Chińsko-amerykańska wojna na metale ziem rzadkich [ANALIZA]

Coraz większym problemem dla Stanów Zjednoczonych jest zależność własnej gospodarki od dostaw tzw. metali/minerałów ziem rzadkich z Chińskiej Republiki Ludowej. Co gorsza nie dotyczy to tylko sfery cywilnej, ale również wojskowej. W pewien sposób oznacza to uzależnienie amerykańskiego systemu obronnego od woli, nadzorujących eksport z Chin, władz w Pekinie.

Ta zależność dotyczy nawet tak strategicznych programów jak produkcja samolotów wielozadaniowych V generacji F-35, budowa niszczycieli i atomowych okrętów podwodnych oraz satelitarnego systemu wczesnego ostrzegania i rozpoznania. Oblicza się bowiem, że w ważącym 12 ton najnowszym amerykańskim myśliwcu jest aż 417 kg minerałów ziem rzadkich (3,5% ogólnej wagi), z których większość sprowadzana jest właśnie z Chin. Z kolei do zbudowania każdego niszczyciela rakietowego typu Arleigh Burke (o wyporności około 9500 ton) potrzeba aż 2360 kg minerałów ziem rzadkich, a na najnowszym, atomowym, uderzeniowym okręcie podwodnym typu Virginia (o wyporności podwodnej około 8700 ton) – 4173 kg. Każde ograniczenie w dostawach tych cennych pierwiastków może wiązać się z opóźnieniami i lub/wzrostem kosztów produkcji zbrojeniowej, zarówno na rynek amerykański jak i na eksport.

Od minerałów ziem rzadkich zależy chociażby program budowy nowatorskiego działka laserowego, które już w 2021 roku miało być przetestowane przez Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych na myśliwcu taktycznym. Elastyczny światłowód będący ważną częścią układu wzmacniającego lasera został bowiem nasycony takimi pierwiastkami, jak erb lub neodym (pozyskiwanymi głównie z kopalni w chińskim regionie autonomicznym Mongolia Wewnętrzna).

Metale ziem rzadkich są stosowane w magnesach stałych, nie tracących właściwości magnetycznych w wysokich temperaturach. Uważa się np., że magnesy samarowo-kobaltowe są bardziej odporne na rozmagnesowanie niż magnesy wykonane z jakiegokolwiek innego materiału. Dodatkowo w przeciwieństwie do magnesów neodymowo-żelazowo-borowych są one bardzo mocne i lekkie (przy tej samej masie są dziesięciokrotnie silniejsze niż tradycyjne magnesy ferrytowe).

To właśnie dlatego, magnesy samarowo-kobaltowe są wykorzystywane w siłownikach sterów (bez nich trzeba by było stosować większe i droższe systemy hydrauliczne), w układach naprowadzaniu rakiet, pocisków i bomb (w tym bomb JDAM), w silnikach napędu dysków komputerowych zainstalowanych w samolotach i czołgach, w systemach łączności satelitarnej, w radarach i w sonarach – w tym na strategicznych, atomowych okrętach podwodnych z rakietami balistycznymi. Magnesy somarowo-kobaltowe zastosowano np. w układach mechanicznych redukujących szum wirników śmigłowców bojowych (technologia stealth) i w systemie sterowania samolotów V generacji F-22.

Minerały ziem rzadkich pozwoliły także na gwałtowny rozwój płaskich ekranów różnego rodzaju wyświetlaczy. Luminofory potrzebne do ich produkcji są bowiem wytwarzane z użyciem takich pierwiastków jak: itr, europ i terb. Z kolei obiektywy do systemów optycznych (w tym aparatów cyfrowych) zawierają lantan. 

Metale ziem rzadkich są wykorzystywane również w produkcji cywilnej: przez przemysł szklarski do nadawania specjalnych właściwości optycznych i koloru gotowym produktom, przez przemysł samochodowych w pojazdach hybrydowych i elektrycznych (szacuje się np. że w hybrydowym układzie napędowym samochodu Toyota Prius wykorzystuje się nawet 0,9 kg neodymu) oraz przez przemysł energetyczny - szczególnie w elektrowniach wiatrowych (najnowsze modele turbin wiatrowych wykorzystują do dwóch ton magnesów neodymowych). 

