До рідкісноземельних металів (РЗМ) або елементів (РЗЕ) належать 17 мінералів, 15 з яких — із сімейства лантаноїдів (лантан, церій, диспрозіум, ербій, європій, гадоліній, гольмій, іттербій, лютецій, неодим, празеодій, прометій, самарій, тербій і тулій), а два — з групи перехідних металів (скандій та ітрій).
Попри свою назву, рідкоземи трапляються в земній корі частіше за золото. Поклади руд РЗМ є в 34 країнах, найбільші з них розташовані в Бразилії (32%) та Китаї (22%). Концентрація металів у рудах дуже низька, а процеси видобутку й переробки до рівня промислового використання відрізняються токсичністю та витратністю.
Обсяг світового ринку РЗМ оцінюють у $8 млрд. Щороку у світі виробляють близько 170 тис. т цих мінералів (див. «Нова лихоманка»). А додана вартість, що створюється в промисловості завдяки використанню останніх, становить уже $7 трлн і перетворює рідкоземи на важливий компонент сучасної світової економіки та ключовий фактор технічного прогресу. Завдяки особливостям структури атомів РЗМ, що надають їм різні оптичні, електричні, металургійні та магнітні властивості, рідкоземи широко використовують у промислових і передусім оборонних технологіях. Так з 12 т загальної маси американського багатоцільового винищувача п’ятого покоління F-35 рідкоземи становлять 417 кг (3,5%), для 9500-тонного ракетного есмінця типу Arleigh Burke цей показник становить 2360 кг, а для атомного підводного човна типу Virginia (8700 т) — 4173 кг. Від РЗМ залежить і програма створення новаторської лазерної авіаційної гармати для тактичного винищувача. Еластичний світловод гармати містить ербій або неодим, які наразі імпортують з Китаю.
Рідкоземи використовуються у постійних магнітах, які не втрачають своїх властивостей при високій температурі. Кобальтові магніти з самарію стійкіші до розмагнічування, ніж інші аналоги. Ба більше, на відміну від неодимово-залізо-борних аналогів, вони дуже міцні й легкі (при рівній масі вони в десять разів міцніші за традиційні феритові).
Самарій-кобальтові магніти використовують у системах управління (як альтернатива складнішим гідравлічним системам), у блоках наведення ракет і бомб (наприклад в американських JDAM), системах супутникового зв’язку, радіо- та гідролокаторах, механічних системах для зменшення шумності роторів вертольотів тощо.
Читайте також: Едвард Лукас: «Скидається на те, що Білий дім збирається «відкласти» питання Росії, щоб зосередитися на Китаї»
РЗМ уможливили швидкий розвиток плоских екранів і дисплеїв, адже потрібні для цього люмінофори виробляють з використанням ітрію, європію та тербію. А лінзи оптичних систем (зокрема й цифрові камери) містять лантан. РЗМ додають особливих оптичних властивостей і кольору готовій продукції зі скла. Також вони необхідні для виробництва гібридних автомобілів та електрокарів (до 0,9 кг неодиму) й вітрогенераторів (до 2 т неодимових магнітів).
Отже, для оборонно-промислового комплексу (ОПК) США будь-яка затримка в постачанні РЗМ означає гальмування або зростання вартості виробництва озброєння й військової техніки. Тому залежність американської економіки від постачання рідкоземів з КНР дорівнює залежності ОПК від волі Пекіна. І якщо Вашингтон у разі війни планує завдати удару економіці Китаю зокрема й шляхом блокади постачання нафти з Перської Затоки, Пекін уже зараз володіє ефективним засобом асиметричної відповіді.
Для цього йому достатньо будь-якої миті просто обмежити або призупинити критично важливе для американців постачання, що точно ускладнить або навіть зупинить у США виробництво бойових літаків, кораблів, супутникових систем, електричних акумуляторів, турбін вітрових електростанцій. На тлі глобальної конкуренції з Вашингтоном така можливість видається Пекіну дуже спокусливою.
Тим паче, що за даними Financial Times Китай контролює до 80% світових потужностей з переробки рідкоземів і навіть видобуту в Сполучених Штатах руду через брак власних потужностей для подальшої переробки часто відправляють до Піднебесної.
