Texas pruža model za prijeko potreban remont lanca snabdijevanja

Emily Pickrell, naučnica za energetiku UH

Poluprovodnički čipovi postaju sve manji sve vreme, ali kriza u snabdevanju dovoljnom količinom njih bila je dovoljno velika da postavi pitanja o budućem ozelenjavanju Amerike. 

Čipovi igraju ključnu ulogu u svemu, od kompjutera do pametnih telefona, ali su također kritični u tehnologiji koja bi trebala zamijeniti znanje o fosilnim gorivima, posebno EV i solarne i vjetroelektrane.

Kako su globalni lanci opskrbe grcali – potaknuti problemima u Kini i pandemijom Covida – to je naglasilo neadekvatnost našeg domaćeg lanca snabdijevanja. Umjesto toga, jedan od najvećih ograničavajućih faktora u proizvodnji vlastitih čipova?

Potrebni materijali retkih zemalja.

Elementi retkih zemalja su nazivi odmah sa tabele hemije u srednjoj školi – atomski brojevi od 57 do 71 (lantanidi), plus skandijum i itrijum.

Ovi elementi imaju provodljiva ili magnetna svojstva idealna za različite visokotehnološke proizvode, uključujući poluvodiče.

Posljednjih godina, Sjedinjene Države su uvezle većinu svojih rijetkih zemnih elemenata ili REE – od kojih 80% dolazi iz Kine. Većina proizvodnje mikroprocesorskih čipova uglavnom je preseljena na jeftinije lokacije u inostranstvu, posebno u Aziju. REE nisu rijetke u cijelom svijetu, ali ih je teško izdvojiti. To je zato što njihove rude brzo oksidiraju. Poteškoće u rudarenju također znače da ovi rudnici često uzrokuju veliko zagađenje vode i tla.

Brzo premotavanje u 2020., a nagli porast potražnje za kompjuterima i mikročipovima – izazvan prekidima u opskrbi i naglim povećanjem kućnih kancelarija – uznemiravao je lanac nabavke poluvodiča.

Povećana kompjuterizacija svih novih vozila učinila je automobilski sektor ranjivim na ove probleme u lancu nabavke. Nestašica je prošle godine izazvala pustoš u automobilskoj industriji: Ford, Jaguar Land Rover, Volkswagen, General Motors, Nissan, Daimler, BMW i Renault zatvorili su fabrike ili smanjili proizvodnju, navodeći nedostupnost čipa.

A nedostatak bi se lako mogao pogoršati. Bajdenova administracija je postavila cilj od 50% udjela u prodaji EV do 2030. Električna vozila, i hibridna i vozila na baterije, zahtijevaju REE za električne motore potrebne za ova vozila. Postizanje ovih ciljeva prodaje električnih vozila vjerovatno će zahtijevati snažan domaći lanac snabdijevanja REE, posebno ako zemlja namjerava da ekonomski koristi sve svoje zelene investicije. 

Ipak, obilje rijetkih zemljanih materijala na mjestima poput Vijetnama, Rusije, Australije i Brazila ne znači da SAD nemaju dovoljno vlastitih resursa – daleko od toga. Teksas, Kalifornija, Minnesota, Vajoming i Aljaska imaju značajne zalihe minerala retkih zemalja.

Čak i prije ove akutne krize, i Trumpova i Bidenova administracija gradile su svoje kampanje na obećanjima o oživljavanju domaće proizvodnje i fokusirale su se na potrebu izgradnje ovih lanaca nabavke.

Izvršnom naredbom predsjednika Trumpa iz 2020. kojom je proglašeno vanredno stanje u rudarskoj industriji, vlada je budžetirala do 1.75 milijardi dolara na elemente rijetkih zemalja u municiji i projektilima i 350 miliona dolara za mikroelektroniku.

Bajdenova administracija je izgradila ovaj razvoj lanca snabdevanja, podstičući proizvodnju kritičnih minerala retkih zemalja u zakonima o infrastrukturi.