„Zakręcanie kurka” sposobem pokojowej ingerencji w funkcjonowanie innych państw

Analizy przeprowadzone ostatnio przez Amerykanów potwierdziła, że gospodarka Stanów Zjednoczonych wprost uzależniła się od kilkudziesięciu „krytycznych minerałów”, z których duża część jest wydobywana i rafinowana w innych krajach. Potencjalnie daje to możliwość wpływania na funkcjonowanie amerykańskiego przemysłu oraz systemu obronnego, co zaczęło coraz bardziej niepokoić władze w Białym Domu.

To zaniepokojenie jest tym większe, że zakłócenia newralgicznych dostaw minerałów może być wynikiem nie tylko naturalnych katastrof, pandemii czy nawet lokalnych niepokojów społecznych, ale również celowego działania rządów krajów nieprzychylnych Stanom Zjednoczonym. Wśród takich państw – eksporterów strategicznych minerałów, wymienia się przede wszystkim Chiny i Rosję.

Chiny już kilkakrotnie wykorzystywały ten mechanizm i to nie tylko w odniesieniu do Amerykanów. Przykładowo po incydencie z 7 września 2010 r., gdy chińska łódź rybacka zderzyła się z dwiema jednostkami japońskiej straży przybrzeżnej na wodach wokół spornych wysp Senkaku, władze w Pekinie w odwecie zaczęły ograniczać eksport metali ziem rzadkich do Japonii, która wtedy uważana była za największego ich użytkownika na świecie.

By zmniejszyć wpływ władz w Pekinie i w Moskwie na gospodarkę oraz system obronny USA, Amerykanie rozpoczęli działania mające na celu stworzenie nowego i bardziej niezawodnego łańcucha dostaw. Jest to trudne i kosztowne zadanie, ponieważ nie chodzi jedynie o znalezienie źródła wydobycia potrzebnych minerałów, ale również o ich wydobycie i przetworzenie, które bardzo często jest szkodliwe dla środowiska.

Ze względu na ekologię, rosyjskie i chińskie władze mają więc nie tylko powód, by zwiększać cenę dostarczanych produktów, ale również, by czasowo ograniczyć lub przerywać wydobycie. Taki przypadek miał już zresztą miejsce w lipcu 2010 r., gdy Chiny ogłosiły zmniejszenie eksportu metali ziem rzadkich w drugiej połowie roku o 70% w stosunku do poziomu z poprzedniego roku, powołując się na własne potrzeby i dbałość o środowisko.

Chiński kontratak minerałami

Handel minerałami ziem rzadkich stał się swoistą formą rewanżu władz w Pekinie na Amerykanach za sankcje nałożone między innymi za nieprzestrzeganie praw intelektualnych, cyberataki oraz łamanie praw człowieka. Uderzenie w Stany Zjednoczone jest tym bardziej dotkliwe, że Chiny mają największe znane na świecie rezerwy ziem rzadkich i są jednym z głównych wytwórców i eksporterów tych pierwiastków.

Wyraźnym sygnałem rozpoczęcia tej swoistej wojny eksportowej był projekt chińskiej ustawy regulującej zarządzaniem „minerałami rzadkimi” („Regulations on Rare Earth Management“) ujawniony w połowie lutego 2021 roku. Dokument ten oficjalnie przygotowano, by: chronić chińskie interesy narodowe i bezpieczeństwo przemysłowe, a także by zapobiegać takim, niepożądanym działaniom, jak: nielegalne lub destrukcyjne wydobycie, nieplanowana i nadmiernie zaplanowana produkcja, nielegalny handel produktami ziem rzadkich oraz niszczenie środowiska.

