Teksas zapewnia model bardzo potrzebnego remontu łańcucha dostaw

Emily Pickrell, uczona w dziedzinie energii UH

Chipy półprzewodnikowe są coraz mniejsze, ale kryzys związany z dostarczaniem ich wystarczającej ilości był na tyle duży, że rodzi pytania o przyszłe zazielenienie Ameryki. 

Chipy odgrywają kluczową rolę we wszystkim, od komputerów po smartfony, ale są również krytyczne w technologii, która ma zastąpić know-how w zakresie paliw kopalnych, zwłaszcza w pojazdach elektrycznych oraz elektrowniach słonecznych i wiatrowych.

Gdy globalne łańcuchy dostaw zawarczały – napędzane problemami w Chinach i pandemią Covid – uwypukliło to nieadekwatność naszego krajowego łańcucha dostaw. Jeden z największych czynników ograniczających zamiast tego produkcję własnych chipów?

Wymagane materiały ziem rzadkich.

Pierwiastki ziem rzadkich to nazwy prosto z tabeli chemii w szkole średniej – liczby atomowe od 57 do 71 (lantanowce) plus skand i itr.

Elementy te mają właściwości przewodzące lub magnetyczne, idealne dla różnych zaawansowanych technologicznie produktów, w tym półprzewodników.

W ostatnich latach Stany Zjednoczone importowały większość swoich pierwiastków ziem rzadkich lub pierwiastków ziem rzadkich – z czego 80% pochodziło z Chin. Większość produkcji chipów mikroprocesorowych została w dużej mierze przeniesiona do tańszych lokalizacji za granicą, zwłaszcza do Azji. Pierwiastków ziem rzadkich nie brakuje na całym świecie, ale trudno je wydobyć. Dzieje się tak dlatego, że ich rudy szybko się utleniają. Trudność w wydobyciu oznacza również, że kopalnie te często powodują rozległe zanieczyszczenie wody i gleby.

Przechodząc szybko do 2020 r., gwałtowny wzrost popytu na komputery i mikroczipy – spowodowany zakłóceniami w dostawach i gwałtownym wzrostem liczby biur domowych – zakłócił łańcuch dostaw półprzewodników.

Rosnąca komputeryzacja wszystkich nowych pojazdów sprawiła, że ​​sektor motoryzacyjny jest podatny na problemy związane z łańcuchem dostaw. Niedobór siał spustoszenie w branży motoryzacyjnej w zeszłym roku: Ford, Jaguar Land Rover, Volkswagen, General Motors, Nissan, Daimler, BMW i Renault zamknęły fabryki lub ograniczyły produkcję, powołując się na niedostępność chipów.

A niedobór może się łatwo pogłębić. Administracja Bidena wyznaczyła cel 50% udziału w sprzedaży pojazdów elektrycznych do 2030 r. Pojazdy elektryczne, zarówno hybrydowe, jak i akumulatorowe, wymagają REE do silników elektrycznych potrzebnych w tych pojazdach. Osiągnięcie tych celów sprzedaży pojazdów elektrycznych będzie prawdopodobnie wymagało silnego krajowego łańcucha dostaw pierwiastków ziem rzadkich, zwłaszcza jeśli kraj zamierza skorzystać ekonomicznie ze wszystkich zielonych inwestycji. 

Jednak obfitość metali ziem rzadkich w miejscach takich jak Wietnam, Rosja, Australia i Brazylia nie oznacza, że ​​Stany Zjednoczone nie mają własnych wystarczających zasobów – wręcz przeciwnie. Teksas, Kalifornia, Minnesota, Wyoming i Alaska mają znaczne zasoby minerałów ziem rzadkich.

Jeszcze przed tym ostrym kryzysem zarówno administracja Trumpa, jak i Bidena budowały swoje kampanie na obietnicach ożywienia rodzimej produkcji i koncentrowały się na potrzebie budowania tych łańcuchów dostaw.

Rozporządzenie prezydenta Trumpa z 2020 r., które ogłosiło stan wyjątkowy w przemyśle wydobywczym, przewidywało wydatki rządowe do 1.75 miliarda dolarów na pierwiastki ziem rzadkich w amunicji i pociskach oraz 350 milionów dolarów na mikroelektronikę.

Administracja Bidena oparła się na tym rozwoju łańcucha dostaw, zachęcając do produkcji krytycznych minerałów ziem rzadkich w przepisach dotyczących infrastruktury.

Inną kwestią jest to, czy i jak szybko Stany Zjednoczone mogą to zrobić, aby sprostać oczekiwanemu wzrostowi popytu.

Zdaniem Michelle Michot Foss, stypendystki działu Energii, Minerałów i Materiałów w Baker Institute na Uniwersytecie Rice, 15 do XNUMX lat to bardziej rozsądny czas oczekiwania na rozpoczęcie działalności przez tradycyjne projekty górnicze i metalowe. Foss zeznawał w zeszłym roku przed Kongresem na temat rozważań dotyczących łańcucha dostaw dla dekarbonizacji transportu.

„W przypadku górnictwa podziemnego, które jest znacznie droższe, kto wie, ile czasu to zajmie” – powiedział Foss. „Istnieją projekty w różnych miejscach – w tym w USA i Kanadzie – które jeszcze nie ujrzały światła dziennego, trwające 15-20 lat. Nikiel, platyna/pallad, pierwiastki ziem rzadkich – to naprawdę trudne”. 

