Ekologiczna ślepa uliczka -"Ciemna strona mocy" z OZE? [ANALIZA]

Metale ziem rzadkich to nazwa zwyczajowa rodziny 17 pierwiastków chemicznych, w skład której wchodzą skandowce i lantanowce. Tradycyjny podział dzieli je na lekkie REE (ang.rare earth elements) i ciężkie REE. Wbrew nazwie, pierwiastki te nie są rzadkie, są jednak rozproszone po całym świecie w taki sposób, że tylko w nielicznych miejscach dostępność i opłacalność ekonomiczna pozwala je wydobywać. Rozwój nowych technologii we wszystkich branżach spowodował wzrost popytu oraz strategicznego znaczenia tych metali – dla najbardziej dochodowej branży hi-tech ich posiadanie stanowi o być albo nie być dalszego rozwoju. Szczególnie istotne z punktu widzenia geopolitycznego jest jednak kluczowe znaczenie tych metali na branże alternatywnych źródeł energii.

Terb, Itr, Dysproz, Europ, Neodym – te niewiele mówiące nazwy pierwiastków umożliwiających obniżanie zużycia energii elektrycznej, tworzenia systemów energii słonecznej czy wiatrowej, a także rozwoju technologii samochodów elektrycznych. Problemem jest jednak rzadkość ich występowania i trudność w nabywaniu ich na wolnym rynku. Konsekwencją są sytuacje taka jak ta w USA w 2009 roku, gdzie wdrożenie nowej technologii żarówek dwukrotnie wydajniejszych od tradycyjnych musiało zostać odroczone w czasie przez Departament Energii o 3 lata, z uwagi na trudności tak wielkich światowych korporacji jak General Electric z uzyskaniem surowca do produkcji. W podobnej sytuacji znajduje się technologia energetyki wiatrowej – istnieje możliwość budowania wiatraków nowej generacji, bardziej wydajnych i niezawodnych, jednak nie jest ona wdrażana z uwagi na brak dostępu do REE.

Zobacz także: Nowe unijne regulacje wspierają Państwo Islamskie [ANALIZA]

Do 2010 roku Chiny odpowiadały za 95% światowego wydobycia metali ziem rzadkich, mimo posiadania jedynie ok. 30% światowych zasobów. Jednak po redukcji kwot eksportowych o 72% w drugiej połowie 2010 roku USA i Australia podjęły działania zmierzające do zwiększenia lokalnego wydobycia i zmniejszenia zależności od Chin, wobec czego udział Chińczyków w rynku spadł w minionym roku do 85%. Jednocześnie znaczące zasoby REE znajdują się w Indiach, Wietnamie, Kazachstanie czy Afganistanie. Dodatkowo w Grenlandii zmiany klimatu i liberalizacja prawa górniczego pozwoliły rozpocząć proces komercjalizacji tamtejszych metali ziem rzadkich, które stanowią około 20%-25% światowej podaży. Eksperci wskazują również na Bayan Obo, górniczy region Mongolii, jako „światową stolicę metali ziem rzadkich”. Istnieją także plany, aby pozyskiwać REE z nieograniczonych źródeł, takich jak Las Amazoński czy nawet asteroidy.

Rzadkość i podobieństwo REE powoduje, że proces wydobywania i wyodrębniania tych metali od siebie jest czasochłonny, drogi i niebezpieczny. Szacuje się, że wytworzenie 1 tony REE wiąże się z wykreowaniem 200 000 litrów toksycznych wód kwasowych. To oznacza, że aby zaspokoić szacowane zapotrzebowanie na turbiny wiatrowe do 2030 roku, ponad 80 mld litrów trującej wody dostanie się do ekosystemu. Niejako efektem ubocznym wytwarzania REE jest wydobywanie radioaktywnych pierwiastków jak tor czy uran. W zasadzie jednym z powodów hegemonii Chin na rynku jest ignorowanie opłakanych skutków wytwarzania metali ziem rzadkich dla środowiska. Brak odpowiedniej ostrożności w Chinach spowodował dewastacje pól ryżowych, zatrucie rzek, kilkunastokrotny wzrost zachorowań na raka, a także konieczność masowych przesiedleń miast i wsi znajdujących się w pobliżu kopalni.

