Ķīnas slazds Amerikas augstajām tehnoloģijām
- Taisnība Raksta
- Jun 19
- 9 min read
Patīk tas, vai nē, mūsdienu un nākotnes tehnoloģijas ir iespējams attīstīt un ieviest, arī labumus no tās gūt, tikai tad, ja ir pieejams visai plašs retzemju elementu klāsts pietiekošā daudzumā, ar noteiktu tīrības pakāpi un arī cenai jābūt pieejamai.
Retzemju elementi ir relatīvi plašā 17 elementu grupa, kuru veido skandijs, itrijs un lantanīdi. Elementu sastopamība Zemes garozā svārstās no cērija, kas ir 25. izplatītākais no 78 plašāk izplatītiem ķīmiskiem elementiem Zemes garozā ar 60 ppm (miljonās daļas mērvienība), līdz tūlijam un lutēcijam, kas ir vismazāk izplatītie retzemju elementi ar aptuveni 0,5 ppm koncentrāciju zemes dzīlēs. Retzemes ir zināmas ļoti daudzos minerālos kā piemaisījumi, bet to koncentrācijas ir loti zemas. Rūpnieciska nozīme ir tikai dažiem minerāliem- bastnasītam, monacītam un loparītam, kā arī laterīta māliem.
Ieguves statistika
Reto zemju ieguves statistika līdz 1994. gadam nav publiski pieejama, jo šo rūdu izpēte, ieguve un pārstrāde tika uzskaitīta kā torija rūda. No tās kā blakus produktus ieguva retzemju elementus nelielos daudzumos un neviena valsts, ne arī ieguves kompānijas par to daudzumiem un izmantošanu neziņoja - šie dati nebija publiski, jo pamata izmantošanas joma ir saistīta tikai ar raķešu un kosmosa industriju.
Senākie dati ir pieejami no konferenču ziņojumiem par ieguvi 1994. gadā,i un tie bija pārsteidzoši – ieguve tika veikta vairākās valstīs (ASV, Austrālijā, Brazīlijā, Kanādā, Ķīnā, Indijā, Malaizijā, Dienvidāfrikā, Šrilankā, Taizeme, bijušā PSRS un Zairā, kā arī dažās valstīs ļoti neliekos daudzumos, kuras nekoncentrētu rūdu piegādā iepriekšminētām valstīm).
Ziņojumos ieguve tika uzrādīta atšķirīgas mērvienībās un elementu koncentrācijā, tādēļ kopš 1995. gada statistika tiek veikta attiecībā uz koncentrātu, kurā visi pārrēķini ir veicami monacītā - maksimāli 20% torija oksīda formā un pārējās retzemes - 14%, kas ir standartizēti lielumi tālākai rūpnieciskai pārstrādei (kas paliek nepubliskota). Tad tiek publicēta arī vēsturiska informācija par retzemju ieguvi ASV (izslēdzot torija rūdu – monacītu), kas ir kopš 1991. gada pieaugusi no 16,5 tkst. tonnām līdz 20,7 tkst. tonnām jau 1992. gadā un tāds tas saglabājas 1994. gadā, bet krasi pieaug līdz 28,7 tkst. tonnām jau nākamajā gadā (sasniedzot koncentrātu ieguves apjomu Ķīnā – 30 tkst. t). Trešā nozīmīgākā ieguve tiek veikta bijušajā PSRS (6 tkst. t gadā), kas šīs trīs valstis padara par dominējošām šo koncentrātu ieguvē pasaulē (72 tkst. t).
Turpmāk ieguves apjomi kopumā pieaug, bet ļoti nevienmērīgi un 2000. gadā kopējā ieguve pasaulē pieaug līdz 81 tkst. t, bet no šī daudzuma 70 tkst. t iegūst Ķīnā (ASV – tikai 5 tkst. t.). Pēc 10 gadiem kopējā ieguve pasaule ir ap 130 tkst. tonnām un gandrīz visu iegūst tikai Ķīnā (ļoti nedaudz Indijā, Brazīlijā un Malaizijā- kopā 2,8% pret Ķīnas ieguldījumu). Pasaules tirgus pieprasījums dramatiski (par 30%) palielinās 2018. gadā, kas ļauj uzsākt ieguvi vairāk nekā pirms 20 gadiem pamestās raktuvēs visas iepriekšēji minētās valstīs, kā arī uzsākt ieguvi Burundi un Vjetnamā. Ķīna saglabā dominējošo lomu pasaulē (71%) un pēc zināmas stabilizācijas kāpina ieguves apjomus. Līdz 2020. gadam pasaules tirgus pārstrukturējas, kurā Ķīna nostiprina savu lomu divējādā nozīmē.