W tym przypadku za minerały ziem rzadkich uważa się siedemnaście pierwiastków z których piętnaście należy do rodziny lantanowców (lantan, cer, dysproz, erb, europ, gadolin, holm, iterb, lutet, neodym, prazeodym, promet, samar, terb i tul), a dwa do grupy metali przejściowych (skand i itr). Wszystkie te pierwiastki mają podobne cechy geochemiczne, ogólnie przypominające skład chemiczny aluminium. Niewielkie różnice w budowie atomów nadają im różne właściwości optyczne, elektryczne, metalurgiczne i magnetyczne, co sprawia, że są przydatne dla wielu technologii przemysłowych.

Wbrew nazwie, pierwiastki ziem rzadkich występują stosunkowo obficie w skorupie ziemskiej i są bardziej powszechne niż złoto. Określenie „rzadkie” zostało wprowadzone, ponieważ metale te występują w niewielkich stężeniach. Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, tylko ograniczona liczba krajów ma udowodnione i znaczne rezerwy ziem rzadkich i wymienia się wśród nich Australię, Chiny, Indie, Kazachstan, Rosję oraz Stany Zjednoczone. Oddzielenie tych minerałów od otaczających je substancji jest jednak zawsze bardzo trudne, a tym samym kosztowne – szczególnie, gdy działa się zgodnie ze standardami ochrony środowiska. Stworzenie i rozwijanie infrastruktury odzyskiwania pierwiastków ziem rzadkich jest więc procesem długotrwałym i może trwać nawet kilkanaście lat.

Wiedząc o tym Chińczycy zaczęli wcześniej dbać swoje interesy wprowadzając regulacje nie pozwalające na zagraniczne inwestycje, związane z poszukiwaniem, wydobyciem i wzbogacaniem minerałów ziem rzadkich, pierwiastków radioaktywnych i wolframu. Wyjątki wprowadzone do tych ustaleń mają być obecnie zlikwidowane, a dodatkowo planowane jest ograniczenie eksportu, m.in. poprzez zastosowanie ścisłej kontroli.

To ograniczenie już zresztą miało miejsce, ponieważ w 2020 roku Chiny wyeksportowały 35 447,5 ton minerałów ziem rzadkich, co oznacza spadek o 23,5% w odniesieniu do 2019 r. i jest to najniższy wynik w ciągu ostatnich pięciu lat. Takie systematyczne ograniczenia dotknęły nie tylko Stany Zjednoczone ale również Japonię, Holandię, Koreę Południową i Włochy, które razem z USA zakupiły w 2019 roku łącznie 87,8% chińskiego eksportu metali ziem rzadkich.

Na ten spadek wpłynęła w dużym stopniu pandemia koronawirusa, która dotknęła nie tylko Chiny, ale również odbiorców. Importerzy musieli bowiem również ograniczyć produkcję, zmniejszając tym samym poziom swoich zamówień. Z drugiej jednak strony ograniczenia w eksporcie wynikają ze swoistej wojny handlowej Pekinu ze Stanami Zjednoczonymi, jak również z chińskich ambicji jeżeli chodzi o wprowadzanie zaawansowanych technologii i przejęcie wiodącej roli w rozwoju takich dziedzin, jak elektronika czy optyka.

Chiny mają w tym wypadku bardzo wiele narzędzi, które wcale nie wymagają drastycznego wprowadzania zakazu eksportu w odniesieniu do wskazanego państwa. Może to być wydłużona ścieżka uzyskiwania odpowiednich pozwoleń, odrzucanie wniosków o prowadzenie działalności handlowej konkretnym podmiotom, jak również wprowadzenie konieczności składania zamówień z bardzo dużym wyprzedzeniem.

Dodatkowo wprowadzanie ograniczeń daje konkretne korzyści, związane np. z automatycznie pojawiającym się wzrostem cen. Mniejsza ilość wyeksportowanego surowca nie oznacza więc wcale mniejszych dochodów. Dodatkowo Chińczycy chcą zmienić swoją ofertę rozszerzając ją nie tylko o same surowce i ich stopy, ale również o gotowe – wykonane z nich produkty, co również zwiększa zyski.