Problemy środowiskowe są też jedną z głównych barier wydobycia w krajach Zachodu. W Grenlandii po przełamaniu impasu związanego z zakazem wydobycia, powstał problem, w jaki sposób rozporządzać radioaktywnymi odpadami powstałymi w wyniku wydobycia uranu. W Stanach Zjednoczonych gwałtowne protesty lokalnej społeczności zmuszały firmy wydobywcze do rezygnacji z inwestowania w najbardziej preferowanych miejscach. Pozostaje też kwestia warunków pracy, gdzie znowu brak odpowiednich regulacji gwarantujących bezpieczeństwo zatrudnionych stanowi konkurencyjną przewagę rynkową Chin. Organizacja Human Rights Watch donosiła o wykorzystywaniu zambijskich górników przez chińskich właścicieli kopalń poprzez 12-18h zmian codziennie przez cały rok bez dostępu do wody pitnej czy sprzętu ratunkowego. Amerykański Departament Stanu donosił także o pracownikach w Mozambiku noszących opaski z napisem „escravo” – „niewolnik” po portugalsku.

Zobacz także: „Rosyjska ekspansja nawozowa zagrożeniem dla interesów ekonomicznych Polski" [RAPORT]

Ze względu na rzadkość występowania i wysoką cenę rynkową, branża jest także podatna na oszustwa i czarny rynek. Wg Zrzeszenia Chińskiego Przemysłu Metali Rzadkich, w 2015 roku rzeczywista podaż w południowych Chinach wyniosła ponad 50 000 ton, jednakże Ministerstwo Ziemi i Zasobów wydało licencje tylko na 17 900 tysiąca ton, co oznacza że czarny rynek był 2 razy większy od legalnej sprzedaży w tym rejonie. W przeciwieństwie do np. surowców pochodzących z terenów objętych konfliktami zbrojnymi, w branży REE nie istnieje międzynarodowy system śledzenia łańcucha dostaw, w związku z czym klient końcowy nie ma możliwości sprawdzenia, czy surowiec wykorzystywany przy produkcji samochodu elektrycznego czy smartfona pochodzi z legalnego źródła.

W sierpniu bieżącego roku Senat Stanu Kalifornia przyjął ustawę zobowiązującą władze stanu do przejścia w 100% na odnawialne źródła energii do 2045 roku. Jednym z powodów tej decyzji ma być samowystarczalność energetyczna i uniezależnienie się od wszelkich politycznych i ekonomicznych czynników, na które dziś tak wrażliwy jest rynek ropy i gazu. Niestety, Kalifornia jest w błędzie – polityczne decyzje związane z REE są równie skomplikowane, co te związane z tradycyjną energetyką. Jak podaje New York Times, jednym z ważnych powodów, dla których Prezydent Donald Trump zdecydował o pozostaniu amerykańskich żołnierzy w Afganistanie, jest propozycja prezydenta Afganistanu Aszrafa Ghaniego dotycząca eksploatacji złóż metali rzadkich na północy kraju, w regionie kontrolowanym dotychczas przez Talibów. Amerykańska administracja liczy, że w wyniku porozumienia z afgańskim rządem uda się zdywersyfikować źródła dostaw REE, ze względu na narastające napięcie w relacjach handlowych z Chinami.

Innym przykładem strategicznego, choć nieudanego porozumienia, w którym REE odgrywają kluczową rolę, jest japońsko-indyjska umowa z 2012 roku, będąca częścią Struktury Dwustronnego Strategicznego Dialogu pomiędzy tymi dwoma państwami. Dla Japonii znalezienie alternatywy dla chińskich dostaw REE to kluczowy problem gospodarczy – kiedy w 2010 roku Chiny zaostrzyły limity eksportu, cała japońska gospodarka, oparta głównie na przemyśle motoryzacyjnym i elektronicznym, wstrzymała oddech w obawie przed brakiem dostaw strategicznego surowca. Z uwagi na niskie ceny REE w latach 2013-2014 porozumienia nie zostało zrealizowane, w rezultacie relacje handlowe z Indiami pogorszyły się, a Japończycy znaleźli alternatywne źródła REE w Wietnamie i Kazachstanie.

