De westerse wereld poogt een eigen toeleveringsketen voor magneten op te bouwen en daarmee zijn afhankelijkheid van China te verminderen. Die actie wordt aangevoerd door een grootschalige Amerikaanse steun voor het bedrijf MP Materials, maar daarbij moet volgens analisten met een cruciaal probleem rekening worden gehouden. Er blijkt immers een tekort aan zogenoemde zware zeldzame aardmetalen.
De Verenigde Staten en hun bondgenoten werken koortsachtig aan een alternatieve toeleveringsketen voor supersterke zeldzame aarde-magneten, die essentieel zijn voor onder meer defensie-technologie, elektrische voertuigen, elektronica en windturbines.
MP Materials, gevestigd in de Amerikaanse staat Nevada, wil de volledige keten, van mijnbouw tot de productie van magneten, integreren en heeft ambitieuze plannen om binnen enkele jaren magneten te produceren. Het bedrijf wordt gesteund door een overeenkomst van juli die miljarden dollars aan Amerikaanse overheidssteun omvat. MP Materials maakte eerder deze maand bekend dat de verwerking van twee lichte zeldzame aardmetalen dit kwartaal met 51 procent is gestegen.
Analisten waarschuwen echter dat tekorten aan de zware elementen dysprosium en terbium een Achilleshiel kunnen vormen om een westerse magneetindustrie te ontwikkelen buiten de geopolitieke spanningen die de Chinese toevoer onder druk zetten. De Mountain Pass Mine van MP Materials in Californië bevat slechts minieme sporen van deze twee elementen, die weliswaar in kleine hoeveelheden worden gebruikt, maar onmisbaar zijn. Dysprosium en terbium zorgen ervoor dat magneten ook bij hoge temperaturen – zoals in motoren van elektrische auto’s – hun magnetische eigenschappen behouden.
“MP Materials staat voor een forse uitdaging,” betoogt Ilya Epikhin, analist bij het adviesbureau Arthur D. Little. “Het bedrijf zal naar Brazilië, Maleisië of sommige Afrikaanse landen moeten gaan om die grondstoffen te vinden, maar dat kan veel tijd kosten.” Michael Rosenthal, operationeel directeur van MP Materials, benadrukte dat het bedrijf actief in gesprek is met potentiële leveranciers van zware grondstoffen. Rosenthal noemde echter geen namen. Verder rekent MP Materials op recyclage-materiaal met zware zeldzame aardmetalen van Apple. MP Materials zal op zijn beurt aan Apple magneten leveren.
MP Materials is volgens analisten een sprekend voorbeeld van de blijvende afhankelijkheid van de westerse wereld van China voor de verwerking van zware zeldzame aardmetalen. Volgens Benchmark Mineral Intelligence zal het westen in 2030 nog steeds voor 91 procent van zijn behoefte aan zware zeldzame aardmetalen afhankelijk zijn van China. Dat is slechts een lichte daling dan het niveau van 99 procent dat vorig jaar werd opgetekend.
De Chinese exportbeperkingen op zware zeldzame aardmetalen in magneten, die in april werden ingevoerd, hebben in sommige gevallen de productie bij autofabrikanten stilgelegd en de westerse wereld tot actie aangezet. Eind oktober stemde China na een akkoord met de Verenigde Staten ermee in nieuwe controles uit te stellen.
Wedloop
Het aandeel zware zeldzame aardmetalen in ertslagen wereldwijd is aanzienlijk lager dan dat van de lichtere elementen die in magneten worden gebruikt. De schaarste buiten China blijkt onder meer uit de prijs. Dysprosiumoxide kost in Rotterdam 900 dollar per kilogram. Dat is ruim drie keer hoger dan de prijs van 255 dollar die in China wordt gehanteerd.
Volgens Adamas Intelligence zal de productiecapaciteit voor magneten buiten China en Japan tegen 2030 oplopen tot 70.000 ton per jaar. Daarvoor is jaarlijks 1.650 ton dysprosiumoxide nodig. “Zware elementen zijn de volgende sleutel die moet worden omgedraaid om een grootschalige westerse magneetproductie mogelijk te maken,” beklemtoonde Ryan Castilloux, directeur van Adamas Intelligence.