У КНР міститься найбільша у світі копальня рідкоземів Байюнь Обо (Внутрішня Монголія). Значні поклади руд РЗМ також є в південних провінціях Хунань і Фуцзянь. У Байюнь Обо розташований і найбільший рідкісноземельний флотаційний резервуар, який через брак належних захисних шарів є загрозою для всього регіону. Адже забруднену токсичними відходами воду з цього водосховища скидають у річку Хуанхе, яка є джерелом питної води для мільйонів китайців.
Під приводом дотримання норм екології Пекін може не лише підвищувати ціни на сировину, яку постачає, а й тимчасово обмежувати та навіть повністю припиняти видобуток і постачання. Cаме так відбулося в липні 2010 року, коли Китай оголосив про зменшення експорту на 70%, посилаючись саме на необхідність подбати про довкілля.
Сировинна зброя Піднебесної
Китай уже має досвід використання експорту РЗМ як засобу тиску. Так після інциденту 7 вересня 2010 року із затриманням китайського риболовного судна береговою охороною Японії поблизу спірних островів Сенкаку, Пекін помстився шляхом обмеження експорту рідкоземів до цієї країни, яка тоді була найбільшим світовим користувачем цих мінералів.
А щодо США торгівля рідкоземами стала особливою формою помсти Пекіну за санкції, запроваджені Вашингтоном, зокрема за недотримання інтелектуальних прав, кібератаки й порушення прав людини. Чітким сигналом початку цієї експортної війни став проєкт китайського закону, що регулюватиме управління «рідкісними корисними копалинами» («Положення про управління рідкісноземельними металами»), оприлюднений у середині лютого 2021 року. Офіційно його розробили для захисту національних інтересів КНР та промислової безпеки, а також для захисту довкілля.
Китай заздалегідь подбав про свої інтереси та запровадив нормативні акти, що забороняють іноземні інвестиції в розвідку, видобуток і збагачення РЗМ, радіоактивних елементів і вольфраму. А наявні винятки невдовзі буде скасовано, оскільки Пекін уже поступово обмежує експорт РЗМ.
Так у 2020 році Китай експортував 35 447,5 т рідкоземів, що на 23,5% менше, ніж у 2019-му. Системні обмеження зачіпають інтереси США, Японії, Нідерландів, Південної Кореї та Італії (87,8% китайського експорту РЗМ у 2019 році). Певною мірою на зниження експорту вплинула й пандемія, адже імпортери також обмежили рівень замовлень.
Водночас експортні обмеження варто розглядати в розрізі китайських амбіцій, якщо говорити про запровадження передових технологій і першість у такій сфері, як оптика чи електроніка. Тут Китай має багато цілком легальних засобів впливу на експорт (затягування часу на отримання необхідних дозволів, відхилення комерційних заявок конкретних структур, наполягання на попередніх замовленнях тощо).
Читайте також: Росія-Китай. Вісь, народжена вірусом
Китай пішов на обмеження експорту рідкоземів ще й тому, що бажає використовувати їх для виробництва найпросунутішої продукції та продавати на експорт уже готові вироби (смартфони, сонячні батареї, електродвигуни, магніти тощо). Тобто Пекін має намір зберегти унікальні можливості задля власної вигоди, вбудовуючи РЗМ у високі технології. До того ж попит на РЗМ у самому Китаї значно перевищує пропозицію й він сам перетворився на чистого імпортера РЗМ одразу за сімома групами, зокрема зі США та М’янми.
За таких умов Пекін уже активно шукає шляхів збереження монополії на цьому ринку, зокрема розробляє родовища в інших країнах світу й навіть на шельфах. Відомі плани китайської експансії на північ, через Сибір і до Північного Льодовитого океану, де містяться стратегічно потрібні Китаєві нові поклади руд РЗМ (геологічне продовження жили, що розробляється в Байюнь Обо).
Американська відповідь
Безумовно, пряма залежність функціонування економіки США від імпорту десятків критичних мінералів непокоїть адміністрацію Білого дому, тим паче, що є загроза цілеспрямованого перекриття цих чутливих постачань недружньою країною-експортером. І ця залежність постійно зростає завдяки збільшенню в Сполучених Штатах промислового виробництва й відповідно обсягів необхідних РЗМ, отримання яких набуває стратегічного значення.