Ķīnas lomas izspēle
Pēc ieguves apjomiem Ķīna ir nenoliedzams pasaules līderis, kontrolējot ap 70% pasaules tirgus un no šīs konkurences sāk izstāties Birma, ASV un Austrālija. Tomēr ir otra nepamanīta tendence. Visdrīzāk tālredzīgas un ilgtermiņā plānotas politikas dēļ Ķīna tieši šajā sektorā mērķtiecīgi aptuveni kopš 2006. gada investē koncentrātu pārstrādes tehnoloģiju izstrādē. Tās objektīvi ir ļoti sarežģītas un vairumā valsti nespēj no rūdu koncentrāta ekstrahēt vairāk par 50%, realitāte – reti virs 34%. Ķīnieši izstrādā ļoti garas tehnoloģiskās līnijas ar ļoti ievērojamu procesu manuālo pieregulēšanas sistēmu, kas ļauj no rūdu koncentrātiem vienā ražošanas līnijā ekstrahēt (virs 80%) atsevišķi lielāko daļu no lantanīdiem, kas ir pieprasīti tirgū. Daudzās valstīs tiek visai intensīvi meklēti tehnoloģiski risinājumi un iespējamās citu tehnoloģiju adaptācijas. Neveiksmīgi. Arī kopēt ķīniešu ražošanas līnijas ir neiespējami, jo tās līdz sīkumam ir pašā Ķīnā projektētas un tās ir uz vietas izgatavotas.
Par īpaši mērķtiecīgu virzību uz dominanti pasaulē netieši norāda vismaz divi elementi. Kad tehnoloģisko meklējumu veiksme ļauj uzsākt neliela mēroga pilotproejktus iekšējā Mongolijā ap 120 km uz ziemeļiem no Baotou pilsētas, bet vietas slepenības dēļ, tur iegūtā rūda tika nogādāta uz pārstrādi plašā rūpniecības uzņēmumu zonā Baotou pilsētas nomalē. Koncentrātu iegūšana nav dabas aizsardzības pasākums - procesā tiek izmantotas dažādas ļoti stipras skābes, augstas koncentrācijas citu metālu sāļi un Baotou izveidojas plaši ķīmisko atkritumu dīķi un izgāztuves. Tās “netīšām” 2012. un 2013. gadā atklāj La Monde un The Guardian žurnālisti un pasauli pāršalc briesmu stāstiii par atpalikušu un primitīvu rūpniecību, šausmīgu piesārņojumu un pufaikās tērptu “vergu” darbu. Arī attēli ir pārliecinoši un tas lika Eiropas un Amerikas valdībām un uzņēmumiem laisties snaudā, un ‘pēcdarbība vien zināma kā trokšņošana par dabas piesārņošanu un vietējo iedzīvotāju piespiedu darbu. Tas nav pārbaudāms, jo apmeklēt Iekšējo Mongoliju ārvalstniekiem ir gandrīz neiespējami. Ķīnas klusēšana un publisku pārmetumu ignorance ir labi saprotama.
Otrs arguments plānam ir tieši pēc tehnoloģiju atklāšanas sākas retzemju atradņu un perspektīvo laukumu iegāde visā pasaulē. Tiek pirkta zeme, vietējās kompānijas (kuru rīcībā ir atbilstošas raktuvju tiesības un licences), tiek realizētas infrastruktūras izveides un uzlabošanas projekti daudzas Āfrikas un Dienvidamerikas zemēs. Tas daudzu valdību durvis ļauj atstāt atvērts mērķtiecīgi izvietotam ķīniešu (ne valdības) kapitālam.
Labāki tehnoloģiskie procesi tiek atklāti, bet netiek tālāk par dažu gramu tīrvielas iegūšanas. To turpmākā izpēte un attīstība prasa daudzus simtus miljonus ASV dolāru investīcijas tikai pētniecībā un daudzus pētniecības gadus. Tam nav nekāda ekonomiska pamatojuma, un kopš 2018. gada aizvien vairāk rūdu koncentrātu iegūstošas valstis (visvairāk -Austrālija, Birma, Vjetnama, Malaizija) šīs rūdas ved uz Ķīnu pārstrādei un par zināmu samaksu saņem pretī metālu oksīdu produktu, kas kalpo par pamatu dažādai retzemju izmantošanas veidiem. Ķīna kļūst par dabisko monopolu pasaulē, kur visai vāju konkurenci dažu retzemju metālu ieguvē saglabā Brazīlija, Krievija un Dienvidāfrika. Pieaug arī vajadzības pēc retzemju metāliem un pasaulē 2023. gadā tika iegūti 376 tkst. t rūdu koncentrāta, bet 2024. gadā – 390 tkst. t. Lai arī koncentrātus pagājušā gadā ieguva 390 tkst. t apjomā un tos ieguva 13 valstīs, Ķīnā ir koncentrēta 69% ieguves.iii Jaunpienācējas šajā koncentrātu tirgū ir Madagaskara, Nigērija un Tanzānija.