Zobacz także: KE wyraziła zgodę na 40 mld zł pomocy publicznej dla polskiego sektora OZE

Przyszłość branży również nie wygląda optymistycznie. Szacuje się, że nawet najliczniejsze zasoby metali ziem rzadkich w Mongolii i Chinach wyczerpią się w perspektywie 40 lat. Badania realizowane przez Unię Europejską i Departament Energii USA stwierdzają także, że w krótkim i średnim okresie nastąpią braki w podaży lekkich metali ziem rzadkich, natomiast braki w średnich i ciężkich REE nastąpią w średnim i długim okresie. Dodatkowo w 2015 roku Chiny zapowiedziały „wojnę z zanieczyszczeniem” wprowadzając wyższe standardy środowiskowe, co skutkować będzie wzrostem kosztów wydobycia i wytworzenia surowca, co dotychczas było główną przewagą konkurencyjną Chin w tej branży. Należy zatem oczekiwać, że kombinacja wzrostu kosztów i prognozowanych braków doprowadzi do znacznej podwyżki ceny REE, a w konsekwencji także wzrost kosztów odnawialnych źródeł energii. Z perspektywy dotychczasowych realiów rynkowych, gdzie rządy zmuszone były do dofinansowywania OZE, samochodów hybrydowych czy innych rozwiązań proekologicznych, perspektywa znacznych wzrostów cen surowca niezbędnego do ich wyprodukowania jest niepokojąca.

Aby odwrócić niekorzystny trend i dać branży czas na znalezienie innych sposobów wytwarzania kluczowych elementów silników, turbin, baterii i paneli słonecznych, naukowcy zaproponowali kilka alternatyw. Jedną z nich jest technologia pozyskiwania REE z łupek węglowych, zaproponowana przez Penn State University. Choć o obecności REE w węglu wiadomo od dawna, to jednak przełomowe badanie Penn State umożliwiło znalezienie wydajniejszej metody wydzielania pierwiastków metali ziem rzadkich od węgla. Dzięki temu USA zyska podwójnie – po pierwsze będzie w stanie znaleźć nowe źródło REE, a po drugie, ponieważ analiza naukowców wykazała, że najwięcej REE znajduje się zwykle w węglu najsłabszej jakości, amerykańskie zagłębia węglowe mogą znowu odzyskać dawną świetność, co jest ważne z politycznego i społecznego punktu widzenia.

Innym rozwiązaniem, najpopularniejszym wśród producentów na całym świecie, jest recycling surowców, czyli odzyskiwanie go z już zużytej elektroniki i baterii. Jeszcze w 2010 roku odzyskiwano jedynie 1% metali ziem rzadkich z 49 ton elektronicznych śmieci rocznie. Warto pamiętać, że oprócz REE w elektronice znajdują się także metale szlachetne – wg szacunków specjalistów, we współczesnej elektronice znajduje się łącznie ok. 32 ton złota. Poszukiwania alternatyw pozwoliły na pierwsze przełomowe odkrycia:  Honda wprowadziła wewnętrzny program odzyskiwania zużytych REE z baterii samochodów hybrydowych, natomiast Apple zaprojektował robota Liam, który rozbierając iPhone’a w średnio 11 sekund jest w stanie odzyskiwać metale o łącznej wartości 100 mln $ rocznie. Niemniej jednak, proces odzyskiwania tak małych cząsteczek w tak małych urządzeniach jest wyjątkowo skomplikowany, i ciągle dużo bardziej opłacalne jest wyodrębnianie metali ziem rzadkich z wydobywanych kamieni niż z płyt głównych komputerów czy smartfonów.

Walka z globalnym ociepleniem, będąca jednym z głównych wyzwań współczesnego świata, jest ważna i potrzebna, warto jednak zadbać o to, czy przyszłość energetyczna i technologiczna, proponowana w ramach tej walki, rzeczywiście jest krokiem w lepszą przyszłość, a nie ślepą uliczką.

Zobacz także: Mortas: Rosjanie realizują wrogie przejęcie polskiego rynku nawozowego [SKANER]