З 35 найважливіших корисних копалин, які Вашингтон визначив як критично необхідні, 28 імпортуються щонайменше на 50%. Так лише для потреб низьковуглецевих технологій попит на такі мінерали, як графен, індій, кобальт і літій, до 2050 року має зрости в десять разів. Усе це спонукає Вашингтон подбати про захист власної економіки від спроб деяких країн стратегічно послабити США.
Між тим, з 1960-х до 1980-х років США були світовим лідером у сфері видобутку та виробництва рідкісноземельних металів, насамперед завдяки видобутку мінералів у Каліфорнії. Але з часом вони втратили свої позиції в цій сфері на користь Китаю, де ціни на рідкоземи були нижчими завдяки дешевій робочій силі й відсутності витрат на захист довкілля. З 1986 року КНР є найбільшим світовим виробником РЗМ і далі утримує цю позицію.
Щоб запобігти небажаним наслідкам у разі зменшення або призупинення Пекіном експорту РЗМ, Вашингтон переглядає критично важливі ланцюги постачання корисних копалин, і головним ініціатором тут є Міністерство оборони США. Відомство також працює над збільшенням внутрішнього видобутку РЗЕ на базі родовищ у штатах Каліфорнія, Небраска й Техас. Так вибудовується новий і надійніший ланцюг поставок.
Водночас вивчають можливості створити власну первинну обробку сировини та необхідних стратегічних запасів найважливіших матеріалів під наглядом Військової логістичної агенції (Defense Logistics Agency). Були повідомлення про накопичення в шести регіонах країни запасів рідкоземів вартістю $1,1 млрд. США також мають велику частку в загальному процесі збільшення виробництва РЗМ Канадою та Австралією, які в майбутньому можуть перетворитися на експортерів світового рівня.
Читайте також: Нагадування про війну
Зусилля щодо створення нового ланцюжка поставок можуть активізуватися завдяки президенту Байдену, який від початку свого терміну повноважень оголосив про пришвидшення програми впровадження електричних автомобілів, а також відновлюваних джерел енергії у зв’язку з планом протидії кліматичним змінам. У своєму «Виконавчому розпорядженні щодо ланцюгів поставок у США» від 24 лютого 2021 року він нагадав, що «стійкі ланцюжки поставок у Сполучених штатах відродять і відновлять внутрішній виробничий потенціал, збережуть конкурентну перевагу країни в наукових дослідженнях і розробках та створять добре оплачувані робочі місця».
Як спосіб зменшити американську залежність від Китаю названо переробку вторсировини, що дасть змогу не тільки повторно використовувати дефіцитні мінерали, а й забезпечити захист довкілля. Одним зі способів заохочення таких програм переробки є зокрема перекладання відповідальності за поводження з відходами на основних виробників приладів, що їх здебільшого утворюють. У випадку літій-іонних акумуляторів, наприклад, це Apple та Samsung.
У боротьбі з китайськими обмеженнями мають додатково допомогти міжнародні угоди, підписання яких залежатиме від екологічної відповідності видобутку й очищення матеріалів. Але принципи, яких дотримуються у Вашингтоні щодо недемократичних країн, а також правила, які там мають намір запровадити, згодом можуть стати серйозним обмеженням для самих США. Небажання Вашингтона мати справу з нестабільними режимами використовують менш прискіпливі країни, насамперед Китай.
Тому, за підрахунками аналітичного центру Bloomberg NEF (BNEF) у 2020 році у «Глобальному рейтингу ланцюга постачання літій-іонних акумуляторів», до 2025 року Китай домінуватиме, випередивши попередніх лідерів, Японію та Південну Корею, а США і Швеція вийдуть відповідно на третє та четверте місця.
Проте за прогнозами BNEF, за умов послідовності дій Сполучені Штати мають усі шанси вже у 2025 році випередити Китай. Адже на місце в цьому рейтингу впливає не лише доступ до критичних мінералів. Ідеться про доступність дешевої (та чистої) електроенергії для переробки матеріалів і виробництва, кваліфіковану робочу силу та стимули й попит на кінцевий продукт, як-от акумулятори.