Tomēr tas nav tik pieticīgi, jo daudzas valstīs retzemju koncentrātus ieguva Ķīnas kompānijas, kā rezultātā Ķīna fiziski kontrolē ap 85% retzemju metālu rūdu koncentrātu ieguvi, un vēl augstāka daļa ir šo metālu un metālu oksīdu ražošanā. Par šādu iespējamu scenāriju ASV Ģeoloģijas dienests jau 1987. gadā savā ziņojumā brīdināja ASV valdību,iv lai gan tajā laikā retzemju metāliem bija daudz mazāk svarīga nozīme.
Amerikas kompāniju reakcija
Retzemes nelielos daudzumos ASV iegūst jau kopš Manhetenas projekta laikiem un palielinās pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, galvenokārt ar mērķi iegūt toriju, tad vairāk kosmosa industrijai. Tomēr pēc PSRS sabrukuma, retmetālu cenas krītas, un daudzus retzemes iegūt ekonomiski ir nelietderīgi. Specializēta kalnrūpniecības apstājas un negatīvās nākotnes prognozes neliek atradnes, pārstrādes uzņēmumus un infrastruktūru atstāt konservācijā. Tā vietā ASV kompānijas izvēlās iepirkt gatavo produkciju Ķīnā, Krievijā, Japānā, Korejā, Malaizijā.
Retzemju elementu atdalīšanas rūpnīca Mountain Pass, Kalifornijā, atsāka darbību 2007. gadā un turpināja darboties līdz 2010.gadam. Detalizēti ģeoloģiskie pētījumi un ekonomiskas analīzes turpinājās Bear Lodge Vaiomingā; Diamond Creek Aidaho štatā; Elk Creek Nebraskā; Hoidas ezerā Saskačevanā, Kanādā; Nechalacho (Tora ezerā) Ziemeļrietumu teritorijās, Kanādā; Kangankunde Malāvijā; Lemhi Pass Aidaho-Montānā; Nolans projektā Ziemeļu teritorijā, Austrālijā; un dažādās citās vietās visā pasaulē (amerikāņu kompānijas vai ar viņu līdzdalību). Tomēr neveiksmīgi ekonomisku iemeslu dēļ (pārāk lielas sākotnējas investīcijas pret produkta cenu tirgū).
Ieguve tiek uzsākta tikai Mount Weld retzemju atradnēs Austrālijā (2008. g.), kopumā šeit tika iegūtas 773 000 tonnu rūdas ar vidējo retzemju koncentrāciju (REO) saturu 15,4%. Bet minerālu graudiņi ir ļoti smalki un to koncentrēšanai neeksistē neviens uzņēmums reģionā, un iegūt nav iespējams pat 50% no minerālos esošām retzemēm. Ekonomiski nebija pamatoti turpināt ieguvi, bet visi koncentrāti nonāca pārstrādei Ķīnā. Nav pierādāms, bet Austrālijā slēgtās atradnes un pamestās rūpnīcas netiešie īpašnieki ir ķīniešu uzņēmumi.
Nebūtu pamata tik šauru tirgus sektoru apskatīt, ja vien retzemes pēc 2020. gada nekļūst par kritisku resursu jauno tehnoloģiju ieviešanai vairākas nozarēs, lielākais patērētājs- militārā rūpniecība.
i The Third International Conference on Rare Earths Development & Application was held in Baotou, Inner Mongolia, China, on August 21-25, 1995. The 21st Rare Earth Research Conference is scheduled to meet in the United States in Duluth, MN, on July 7-11, 1996.
Kam vajag visvairāk retzemes? Tikai trīs ilustratīvi piemēri:
ASV valdības mēģinājumi
Tomēr ASV valdība neatstāja pilnīgā novārtā retzemju elementus, atstājot to tikai kompāniju pārziņā. Lai atbrīvotos no atkarības no retzemju elementiem, tā ir izmēģinājusi kopumā trīs ceļus.