Ondanks een aantal recente deals zullen mijnen buiten China in 2035 volgens het onderzoeksbureau CRU Group naar verwachting slechts 29 procent leveren van de zware zeldzame aardmetalen die het westen voor zijn automobielindustrie en windenergie nodig heeft. “Om die kloof te dichten, zullen nieuwe mijnen moeten worden geopend of zullen bestaande sites sterk moeten worden uitgebreid”, benadrukte Piyush Goel, analist bij de CRU Group. “Maar deze nieuwe mijnen zullen duurder produceren dan de huidige leveranciers, waar China de dominante speler is.”
Veel bedrijven kondigen nieuwe projecten voor zware zeldzame aardmetalen aan, maar de meeste zullen nog jaren op zich laten wachten. MP Materials en Lynas Rare Earths – de twee grootste westerse partijen in de sector – zoeken beide aanvullende ertsen omdat hun eigen mijnen niet rijk genoeg zijn aan zware elementen. Het Australische bedrijf Lynas startte dit jaar met de scheiding van zware zeldzame aardmetalen in Maleisië en is daarmee de eerste producent buiten China. Het bedrijf kondigde plannen aan om de productie te verhogen naar 250 ton dysprosium en 50 ton terbium per jaar, maar noemde geen tijdlijn.
Iluka Resources, een andere Australische producent van zeldzame metalen, bouwt in Eneabba een raffinaderij die uiteindelijk 750 ton zware zeldzame aardmetalen per jaar zal kunnen verwerken. De nieuwe site zou in 2027 in gebruik genomen moeten kunnen worden. Het bedrijf werkt daarbij samen met Northern Minerals, dat vanaf 2028 aan Iluka materiaal zal leveren.
MP Materials wil de productie van magneten uiteindelijk opvoeren tot 10.000 ton per jaar en volgend jaar een scheidingsinstallatie voor zware elementen openen. Die instellatie zou 200 ton dysprosium en terbium per jaar moet kunnen leveren. Maar de eigen mijn bevat minder dan 1,8 procent middelzware en zware zeldzame aardmetalen. MP zegt enkele honderden tonnen concentraat te hebben opgeslagen, maar dat bevat slechts 4 procent dysprosium en terbium.
Ecologische impact
“Brazilië ontwikkelt zich tot een grote exporteur van zeldzame ertsen, maar de echte bottleneck zit in de raffinage”, betoogt Neha Mukherjee, analist van Benchmark Mineral Intelligence. “Technologie buiten China zal naar verwachting pas rond 2029 klaar zijn en de kosten zullen vijf tot zeven keer hoger liggen.”
Hogere concentraties zware elementen komen voor in ionische kleimijnen, waar een standaardwinning gebeurt met een chemische uitloging. In Myanmar leidde dit echter tot waterverontreiniging en ontbossing. Westerse bedrijven claimen milieuvriendelijkere methoden te gebruiken, maar krijgen soms tegenstand van lokale gemeenschappen. Winning uit monaziet brengt bovendien radioactieve elementen zoals uranium en thorium – die moeilijk veilig kunnen worden verwerkt – met zich mee. “Een belangrijk knelpunt is de grotere ecologische impact van de winning en verwerking van zware zeldzame aardmetalen,” zegt Goel.
Sommige bedrijven, waaronder het Duitse Vacuumschmelze (VAC), produceren magneten zonder zware elementen, maar die zijn alleen bruikbaar in beperkte toepassingen, zoals langzaam draaiende windturbines. “Zodra het gaat om toepassingen zoals motoren voor elektrische wagens die snel draaien en temperaturen bereiken van 120 graden Celsius tot 140 graden Celsius, heeft men de zware elementen nodig,” stipt Erik Eschen, chief executive van Vacuumschmelze, aan.