Рідкісноземельні перспективи
Цілком природно, що у відповідь на китайські обмеження країни-імпортери активно шукають альтернативу серед інших постачальників РЗМ. За даними Геологічної служби США, це Австралія, яка займає друге місце з видобутку й шосте за розвіданими запасами руд РЗМ, а також Бразилія та В’єтнам, розвідані запаси яких становлять 44 млн т. Запаси руд РЗМ у самих Сполучених Штатах оцінююють у 1,4 млн т.
Низка країн реалізує власні проєкти у сфері видобування РЗМ. Зокрема канадська компанія Saskatchewan Research Council будує в провінції Саскачеван перший вітчизняний завод зі збагачення концентрату РЗМ і виділення окремих елементів. Його запуск заплановано на другу половину 2022 року.
Австралійсько-малайзійська компанія Lynas Rare Earths, єдиний у світі виробник рафінованих РЗМ за межами Китаю, планує побудувати до 2025 року у США (штат Техас) завод з виробництва до 5 тис. т рафінованих рідкоземів на рік. Підприємство працюватиме на сировині, що постачатиметься з Австралії, його будівництво частково фінансуватиме Пентагон.
Певних зусиль у цьому напрямі докладає і РФ, де виробництво РЗМ розглядають як один із засобів «зіскочити з нафтогазової голки» та збільшити власну долю на світовому ринку з 1,3% у 2020 році до 10% у 2030-му.
Також заплановано видобувати РЗМ в інших країнах світу. А загалом, за оцінкою британської консалтингової групи Roskill, до 2030 року виробництво рідкоземів за межами Китаю може зрости до понад 70 тис. т (сьогодні це 20 тис. т). Водночас через брак національних потужностей більшість видобутої сировини постачатимуть на перероблення до Китаю. На долю останнього припадає 85% світового виробництва і 70% (!) світового споживання рафінованих РЗМ.
Китай уже контролює 80% світового ринку переробних матеріалів, необхідних для виробництва літій-іонних акумуляторів, 60% виробництва батарейних компонентів і виробництво магнітів нового покоління (до 75% неодимово-залізо-борних і 60% магнітів із самарію та кобальту). США і Європа намагаються наздогнати країни Азії, щоб створити власний ланцюг поставок РЗМ. Це особливо добре видно в Європі, де зростає попит на електромобілі.
За прогнозами, видобуток руд РЗМ у Китаї до 2022 року зменшився до близько 100 тис. т. А китайський імпорт концентрату РЗМ, навпаки, зріс до 80 тис. т у 2030 році. Та попри зменшення власної частки у світовому видобуванні та створення за кордоном нових потужностей, Пекін наступні десять років зберігатиме контроль над світовим ринком РЗМ.
Експерти консалтингової компанії Adamas Intelligence впродовж найближчої декади прогнозують стрімке збільшення темпів глобального використання деяких РЗМ, що може призвести до гострого дефіциту. Ідеться про неодим, празеодим, диспрозій і тербій, які йдуть на виготовлення постійних магнітів у ОПК, сфері телекомунікацій та інших високотехнологічних галузях. Споживання цих мінералів у 2021—2030 роках зростатиме в середньому на 9,7% на рік. Відповідно, обсяги світового ринку рідкоземів збільшаться з $2,98 млрд (2020 рік) до $15,65 млрд (2030 рік).
Висловлена в серпні 2019 року шокуюча, на перший погляд, пропозиція тодішнього президента США Дональда Трампа купити острів Гренландія, що належить Данії, насправді мала цілком практичне підґрунтя й мету: випередити китайців. Адже на півдні Гренландії розташоване найбільше за межами Китаю родовище РЗМ Kvanefjeld (понад 1 млрд т руди), яке вже давно цікавить Пекін.
За оцінками китайської компанії Antaike, поклади руди РЗМ тут розташовані майже на поверхні, що дає змогу використовувати для отримання концентрату відносно дешеві технології. Потенційну потужність майбутньої копальні оцінюють у 32 тис. т оксидів на рік на 37 років роботи і 13% світового обсягу (від рівня 2020 року).