Pirmā iespēja ir atvērt raktuves un pašiem tajās veikt apstrādi, lai atjaunotu Mountain Pass retzemju raktuvju darbību. Tā nodrošināja visas ASV vajadzības pagājušā gadsimta sešdesmitajos un septiņdesmitajos gados Amerikas Savienotās Valstis kļuva par pasaules līderi retzemju jomā. Tikai 2018. gadā ASV Aizsardzības departaments piešķīra līdzekļus ASV uzņēmumam MP Rare Earth Corporation, lai iegūtu pamestās atradnes zemi un būves, veiktu papildus izpēti. Tas tika paveikts, bet jaunais īpašnieks tikai zemas kvalitātes sākotnējo koncentrātu un to transportēja uz Ķīnu pārstrādei un par to saņēma pretī noteiktu daudzumu retos metālus. Risinājums bija ekonomiski pamatots, bet nerisināja ASV atkarības mazināšanu no Ķīnas. Panākts tika tieši pretējais, un faktiski valdības finansējums bija izšķērdēts. Ļaunas mēles melš, ka šo shēmu priekš ASV uzņēmuma izstrādāja Šanhajā bāzēts starptautisks uzņēmums.
Otru ceļu iet ASV Enerģētikas departaments, kurš 2020. gadā iztērēja 50 miljonus ASV dolāru retzemju elementu pārstrādes programmai ar mērķi līdz 2025. gadam atgūt 90% retzemju elementu no akumulatoriem. Tomēr šeit arī otrais ceļš noslēdzas, jo netika izstrādāti nekādi inženiertehniskie risinājumi un projekti.
Trešo ceļu uzņēmās realizēt lielās korporācijas, kurām vitāli nepieciešami retzemju metāli pamata ražošanā. To priekšlikums paredz piesaistīt investīcijas un specializētus uzņēmumus no citām valstīm, lai tie darbotos ASV teritorijā un strādātu ar retzemju rūdām vai to koncentrātiem. Tika pieņemts, ka tas varētu būt Austrālijas uzņēmums Lynas (lielākais uzņēmums pasaulē šajā jomā ārpus Ķīnas). ASV valdības izveidots uzņēmums saņēma arī subsīdijas no Pentagona, lai Teksasā uzceltu smago retzemju elementu atdalīšanas rūpnīcu, taču progress līdz šim ir ļoti lēns. Saskaņā ar Stratēģisko un starptautisko pētījumu centra datiem, ASV Aizsardzības departaments vien kopš 2020. gada retzemju elementiem ir piešķīris subsīdijas vairāk nekā 439 miljonus ASV dolāru, un šogad ir piešķirti vēl 350 miljoni ASV dolāru.i Tās nav mazas investīcijas, tomēr nepietiekošas šajā sektorā, lai ražošana tiktu uzsākta paātrinātā tempā un spētu ietekmēt drīzumā Ķīnas retzemju metālu eksporta tirgu (2024. gadā tas bija 489 miljoni ASV dolāru).
Tas nav veiksmes un izaugsmes ceļš, jo arī Austrāliešu tehnoloģijas visai būtiski atpaliek no Ķīnā realizētiem rūpnieciskiem procesiem, un diskusijas par jaunām ražotnēm šogad būs pašā ASV.
Izceļami vēl divi atsevišķi aspekti. Pirmkārt, Eiropas un Amerikas valstu retzemju metālu rafinēšanas tehnoloģijas ievērojami atpaliek no Ķīnas tehnoloģijām. Retzemju elementu rafinēšana nav tikai jautājums par to, vai to var izdarīt, bet iegūtā produkta tīrība ir izšķiroša. Piemēram, ASV esošas tehnoloģijas var droši rafinēt retzemju elementus tikai līdz trīs deviņnieku tīrības pakāpei jeb 99,9 %. ASV pieejamās tehnoloģijas ļauj rūpnieciski ražot retzemju elementus līdz četru deviņnieku tīrības pakāpei, bet piecu deviņnieku tehnoloģijas joprojām ir tikai laboratorijās un būs vajadzīgi vēl vismaz 3-5 gadi, lai tas nonāktu inženieru un projektētāju rīcībā. Bet ar jaunā prezidenta administrāciju sadarbību vēlas vien dažas pētniecības iestādes un universitātes. Savukārt Ķīna jau vairākus gadus rūpnieciski attīra retzemju metālus līdz sešiem devītniekiem un šogad ir jābeidzas laboratorijas pārbaudēm septiņu deviņnieku tīrības retzemju rūpnieciskai ražošanai.
Minētais ir būtiski, jo retzemju elementu tīrībai ir liela ietekme uz to pielietojumu, jo pat neliels piemaisījumu daudzums izraisīs veiktspējas un stabilitātes eksponenciālu samazināšanos. Piemēram, dažos augstas precizitātes dzinējos, ja pievienotie retzemju elementi nav pietiekami tīri, karstumizturība būs par kārtu (tas ir desmit reizes) sliktāka.
