Техас өте қажет жеткізу тізбегін күрделі жөндеудің үлгісін ұсынады

Эмили Пикрелл, UH энергетикалық стипендиаты

Жартылай өткізгіш микросхемалар үнемі кішірейіп барады, бірақ оларды жеткілікті түрде жеткізу дағдарысы Американың болашақ жасылдандыруы туралы сұрақтар туғызатындай үлкен болды. 

Чиптер компьютерлерден бастап смартфондарға дейінгі барлық нәрседе шешуші рөл атқарады, бірақ олар қазба отынының ноу-хауын алмастыратын технологияда, әсіресе электромобильдер мен күн және жел қондырғыларында маңызды рөл атқарады.

Жаһандық жеткізу тізбегі Қытайдағы проблемалар мен Ковид пандемиясынан туындағандықтан, бұл біздің ішкі жеткізу тізбегіміздің жеткіліксіздігін атап өтті. Оның орнына жеке чиптерді өндірудегі ең үлкен шектеу факторларының бірі?

Сирек жер материалдары қажет.

Сирек жер элементтері - бұл орта мектептің химия кестесіндегі атаулар - атомдық сандар 57-ден 71-ге дейін (лантанидтер), сонымен қатар скандий мен иттрий.

Бұл элементтер әртүрлі жоғары технологиялық өнімдерге, соның ішінде жартылай өткізгіштерге өте қолайлы өткізгіш немесе магниттік қасиеттерге ие.

Соңғы жылдары Америка Құрама Штаттары өзінің сирек жер элементтерінің көп бөлігін импорттады немесе 80% Қытайдан келеді. Микропроцессорлық чиптер өндірісінің көпшілігі шетелдегі, әсіресе Азиядағы арзанырақ жерлерге көшірілді. REE бүкіл әлемде тапшы емес, бірақ оларды шығару қиын. Себебі олардың кендері тез тотығады. Тау-кен өнеркәсібінің қиындығы бұл шахталардың жиі су мен топырақты ластайтынын білдіреді.

2020 жылға қарай жылдам алға және компьютерлер мен микрочиптерге сұраныстың өсуі – жеткізудің үзілуі мен үй кеңселерінің күрт өсуіне байланысты – жартылай өткізгіштерді жеткізу тізбегін қорқытты.

Барлық жаңа көліктерді компьютерлендірудің артуы автомобиль секторын жеткізу тізбегінің осы проблемаларына осал етті. Жетіспеушілік өткен жылы автомобиль өнеркәсібіне үлкен зиян келтірді: Ford, Jaguar Land Rover, Volkswagen, General Motors, Nissan, Daimler, BMW және Renault зауыттарын жапты немесе чиптің жоқтығына байланысты өндірісті қысқартты.

Ал жетіспеушілік оңай ушығып кетуі мүмкін. Байден әкімшілігі 50 жылға қарай EV сатылымының 2030% үлесін белгіледі. Гибридті және аккумуляторлық көліктер сияқты электрлік көліктер осы көліктерге қажетті электр қозғалтқыштары үшін REE қажет. EV сатудың осы мақсаттарына қол жеткізу үшін күшті отандық REE жеткізу тізбегі қажет болуы мүмкін, әсіресе егер ел өзінің барлық жасыл инвестицияларын экономикалық тұрғыдан пайда көргісі келсе. 

Вьетнам, Ресей, Австралия және Бразилия сияқты жерлерде сирек жер материалдарының көптігі АҚШ-тың өзінің жеткілікті ресурстары жоқ дегенді білдірмейді - одан алыс. Техас, Калифорния, Миннесота, Вайоминг және Аляскада сирек жер минералдарының айтарлықтай қоры бар.

Осы өткір дағдарысқа дейін де Трамп пен Байден әкімшілігі өздерінің науқандарын отандық өндірісті жандандыру уәделеріне негіздеп, осы жеткізу тізбегін құру қажеттілігіне назар аударды.

Президент Трамптың тау-кен өнеркәсібінде ұлттық төтенше жағдай жариялаған 2020 жылға арналған жарлығы үкіметтің оқ-дәрілер мен зымырандардағы сирек жер элементтеріне 1.75 миллиард долларға дейін және микроэлектроникаға 350 миллион долларға дейін бюджеттік шығындарын белгіледі.

Байден әкімшілігі инфрақұрылымдық заңнамада маңызды сирек жер минералдарын өндіруді ынталандыра отырып, жеткізу тізбегін дамытуды негізге алды.

АҚШ сұраныстың күтілетін өсімін қанағаттандыру үшін мұны қалай және қаншалықты жылдам жасай алады - бұл басқа мәселе.

Райс университетінің Бейкер институтының энергетика, минералдар және материалдар бөлімінің қызметкері Мишель Михот Фосстың айтуынша, 15-XNUMX жыл - дәстүрлі тау-кен және металл жобаларының іске қосылуы үшін неғұрлым қолайлы уақыт. Фосс өткен жылы конгресс алдында тасымалдауды көміртектіден тазартуға арналған жеткізу тізбегі туралы куәлік берді.

«Әлдеқайда қымбат тұратын жерасты тау-кен жұмыстарына кім көп уақыт кететінін кім біледі», - деді Фосс. «Әртүрлі жерлерде, соның ішінде АҚШ пен Канадада - әлі күнге дейін 15-20 жыл күш-жігер жұмсап жатқан жобалар бар. Никель, платина/палладий, сирек жер – бұл өте қиын». 

