Nền kinh tế phương Tây nỗ lực tái chế đất hiếm để thoát khỏi phụ thuộc vào Trung Quốc

Trong hơn thập kỷ, Trung Quốc đã độc chiếm thị trường đất hiếm, gây ra những ảnh hưởng sâu rộng lên các nền kinh tế và thương mại toàn cầu, thậm chí cả an ninh quốc gia Hoa Kỳ.

Trong bối cảnh Trung Quốc ngày càng thắt chặt kiểm soát nguồn cung các khoáng sản quan trọng toàn cầu, các nước phương Tây đang nỗ lực giảm bớt sự phụ thuộc vào đất hiếm của Trung Quốc.

Nỗ lực bao gồm việc tìm kiếm các nguồn khoáng sản đất hiếm thay thế, phát triển công nghệ giảm sự phụ thuộc và thu hồi trữ lượng hiện có thông qua việc tái chế các sản phẩm đã hết hạn sử dụng.

Bạn không thể chế tạo một chiếc xe hiện đại mà không có đất hiếm.

Tháng 9/2024, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã đầu tư 4,2 triệu USD vào Rare Earth Salts, một công ty khởi nghiệp với mục tiêu chiết xuất oxit từ các sản phẩm tái chế trong nước như bóng đèn huỳnh quang.

Toyota của Nhật Bản cũng đang đầu tư vào các công nghệ nhằm giảm sử dụng các nguyên tố đất hiếm.

Theo Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, Trung Quốc kiểm soát 69% sản lượng khai thác đất hiếm vào năm 2024 và gần một nửa trữ lượng của thế giới.

Các nhà phân tích từ AlixPartners ước tính rằng một chiếc xe điện chạy pin động cơ đơn điển hình chứa khoảng 550 gram (1,21 pound) các thành phần chứa đất hiếm, khác với xe chạy xăng chỉ sử dụng khoảng 140 gram (5 ounce) đất hiếm.

Rất nhanh thôi, thế hệ xe điện đầu tiên sẽ đến lúc cần được tái chế, tạo ra một nguồn vật liệu nằm ngoài Trung Quốc, do phương Tây kiểm soát.

Hơn một nửa số xe du lịch mới bán ra tại Trung Quốc là xe chạy pin và xe hybrid, trong khi ở Mỹ, phần lớn vẫn là xe chạy xăng.

Với việc tốc độ tiếp nhận xe điện (ở Mỹ) chậm lại và các quy định chuyển đổi từ xe động cơ đốt trong sang xe điện đang lùi về tương lai, sự cần thiết phải thay thế vật liệu nguồn gốc Trung Quốc trong xe điện đang giảm đi.

Theo Cox Automotive, chỉ 7,5% doanh số bán xe mới tại Mỹ trong quý đầu tiên là xe điện, tăng khiêm tốn so với một năm trước. Họ chỉ ra rằng khoảng hai phần ba số xe điện bán ra ở Mỹ năm ngoái được lắp ráp trong nước, nhưng các nhà sản xuất vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu linh kiện.

Cuộc chiến thương mại toàn diện hiện nay với Trung Quốc, nhà cung cấp vật liệu pin xe điện hàng đầu thế giới, sẽ càng bóp méo thị trường.

Mô-men xoắn hiếm

Trong số 1,7 kilogram (3,74 pound) thành phần chứa đất hiếm được tìm thấy trong một chiếc xe điện chạy pin động cơ đơn điển hình, 550 gram (1,2 pound) là đất hiếm nguyên chất. Một lượng tương tự, 510 gram, được sử dụng trong các loại xe hybrid dùng pin lithium-ion.

Đầu tháng 4 vừa qua, Trung Quốc đã công bố các biện pháp kiểm soát xuất khẩu đối với bảy loại đất hiếm. Theo dữ liệu của AlixPartners, những hạn chế này bao gồm terbium - một chất thường được sử dụng khoảng 9 gram trong một chiếc xe điện động cơ đơn.

Theo dữ liệu, sáu loại đất hiếm khác có thể bị kiểm soát không được sử dụng đáng kể trong ô tô. Tuy nhiên, danh sách tháng 4 không phải là duy nhất. Một danh sách kiểm soát kim loại riêng biệt của Trung Quốc có hiệu lực vào tháng 12 đã hạn chế xuất khẩu cerium - trung bình một chiếc xe điện động cơ đơn sử dụng khoảng 50 gram.

Các biện pháp kiểm soát này đồng nghĩa với việc các công ty Trung Quốc xử lý khoáng sản phải được chính phủ phê duyệt mới có thể bán ra nước ngoài.

Caixin (Trung Quốc) đã đưa tin vào ngày 15/5, chỉ vài ngày sau thỏa thuận ngừng cạnh tranh thương mại Mỹ-Trung, ba công ty nam châm đất hiếm hàng đầu của Trung Quốc đã nhận được giấy phép xuất khẩu từ Bộ Thương mại để vận chuyển đến Bắc Mỹ và Châu Âu.