Kontratak Amerykanów

To uzależnienie Stanów Zjednoczonych od eksportu z innych państw półproduktów zwiększa się zresztą z roku na rok, nie tylko z powodu rosnącej produkcji przemysłowej, ale również jej coraz większego zróżnicowania. Nowe technologie wymagają bowiem nowych minerałów, których pozyskanie staje się problemem strategicznym amerykańskiego przemysłu.

Ocenia się, że w ciągu ostatnich sześćdziesięciu lat Stany Zjednoczone podwoiły liczbę tych substancji, których dostarczanie jest w 100% zależne od innych krajów. Dodatkowo w 2018 roku, spośród 35 zidentyfikowanych przez Stany Zjednoczone krytycznych minerałów, 28 jest importowanych w co najmniej 50%. Od zewnętrznych państw zależy więc produkcja tak ważnych produktów jak: satelity, układy naprowadzania rakiet, systemy łączności i walki radioelektronicznej, optoelektroniczne systemy obserwacyjne i akumulatorowe źródła zasilania.

Nie chodzi więc jedynie o zabezpieczenie gospodarki, ale również amerykańskiego systemu obronnego. Prowadzone w Stanach Zjednoczonych szacunki są w tym przypadku bezlitosne. Ocenia się, że tylko dla potrzeb technologii niskoemisyjnych (low-carbon technologies) zapotrzebowanie na takie minerały jak: grafen, ind, kobalt i lit wzrośnie do 2050 roku aż dziesięciokrotnie. Tak samo zwiększone potrzeby będą miały też inne gałęzie przemysłu – w tym przemysł obronny. Dlatego Amerykanie chcą się uchronić przed niedoborem dostaw i to szczególnie takich, które są wywoływane przez inne państwa celowo, w celu osłabienia Stanów Zjednoczonych.

Robią to jednak mało zdecydowanie, o czym świadczy chociażby posiedzenie Senackiej Komisji ds. Energii i Zasobów Naturalnych w sprawie uzależnienia Stanów Zjednoczonych od obcych minerałów, ze szczególnym uwzględnieniem metali ziem rzadkich, które odbyło się 28 marca 2017 r. Przewodnicząca komisji - Lisa Murkowski z Alaski stwierdziła dosadnie, że jest sfrustrowana tym, co usłyszała, że pomimo alarmów, zależność od zewnętrznych dostaw cały czas się zwiększa. Taką opinię pogłębił raport rządowy z lutego 2016 r., w którym oceniono, że „Departament obrony nie ma kompleksowego planu rozwiązania problemu określającego np., które metale ziem rzadkich są krytyczne dla bezpieczeństwa narodowego i jak radzić sobie z potencjalnymi przerwami w dostawach, aby zapewnić ciągły niezawodny dostęp do potrzebnych dla przemysłu surowców”.

Pod naciskiem tej krytyki, dla zabezpieczenia się przed ewentualnym wstrzymaniem eksportu metali ziem rzadkich głównie przez Chiny, władze amerykańskie doprowadziły do rozpoczęcia przeglądu krytycznych łańcuchów dostaw minerałów. Głównym inicjatorem tych działań stał się Departamentu Obrony USA, chociaż armia amerykańska wprost odpowiada jedynie za konsumpcję 5 proc. minerałów ziem rzadkich w Stanach Zjednoczonych. To również Departament Obrony aktywnie działał przez ostatnie lata na rzecz zwiększenia krajowej produkcji minerałów ziem rzadkich w oparciu o złoża wykryte wcześniej w Kalifornii, Nebrasce i Teksasie.

Frustracja Amerykanów jest tym większa, że od lat sześćdziesiątych do osiemdziesiątych XX wieku, Stany Zjednoczone były światowym liderem w wydobyciu i produkcji metali ziem rzadkich. Najważniejszym źródłem tych minerałów była wtedy kopalnia Mountain Pass w Kalifornii. Wydobycie metali ziem rzadkich było jednak bardzo trudne, ponieważ są one wymieszane w osadach zawierających również pierwiastki radioaktywne – w tym tor i uran. Proces wyodrębniania użytecznych minerałów doprowadził więc do częściowego skażenia środowiska i koszty utrzymywania standardów ekologicznych doprowadziły ostatecznie do zamknięcia kopalni.