Але розробку родовища Kvanefjeld найближчим часом може бути відтерміновано внаслідок перемоги на нещодавніх місцевих виборах партії, що виступає проти реалізації цього проєкту. І хоча зареєстрована в Австралії компанія Greenland Minerals уже витратила понад $100 млн на підготовку проєкту розробки цього родовища (загальний обсяг інвестицій оцінюють у $505 млн) дозвіл на це, виданий попереднім урядом, імовірно, скасують.
З огляду на збільшення глобального попиту на РЗМ останнім часом зростає зацікавленість у глибоководній розробці родовищ у територіальних і міжнародних водах. Адже за даними попередніх досліджень, зміст і концентрація деяких металів там у кілька разів перевищує запаси на суходолі. Зокрема масу конкрецій поблизу розлому Кларіон-Кліппертон у Тихому океані оцінюють у 34 млрд т.
Японія у 2018 році повідомила про інвестування в розвиток глибоководної техніки кількасот мільйонів доларів, щоб дослідити донну частину власних територіальних вод. Адже саме там, поблизу острова Мініміторі, на південний схід від Токіо, на глибинах 2—4 км у 2011 році відкрили велике родовище РЗМ. Його запаси оцінюють у 16 млн т, яких вистачить на сотні років. А за концентрацією РЗМ це родовище перевищує всі відомі світові аналоги на суходолі.
Водночас Норвезьке нафтове управління (Norwegian Petroleum Directorate) також вивчає можливість підводного видобутку РЗМ і вже відкрило кілька перспективних родовищ, що містять щонайменше вдвічі більше лантаноїдів, ніж у тихоокеанських або атлантичних покладах. Також там у 20—80 разів більше літію й у 4—7 разів — скандію.
До першої світової п’ятірки країн, що володіють технологіями глибоководної розвідки, належать США, Франція, РФ, Японія і Китай. З 2001 року Міжнародний орган з питань морського дна (International Seabed Authority, ISA) видав 29 ліцензій на розвідку морського дна в Тихому, Атлантичному й Індійському океанах, 17 з яких — у районі зони розлому Кларіон-Кліппертон. Проте до початку експлуатації буде необхідно розв’язати низку технологічних, екологічних, економічних і інституціональних питань.
Водночас тривають розробки прогресивніших технологій перероблення оксидів РЗМ, у яких лідирують японці, але наразі все обмежується браком можливості видобутку корисних копалин у морі, хоча це лише питання часу. Такий видобуток, напевно, буде витратним, проте без РЗМ перехід до шостого й наступних технологічних укладів у світі вважається неможливим.
Українські скарби
Щорічна потреба в металах рідкісноземельної групи в Україні становить 400—600 т, у світі — понад 81 тис. т. Водночас в Україні родовища РЗМ не розробляють, але країна імпортує щороку понад 100—115 т рідкоземів для потреб оборонного та інших секторів. Хоча на нашій території виявлено кількасот пунктів концентрацій РЗМ різних масштабів, які потребують додаткового вивчення. Більшість з них розташовані в межах Українського щита, який експерти розглядають як найбільшу рідкоземельну металогенічну провінцію Європи. У межах останньої виділено три райони концентрацій РЗМ: Південно-Східний, Північно-Західний і Центральний.
Але найцікавішим і вже вивченим є Азовське цирконій-ітрієве рідкісноземельне родовище в Нікольському районі Донецької області. Його перспективні ресурси до глибини 300 м оцінюють у 56 млн т руди, що перевищує найбільші розвідані запаси в Китаї (43 млн т). Великим плюсом цього родовища є й географічне розташування — дуже близько до Європи.
Дослідження руд підтвердили можливість промислового вилучення РЗМ шляхом гідрометалургійного очищення. Однак залученню родовища в експлуатацію наразі заважають нерозв’язаність деяких технологічних і економічних питань, що поки стримує залучення потенційних інвесторів.
Водночас Україна могла б зайняти гідне місце і як експортер РЗМ, і як виробник високотехнологічної продукції з них. На думку вчених НАН України, цьому могло б сприяти створення гірничорудного вузла в Приазов’ї як основи формування та розвитку вітчизняної рідкіснометалевої галузі з неабиякими експортними перспективами.