Tymczasem Teksas próbuje dać z siebie przykład, pokazując, jak może działać rozwój łańcucha dostaw pierwiastków ziem rzadkich.

Jego urzędnicy państwowi zjednoczyli się za ideą rozwoju takiego łańcucha dostaw jako priorytetu, zarówno dla rządu, jak i prywatnych graczy.

„Jest to kwestia rosnącego zainteresowania Teksasem, który przoduje w produkcji energii” – powiedział Glenn Hamer, dyrektor generalny Texas Association of Business. „Część zachowania tej niezależności oznacza zapewnienie, że mamy odpowiednie łańcuchy dostaw, zarówno w kraju, jak i za pośrednictwem naszych przyjaciół na arenie międzynarodowej”.

W raporcie z listopada 2021 r. państwo przedstawiło konkretne plany agresywnego zagospodarowania złóż metali ziem rzadkich. 

A państwo ma atrybuty, by wprowadzić plan w życie. Stosunkowo przyjazne dla górnictwa przepisy, dobra infrastruktura i zachęty podatkowe już pomogły zachęcić firmy takie jak USA Rare Earth do założenia sklepu. USA Rare Earth planuje rozpocząć wydobycie niektórych metali ziem rzadkich na 950 akrach państwowych w Sierra Blanca w zachodnim Teksasie do 2023 roku. Firma planuje przetwarzać pierwiastki ziem rzadkich na miejscu i oczekuje, że kopalnia wyprodukuje 16 lub 17 pierwiastków ziem rzadkich. (Obecnie w San Bernardino w Kalifornii istnieje tylko jedna inna kopalnia).

Teksas stara się również o utworzenie potrzebnych zakładów przetwórstwa pierwiastków ziem rzadkich – segmentu przemysłu wydobywczego, który jest obecnie zdominowany przez Chiny. Jedna z takich firm z Teksasu, Blue Line, otrzymała fundusze federalne na instalację do oddzielania pierwiastków ziem rzadkich w Hondo w Teksasie. Minerały ziem rzadkich będą pochodzić od australijskiego partnera Lynas Rare Earths Ltd.

Stan Lone Star jest również gospodarzem jednego z pierwszych obiektów do recyklingu pierwiastków ziem rzadkich z odpadów elektronicznych, Urban Mining Co z siedzibą w San Marcos. Firma ma kontrakt z Departamentem Obrony na mały program pilotażowy, którego celem jest zbieranie użytecznych pierwiastków ziem rzadkich elementy.

Teksas ma nadzieję, że dobrze sobie poradzi, czyniąc dobro. Uważa, że ​​przyciągnie więcej firm z liniami produkcyjnymi wymagającymi tych właściwości pierwiastków ziem rzadkich, aby lepiej stworzyć więcej miejsc pracy i rozwinąć gospodarkę.

Wydaje się, że część z tego już się dzieje.

Samsung ogłosił w listopadzie plany zainwestowania 17 miliardów dolarów w fabrykę układów scalonych w Teksasie, podając infrastrukturę jako jeden z powodów lokalizacji. Tesla ogłosiła oficjalne plany przeniesienia swojej siedziby do Teksasu w październiku. Planuje inwestycję w wysokości 1 miliarda dolarów, ponieważ nadal rozwija produkcję pojazdów elektrycznych w stanie.

Oczywiście ten rodzący się teksański łańcuch dostaw nie wystarcza, aby zaspokoić rosnący popyt w USA na chipy i wymagane przez nie pierwiastki ziem rzadkich. Mimo wszystko jest to zachęcający sygnał, że możemy się budzić ze złudzenia, że ​​offshoring kluczowych procesów produkcyjnych nie pociąga za sobą konsekwencji.

„Postępy są chwiejne, ale przynajmniej dokądś zmierzają” — powiedziała Margaret Kidd, dyrektor programowa ds. łańcucha dostaw i technologii logistycznych na Uniwersytecie w Houston. „Teksas nie rozwiąże problemów łańcucha dostaw chipów w całym kraju, ale jest to pozytywny krok”.

Biorąc pod uwagę szacunki, że osiągnięcie zielonej gospodarki Bidena do 25 r. zajmie 2050-krotność naszej obecnej podaży pierwiastków ziem rzadkich, nie może to nastąpić zbyt szybko.

Emily Pickell jest weteranem w dziedzinie energetyki, z ponad 12-letnim doświadczeniem obejmującym wszystko, od pól naftowych, przez przemysłową politykę wodną po najnowsze przepisy dotyczące meksykańskich zmian klimatycznych. Emily donosiła o problemach energetycznych w Stanach Zjednoczonych, Meksyku i Wielkiej Brytanii. Przed rozpoczęciem pracy dziennikarskiej Emily pracowała jako analityk ds. Polityki w amerykańskim Government Accountability Office oraz jako audytor w międzynarodowej organizacji pomocowej CARE. 

UH Energy to centrum edukacji energetycznej, badań i inkubacji technologii na University of Houston, pracujące nad kształtowaniem przyszłości energetycznej i wypracowywaniem nowych podejść biznesowych w branży energetycznej.