, которые широко используются в электронных устройствах и электротехнике. Хотя западные страны и располагают собственными запасами редкоземельных минералов, именно китайские ископаемые обладают достаточно высокой концентрацией для экономически целесообразной добычи и переработки. Развивать собственное производство страны, являющиеся политическими оппонентами Китая, не желают ещё и по соображениям защиты окружающей среды. США, в результате, примерно на 80 % зависят от импорта редкоземельных минералов из Китая, хотя ещё при прошлом президенте предпринимались попытки увеличить объёмы добычи и переработки внутри страны.

По информации Bloomberg, новая инициатива китайских властей подразумевает разработку законов, позволяющих запретить экспорт технологий по переработке редкоземельных минералов в страны, сотрудничество с которыми может представлять угрозу национальной безопасности. Законопроект не будет направлен непосредственно против США, но позволит применять санкции в отношении отдельных компаний — той же Lockheed Martin, которая занимается поставками вооружений на Тайвань. Под прицел китайских санкций могут попасть и другие игроки оборонного сектора США. Китай может ограничить экспорт не только редкоземельных минералов, но и технологий их переработки.

Редкоземельные элементы могут приоткрыть дверь к сверхплотной магнитной записи

Металлорганические соединения в виде так называемых сэндвичевых соединений (sandwich compounds) плохо изучены, но могут привести к прорыву как на пути к более плотной магнитной записи, так и на пути к новым дисплейным технологиям. Это неизвестный, но многообещающий путь, зелёный свет которому дал центральный орган содействия научным исследованиям в Германии — Немецкое научно-исследовательское общество (DFG).

Молекула ферроцена — одно из наиболее известных металлоорганических соединений, представитель класса сэндвичевых соединений

Молекула ферроцена — одно из наиболее известных металлоорганических соединений, представитель класса сэндвичевых соединений

В рамках финансирования научных проектов в Германии обществом DFG есть Фонд Райнхарта Козеллека (Reinhart Koselleck Projects). Этот фонд вкладывает деньги в проекты с высочайшей степенью риска с точки зрения гарантии получения практических результатов. Например, в 2019 году фонд профинансировал только восемь проектов. В этом году деньги в размере 500 тыс. евро были выделены Фондом Райнхарта Козеллека на изучение сэндвичевых соединений на основе редкоземельных элементов, что станет первым в мире подобным исследованием.

Сэндвичевые соединения условно состоят из атома металла, заключённого (захваченного) между двумя кольцевыми структурами. Фактически это бутерброд размером с молекулу. Вернее, это и есть молекула. В зависимости от кольцевой структуры в составе сэндвича и задействованного металла свойства соединения могут очень и очень сильно отличаться. Магнитные и люминесцентные свойства редкоземельных элементов намекают на возможность сверхплотной записи, где каждый бит может быть записан в область размером с молекулу, и на появление дисплеев с немыслимым доселе разрешением.

Схематическое изображение сэндвичевого соединенния (KIT)

Схематическое изображение сэндвичевого соединения (KIT)

Впрочем, сейчас перед немецкими учёными из Карлсруэского технологического института (KIT) поставлена задача изучить влияние состава и размера кольцевых структур в сэндвичевых соединениях на свойства соединений. Иначе говоря, пока только понять, как меняются физические свойства соединений в зависимости от ряда переменных параметров в их составе. Но акцент, повторимся, будет делаться на магнетизм и люминесценцию. Добавим, проект рассчитан на пять лет, и он не ставит перед собой обязательное достижение практического результата за этот отрезок времени.

Коронавирус ударил по проектам редкоземельной независимости США

В прошлом году на фоне торговой войны США и Китая власти США инициировали ряд проектов для обеспечения страны стратегически важными редкоземельными металлами. Более того, к делу подключили Пентагон и вытащили на свет божий закон 1950 года «О производстве продукции для оборонных нужд». Но это было до коронавируса. Пандемия заставила свернуть или приостановить почти все начатые проекты.