Сонымен қатар, Техас сирек кездесетін жерді жеткізу тізбегінің дамуы қалай жұмыс істейтінін көрсететін мысал жасауға тырысады.

Оның мемлекеттік шенеуніктері мұндай жеткізу тізбегін мемлекеттік және жеке ойыншылар үшін басымдық ретінде дамыту идеясын қолдады.

Техас бизнес қауымдастығының бас директоры Гленн Хамер: «Бұл энергия өндіруде елге жетекшілік ететін Техасқа қызығушылықты арттыру мәселесі», - деді. «Бұл тәуелсіздікті сақтаудың бір бөлігі біздің ел ішінде немесе халықаралық достарымыз арқылы дұрыс жеткізу тізбегінің болуын қамтамасыз етуді білдіреді».

Мемлекет 2021 жылғы қарашадағы есепте сирек жер кен орындарын қарқынды игерудің нақты жоспарларын жасады. 

Ал мемлекеттің жоспарды іске асыруға атрибуттары бар. Салыстырмалы түрде тау-кен өндірісіне қолайлы ережелер, жақсы инфрақұрылым және салықтық жеңілдіктер АҚШ-тың сирек жері сияқты компанияларды дүкен ашуға ынталандыруға көмектесті. USA Rare Earth 950 жылға қарай Батыс Техас штатындағы Сьерра-Бланка штатындағы 2023 акр аумақта кейбір сирек кездесетін жерді өндіруді бастауды жоспарлап отыр. Компания сирек жерді өз орнында өңдеуді жоспарлап отыр және кеніш 16 немесе 17 сирек жер элементтерін шығарады деп күтеді. (Қазіргі уақытта Калифорния, Сан-Бернардино қаласында бір ғана отандық шахта бар.)

Техас сонымен қатар қажет сирек жер өңдеу алаңдарын құруға тырысуда - қазіргі уақытта Қытай үстемдік ететін тау-кен өнеркәсібінің сегменті. Осындай Техастағы Blue Line компаниясы Хондодағы (Техас штаты) сирек жерді бөлуге арналған қондырғы үшін федералдық қаржыландыру алды. Сирек кездесетін минералдар оның австралиялық серіктесі Lynas Rare Earths Ltd компаниясынан алынады.

Lone Star штатында электронды қалдықтардан сирек жер элементтерін қайта өңдейтін алғашқы қондырғылардың бірі болып табылады, Сан-Маркостағы Urban Mining Co. Компанияда сирек кездесетін жерді жинауға тырысатын шағын пилоттық бағдарламаға Қорғаныс министрлігімен келісім-шарт бар. элементтері.

Техас жақсылық жасау арқылы жақсылық жасауға үміттенеді. Бұл сирек жер қасиеттерін талап ететін өндірістік желілері бар компанияларды көбірек тартады, соғұрлым көбірек жұмыс орындарын құру және оның экономикасын өсіру жақсырақ болады деп санайды.

Мұның кейбірі қазірдің өзінде орын алып жатқан сияқты.

Samsung осы қарашада Техастағы чип шығаратын зауытқа 17 миллиард доллар инвестициялауды жоспарлап отырғанын жариялап, орналасу себептерінің бірі ретінде инфрақұрылымды атады. Tesla қазан айында штаб-пәтерін Техасқа көшіру жоспарын ресми түрде жариялады. Ол штаттағы электромобильдер өндірісін кеңейтуді жалғастыра отырып, 1 миллиард доллар инвестицияны жоспарлап отыр.

Бұл жаңадан пайда болған Техсандық жеткізу тізбегі АҚШ-тың чиптерге және олар қажет ететін REE-ге өсіп келе жатқан сұранысын қанағаттандыруға жеткіліксіз екені анық. Дегенмен, бұл оффшорлық негізгі өндірістік процестердің салдары болмайды деген адасушылықтан оянатындығымыздың жігерлендіретін белгісі.

Хьюстон университетінің Жеткізу тізбегі және логистикалық технологиялар бағдарламасының директоры Маргарет Кидд: «Бұл үлкен прогресс, бірақ кем дегенде бір жаққа қарай бет алды», - деді. «Техас біздің бүкіл елдегі чиптерді жеткізу тізбегі мәселелерін шешпейді, бірақ бұл оң қадам».

Байденнің 25 жылға қарай жасыл экономикасына қол жеткізу үшін қазіргі сирек жер ресурстарын жеткізуден 2050 есе көп қажет болады деп есептей отырып, бұл тез арада мүмкін емес.

Эмили Пикрелл 12 жылдан астам тәжірибесі бар, мұнай кен орындарынан бастап өнеркәсіптік су саясатына дейін, климаттың өзгеруі туралы Мексиканың соңғы заңдарына дейін. Эмили АҚШ, Мексика және Ұлыбританиядан келген энергетикалық мәселелер туралы хабарлады. Журналистикаға дейін Эмили АҚШ үкіметінің есеп беру бюросының саясат талдаушысы және CARE халықаралық көмек ұйымының аудиторы болып жұмыс істеді. 

UH Energy - Хьюстон университетінің энергетикалық білім беру, ғылыми-зерттеу және технологиялық инкубациялау орталығы, энергетикалық болашақты қалыптастыру және энергетика саласындағы жаңа бизнес-тәсілдерді құру бойынша жұмыс істейді.