Salīdzinoša miera stāvokļa vidē visai globalizēto ASV augsto tehnoloģiju uzņēmumu produkti dizaini jau gadiem ilgi tiek veidoti, balstoties uz Ķīnas retzemju metālu noteiktiem parametriem. Tos nevar aizvietot ar daudz zemākas tīrības produktiem no ASV, Austrālijas vai Dienvidāfrikas materiāliem - tie visi ir diviem deviņniekiem mazāk tīri. Produkti ir jāpārdizainē, un tam būs konsekvences. Uzskatāmākais piemērs - nav iespējami piektās paaudzes iznīcinātāji bez ķīniešu augstas tīrības retzemju metāliem un par vēl augstākām tehnoloģijām - ir lietderīgi aizmirst uz daudziem gadiem. Tā to dara Masks, atsakoties no SpaceX lidojumu turpmākās plānošanas uz Marsu, ierobežojot Pūķa (Dragon) projekta attīstību un pauze tiek ieturēta arī valdības „Zelta kupola” projektā - tie nav realizējami bez atbilstošiem materiāliem.
Nav jau tā, ka ASV nebūtu izcili zinātnieki un inženieri, vai to izstrādnes nebūtu galvas tiesu priekšā citiem. Tomēr ir viena fundamentāla problēma – valsts spējas un atbilstoši mehānismi resursu koncentrēšanai lielu un resursu ietilpīgu projektu realizācija. Ja Ķīnā tā ir normāla ikdiena un tā tiek plānota attīstība, tad ASV šādi projekti ir attāla pagātne- Manhetenas projekts, NASA izveide un kosmiskie lidojumi. Retmetālu pieejamība ar tīrību seši devītnieki ASV ir ne mazāk sarežģīts projekts par Manhetenu.
Amerikā projekti tiek uzsākti uz kādu laiku, tad uz laiku apturēti, politika mainās katru dienu, un katra valsts un uzņēmums cīnās pats par sevi. Nav nekāda nacionālā rūpniecības plāna, kura mērķis būtu augsto tehnoloģiju produktu ražošanai. Esošā sistēma te vairāk atgādina Krilova fabulu, par zvēriņiem, kas tos vāģus velk katrs uz savu pusi.ii
Nav jau īsti zināms kāda ir ASV jaunā administrācija patiesībā, jo vairums no darbībām ir visai pretrunīgi vērtējamas vismaz attiecība uz iespējām tuvākā nākotnē realizēt augsti tehnoloģiskus sasniegumus ražošanā, jo uzkurinātās pretrunas zinātnes un augstākās izglītības pasaulē, tarifu kari par labu vienkāršas un standartizētas produkcijas (tērauda un alumīnija) ražotāju protekcionismam, nenorāda uz izaugsmes vēlmi. Tomēr jānorāda, ka
retzemju metālu nozares iezīme ir tā, ka tai nepieciešami lieli sākotnējie ieguldījumi, bet tās atdeve ir lēna. Ja izmaksas netiks samazinātas, bet tikai kompensētas ar dažādām dotācijām un atbalstiem, tai nebūs tirgus konkurētspējas un tā varēs tikai gaidīt savu galu.
Šajā nozīmē svarīgi sekot līdzi ASV enerģiski pieprasītām tirdzniecības sarunām ar Ķīnu, kurās retzemes ir viens no centrālajiem jautājumiem, bet pašsaprotami, ka Ķīna nepārdos un nenodos ASV savas tehnoloģijas - valstij, kura Ķīnu uzskata par savu ienaidnieku un jaunās ASV militārās tehnoloģijas un to produkti jau nav paredzētas Ķīnas aizsardzībai. Priekš ASV noteikti pats sliktākais scenārijs te būtu Ķīnas spējām vienoties ar Krieviju un Eiropas Savienību, kuru rīcībā nav viegli pieejamu izejvielu un arī tehnoloģiju augstāku par četru devītnieku tīrības retzemju metālu iegūšanai.
_____________________________________________________
The Third International Conference on Rare Earths Development & Application was held in Baotou, Inner Mongolia, China, on August 21-25, 1995. The 21st Rare Earth Research Conference is scheduled to meet in the United States in Duluth, MN, on July 7-11, 1996.
https://chinaworldleader.quora.com/US-Failed-Attempt-to-Bring-back-Rare-Earth-Production
Fabula "Gulbis, līdaka un vēzis" (Лебедь, Щука и Рак, 1814).
Comentários