Разработка Mountain Pass по добыче руды с редкоземельными металлами в Калифорнии (REUTERS/David Becker)

Разработка Mountain Pass по добыче руды с редкоземельными металлами в Калифорнии (REUTERS/David Becker)

Редкоземельная революция в США отложена минимум на один год. Во всяком случае, об этом говорит ряд аналитиков, которых цитирует информагентство Reuters. Китай снова победил в этой тихой войне за ресурсы. Американские шахтёры, сообщает Reuters, из-за боязни заражения вирусом SARS-CoV-2 приостановили инженерные работы по разработке новых шахт (месторождений), разведку ресурсов и сняли заявки на кредиты.

Среди работников добывающих компаний в США нет ни одного, кто показал бы положительный результат теста на коронавирус. Но среди глав компаний, решивших заняться или занимающихся добычей полезных ископаемых в США, распространяется «бункерное мышление».

Две добывающие компании из Пьемонта, штат Северная Каролина, Lithium Americas Corp и Pioneer Ltd, столкнулись как с инженерными трудностями при строительстве шахт, так и с проблемами нормативного характера. За прошлый год на фоне страхов лишиться поставок редкоземельных металлов из Китая эти и другие компании собрали достаточно средств, чтобы попытаться переждать пандемию. Другое дело, как долго придётся ждать?

Ситуация усугубляется тем, что власти США вынуждены переключить своё внимание и ресурсы с поддержки добывающих компаний на производство товаров и инструментов медицинского назначения. Это ведёт к резкому оттоку финансовой помощи из добывающей отрасли, какой бы стратегической она ни была. При этом значительная помощь компаниям ожидалась со стороны Пентагона. Теперь же всё повисло в воздухе.

Фактически в США ситуация с добычей редкоземельных металлов вернулась к своему прошлогоднему состоянию. Продолжает работать одно единственное месторождение под управлением компании MP Materials. Вся добытая там руда едет на переработку в Китай. И только потом литий и другие редкоземельные металлы возвращаются в США. Начатая на Аляске компанией UCore Rare Metals разработка второго рудника остановлена на неопределённое время. Все ждут решения и контрактов от Пентагона или какой-то реакции властей.

Apple будет использовать для производства iPhone переработанные редкоземельные элементы

В ключевом компоненте новых смартфонов iPhone — модуле Taptic Engine — будут использоваться переработанные редкоземельные элементы, сообщила Apple в среду. На производство этой детали приходится порядка четверти объёма редкоземельных металлов, используемых в компонентах смартфонов iPhone.

На мировом рынке редкоземельных металлов доминирует Китай, который через контролируемые государством средства массовой информации намекает на то, что в связи с эскалацией торговой войны может ограничить поставки этого сырья в Соединённые Штаты, так же как это произошло с Японией после дипломатического спора в 2010 году.

Редкоземельные элементы, к которым относятся 17 родственных металлов-лантаноидов, используются в производстве оружия, бытовой электроники и другой продукции.

Лиза Джексон (Lisa Jackson), вице-президент Apple по вопросам окружающей среды, политики и социальных инициатив, сообщила, что намерение Apple использовать переработанные редкоземельные элементы «не связано» с торговой напряженностью, но может помочь компании в обеспечении стабильных поставок.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Польша откажется от китайских технологий при создании геномной карты страны из-за потенциальных угроз нацбезопасности 7 мин.
Realme увеличила продажи смартфонов более чем в два раза и вошла в шестёрку крупнейших производителей в мире 13 мин.
Оперативная память DRAM начнёт дешеветь в четвёртом квартале, прогнозируют аналитики 30 мин.
Крупнейший частный таксопарк Лондона полностью перейдёт на электромобили к концу 2023 года 34 мин.
Airbus представила аэротакси CityAirbus NextGen, которое позволяет трезво оценить новый вид транспорта — чудес ждать не стоит 40 мин.
Представлена СХД «Аэродиск Восток Битблейз» на процессорах «Эльбрус-8СВ» 41 мин.
Представлен Meizu 18X — флагманский смартфон со Snapdragon 888+ и ценой от $400 45 мин.
В основу новых суперкомпьютеров NNSA лягут процессоры Intel Xeon Scalable Sapphire Rapids 2 ч.
Минюст США изучит покупку Zoom провайдера облачных услуг Five9 за $15 млрд 2 ч.
В России сделали поглотитель углекислого газа для бытового применения 3 ч.