Skorzystały z tego Chiny, których minerały były tańsze dzięki m.in. mniejszej dbałości o ekologię i tańszej sile roboczej. Już w 1986 roku państwo to stało się największym producentem metali ziem rzadkich na świcie i to pierwsze miejsce utrzymało do dnia dzisiejszego. W Chinach znajduje się też największa obecnie kopalnia tych pierwiastków (w Baiyun Obo w chińskiej Mongolii Wewnętrznej). Ale bogate złoża metali ziem rzadkich są również w południowych prowincjach Hunan i Fujian. Wszystko to było możliwe dzięki wsparciu władz w Pekinie, jak również dzięki dosyć elastycznemu podejściu do ograniczeń związanych z ekologią.

Przykładowo w Mongolii Wewnętrznej powstał największy na świecie zbiornik poflotacyjny metali ziem rzadkich, który nie mając odpowiednich warstw ochronnych jest zagrożeniem dla całego regionu. Podejrzewa się zresztą, że wody z tego zbiornika zawierające substancje promieniotwórcze już wydostają się do Żółtej Rzeki (Huang He), będącej źródłem wody pitnej dla wielu milionów Chińczyków. To co w USA doprowadziło do zamknięcia kopalni Mountain Pass w USA, w Chinach przechodzi jednak bez większego echa.

Teraz amerykańskie władze dążą do ponownego otwarcia kluczowych, krajowych kopalń, proponują opracowanie substytutów tych substancji, których nie ma w Stanach Zjednoczonych oraz zabezpieczają się tworząc odpowiednie zapasy najważniejszych minerałów, nadzorowane przez Wojskową Agencję Logistyczną (Defense Logistics Agency).

Amerykanie ujawnili, że w sześciu miejscach przechowuje się 43 substancje o wartości ponad 1,1 miliarda dolarów. Przypuszcza się że Stany Zjednoczone mają również duży udział w całym procesie zwiększania produkcji pierwiastków ziem rzadkich przez Kanadę i Australię, które w przyszłości mogą stać się takimi samymi eksporterami w tej dziedzinie jak Chiny.

Te działania nad stworzeniem nowego łańcucha dostaw mogą być jeszcze bardziej intensywne ze względu na prezydenta Joe Bidena, który już na początku swojego urzędowania zapowiedział przyśpieszenie programu wprowadzania samochodów elektrycznych, jak również energetyki odnawialnej w związku planem przeciwdziałania zmianom klimatycznym. W swoim „Zarządzeniu wykonawczym w sprawie amerykańskich łańcuchów dostaw” z 24 lutego 2021 roku przypomniał on, że „Odporne amerykańskie łańcuchy dostaw ożywią i odbudują krajowe moce produkcyjne, utrzymają przewagę konkurencyjną USA w dziedzinie badań i rozwoju oraz stworzą dobrze płatne miejsca pracy. Będą również wspierać małe przedsiębiorstwa, promować dobrobyt, postęp w walce ze zmianami klimatycznymi i pobudzać wzrost gospodarczy w społecznościach kolorowych i na obszarach o trudnej sytuacji ekonomicznej…. Dlatego polityką mojej administracji jest wzmacnianie odporności amerykańskich łańcuchów dostaw”.

Prezydent Biden zalecił np. opracowanie raportu, w którym zostaną opisane m.in. prace, już wykonane zgodnie z rozporządzeniem nr 13953 z dnia 30 września 2020 r. („Rozwiązanie problemu zagrożenia krajowego łańcucha dostaw wynikającego z polegania na krytycznych minerałach ze strony zagranicznych przeciwników oraz wspierania krajowego przemysłu wydobywczego i przetwórczego”).