Điều đáng lo ngại đối với các doanh nghiệp quốc tế là hầu như không có lựa chọn thay thế Trung Quốc để có được đất hiếm. Các mỏ có thể mất nhiều năm để được cấp phép hoạt động, trong khi các nhà máy chế biến cũng cần thời gian và chuyên môn để thành lập.

Hiện nay, Trung Quốc kiểm soát hơn 90% nguồn cung cấp tinh chế toàn cầu đối với bốn nguyên tố đất hiếm làm nam châm (Nd, Pr, Dy, Tb), được sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu cho động cơ xe điện. Những nguyên tố này bao gồm neodymium, praseodymium, dysprosium và terbium.

Theo AlixPartners, đối với loại pin hydride kim loại niken ít phổ biến hơn trong các xe hybrid, lượng đất hiếm tăng lên 4,45 kilogram, tương đương gần 10 pound. Điều này chủ yếu là do loại pin đó sử dụng 3,5 kilogram lanthann.

Ước tính khoảng 70% trong hơn 200 kilogram khoáng sản trong một chiếc xe điện đi qua Trung Quốc, nhưng điều này thay đổi tùy theo loại xe và nhà sản xuất. Rất khó để đưa ra một con số chính xác.

Lo ngại thách thức về năng lượng, nguồn cung không đủ

Tuy nhiên, việc tái chế vẫn có những giới hạn, bởi quá trình này còn nhiều thách thức, tiêu tốn năng lượng và mất thời gian. Hơn nữa, ngay cả khi việc áp dụng xe điện ở Mỹ chậm lại, các khoáng sản này vẫn được sử dụng với số lượng lớn hơn nhiều trong lĩnh vực quốc phòng.

Ví dụ, theo Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược và Quốc tế (CSIS) có trụ sở tại Washington, D.C., tiêm kích F-35 chứa hơn 900 pound đất hiếm.

Các hạn chế về đất hiếm của Trung Quốc cũng vượt ra ngoài danh sách được theo dõi chặt chẽ công bố vào ngày 4/4.

Trong hai năm qua, Trung Quốc đã tăng cường kiểm soát một nhóm kim loại rộng hơn, được gọi là khoáng sản quan trọng. Mùa hè năm 2023, Trung Quốc cho biết sẽ hạn chế xuất khẩu gallium và germanium, cả hai đều được dùng trong sản xuất chip. Khoảng một năm sau, nước này công bố hạn chế antimon, một chất được dùng để tăng cường độ bền của các kim loại khác và là thành phần quan trọng trong đạn dược, sản xuất vũ khí hạt nhân và pin axit-chì.

Hội đồng Nhà nước, cơ quan điều hành cao nhất của đất nước, đã ban hành một chính sách toàn diện nhằm tăng cường kiểm soát xuất khẩu, bao gồm cả các khoáng sản có thể có tính năng kép, tức là có thể được sử dụng cho mục đích quân sự và dân sự.

Một hạn chế khiến nhiều người trong ngành bất ngờ là đối với vonfram, một khoáng sản quan trọng được Mỹ chỉ định nhưng không phải là đất hiếm. Kim loại cực kỳ cứng này được sử dụng trong vũ khí, dụng cụ cắt, chất bán dẫn và pin ô tô.

Theo dữ liệu từ Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, Trung Quốc sản xuất khoảng 80% nguồn cung vonfram toàn cầu vào năm 2024, và Mỹ nhập khẩu 27% vonfram từ Trung Quốc.

Michael Dornhofer, người sáng lập công ty tư vấn kim loại Independent Supply Business Partner, cho biết mỗi pin xe điện thường sử dụng khoảng 2 kilôgam vonfram. Ông chỉ ra rằng lượng vonfram này không thể quay trở lại chuỗi tái chế trong ít nhất bảy năm, và mức độ sử dụng thấp của nó thậm chí có thể khiến việc tái sử dụng không khả thi.

50% vonfram trên thế giới được Trung Quốc tiêu thụ, vì vậy hoạt động kinh doanh của họ vẫn diễn ra bình thường. Phần 40% còn lại được sản xuất (tại Trung Quốc) và xuất sang phương Tây thì không tồn tại.

Ông nói thêm rằng khi mỏ vonfram sắp tới của công ty tại Hàn Quốc hoạt động trở lại trong năm nay, điều đó có nghĩa là sẽ có đủ nguồn cung kim loại không phải từ Trung Quốc để đáp ứng nhu cầu quốc phòng của Mỹ, Châu Âu và Hàn Quốc.

Tuy nhiên, đối với các ngành ô tô, y tế và hàng không vũ trụ, nguồn cung “đơn giản là không có đủ”.

×