Jako drogę do zmniejszenie amerykańskiego uzależnienia od Chin wskazuje się również recykling, który pozwoli nie tylko na ponowne wykorzystanie deficytowych minerałów, ale również zapewni ochronę środowiska. Jednym ze sposobów zachęcania do wprowadzania programów recyklingowych wymienia się m.in. przeniesienie odpowiedzialności za zarządzanie odpadami na głównych producentów urządzeń je wytwarzających, ze wskazaniem koncernów Apple i Samsung w przypadku akumulatorów litowo-jonowych.

W walce z chińskimi ograniczeniami mają dodatkowo pomóc odpowiednio sporządzane umowy międzynarodowe, których podpisanie ma być uzależnione od odpowiedniego pod względem ekologicznym wydobycia i rafinacji nabywanego minerału. Firmy amerykańskie mają dodatkowo robić więcej, by upewnić się, że potrzebny towar jest kupowany z pewnych źródeł, a nie z krajów niedemokratycznych lub nie dbających o środowisko i swoich pracowników.

Uczciwość przeszkadza – brak skrupułów pomaga

Zasady, jakie mają władze w Waszyngtonie w odniesieniu do krajów niedemokratycznych, jak również reguły jakie zamierzają wprowadzić, w przyszłości mogą być dla nich poważnym ograniczeniem. Jako przykład stawia się tu Demokratyczną Republikę Konga, która odpowiada za produkcję ponad 70% kobaltu, wykorzystywanego na świecie przy produkcji większości akumulatorów litowo-jonowych stosowanych praktycznie wszędzie: od telefonów komórkowych po pojazdy elektryczne. To wahanie Amerykanów w angażowanie się w niestabilnych państwach wykorzystują państwa z mniejszymi skrupułami – w tym przede wszystkim Chiny.

Dzięki temu, według szacunków ośrodka analitycznego BloombergNEF (BNEF) z 2020 roku, w „Globalnym rankingu łańcucha dostaw baterii litowo-jonowych” do 2025 r. to właśnie Chińska Republika Ludowa będzie dominować wyprzedzając Japonię i Koreę Południową (które były wcześniej liderami w tej dziedzinie), podczas gdy Stany Zjednoczone i Szwecja zajmą odpowiednio trzecie i czwarte miejsce. Według BNEF to właśnie Chiny kontrolują obecnie 80% światowego rynku rafinacji materiałów potrzebnych do produkcji akumulatorów litowo-jonowych i 60% światowej produkcji komponentów akumulatorów.

Podobną kontrolę Chińczycy mają również nad wytwarzaniem nowej generacji magnesów. To właśnie w Chinach produkuje się około 75% wszystkich magnesów neodymowo-żelazowo-borowych i 60% wszystkich magnesów samarowo-kobaltowych.

Jest szansa na poprawienie sytuacji

Sukces chińskich producentów jest tym większy, że to przewodnictwo osiągnęli w czasie mniejszym niż 10 lat. Dopiero teraz Europa i Stany Zjednoczone próbują dogonić kraje azjatyckie chcąc stworzyć własny łańcuch dostaw w tej dziedzinie. Jest to szczególnie widoczne w krajach europejskich - przede wszystkim ze względu na gwałtownie rosnące zapotrzebowanie na samochody elektryczne. To właśnie z tego powodu w rankingu BNEF z 2020 roku pojawiło się aż pięć krajów z Europy (Polska jest na dwunastym miejscu i w 2025 r. może spaść na trzynaste).

Co więcej konsekwentne działania Amerykanów mogą spowodować, że już w 2025 roku Stany Zjednoczone mogą wyprzedzić Chiny. Jak się bowiem okazuje, na miejsce w tym rankingu nie wpływa jedynie dostęp do jakiegoś jednego, krytycznego minerału, ale przede wszystkim dostępność taniej, ale czystej energii elektrycznej wykorzystywanej do przetwarzania materiałów i produkcji ogniw, wykwalifikowana technicznie siła robocza oraz zachęty napędzające popyt na baterie.

Jedynym warunkiem jest konsekwencja w działaniu.