Drugo je pitanje da li i koliko brzo SAD to mogu učiniti kako bi zadovoljile očekivani skok potražnje.

Deset do 15 godina je razumnija procjena vremena da tradicionalni rudarski i metalni projekti postanu operativni, kaže Michelle Michot Foss, saradnica za energetiku, minerale i materijale na Baker institutu na Univerzitetu Rajs. Foss je svedočio prošle godine pred Kongresom o razmatranjima lanca snabdevanja za dekarbonizaciju transporta.

„Za podzemnu eksploataciju, koja je mnogo skuplja, ko zna ko će dugo trajati“, rekao je Foss. “Postoje projekti na raznim mjestima – uključujući SAD i Kanadu – koji tek treba da ugledaju svjetlo dana, a traju 15-20 godina rada. Nikl, platina/paladij, rijetke zemlje – zaista je teško.” 

U međuvremenu, Teksas pokušava da napravi primjer za sebe, pokazujući kako bi razvoj lanca opskrbe rijetkih zemalja mogao funkcionirati.

Njeni državni zvaničnici su se okupili iza ideje o razvoju takvog lanca snabdevanja kao prioriteta, kako za državne tako i za privatne igrače.

“Ovo je pitanje sve većeg interesa za Teksas, koji vodi naciju u proizvodnji energije,” rekao je Glenn Hamer, izvršni direktor Teksaškog udruženja za poslovanje. „Deo očuvanja te nezavisnosti znači da obezbedimo da imamo prave lance snabdevanja, bilo u zemlji ili preko naših prijatelja u inostranstvu.”

Država je zacrtala konkretne planove za agresivno razvijanje svojih nalazišta retkih zemalja, u izveštaju iz novembra 2021. godine. 

A država ima atribute da provede plan u djelo. Relativno pogodni propisi za rudarstvo, dobra infrastruktura i poreski podsticaji već su pomogli da se kompanije poput USA Rare Earth ohrabre da otvore radnju. USA Rare Earth planira započeti iskopavanje određenih rijetkih zemalja na 950 hektara u državnom vlasništvu u Sijera Blanci u zapadnom Teksasu do 2023. godine. Kompanija planira prerađivati ​​rijetke zemlje na licu mjesta i očekuje da će rudnik proizvoditi 16 ili 17 rijetkih zemljanih elemenata. (Trenutno postoji samo još jedan domaći rudnik u San Bernardinu, Kalifornija.)

Teksas također pokušava uspostaviti potrebna mjesta za preradu rijetkih zemalja – segment rudarske industrije kojim trenutno dominira Kina. Jedna takva kompanija sa sjedištem u Teksasu, Blue Line, dobila je federalna sredstva za postrojenje za odvajanje rijetkih zemalja u Hondou u Teksasu. Minerali rijetkih zemalja doći će od njegovog australskog partnera Lynas Rare Earths Ltd.

Država Lone Star također je domaćin jednog od prvih objekata za recikliranje rijetkih zemljanih elemenata iz elektronskog otpada, Urban Mining Co sa sjedištem u San Marcosu. Kompanija ima ugovor Ministarstva odbrane za mali pilot program koji nastoji prikupiti upotrebljive rijetke zemlje elementi.

Teksas se nada da će učiniti dobro radeći dobro. Vjeruje da će privući više kompanija s proizvodnim linijama koje zahtijevaju ova svojstva rijetkih zemalja, što će bolje stvoriti više radnih mjesta i razvijati svoju ekonomiju.

Čini se da se nešto od ovoga već dešava.

Samsung je najavio svoje planove da uloži 17 milijardi dolara u teksašku fabriku čipova ovog novembra, navodeći infrastrukturu kao jedan od razloga za lokaciju. Tesla je ozvaničio svoje planove da preseli svoje sjedište u Teksas u oktobru. Planira ulaganje od milijardu dolara, jer nastavlja da širi proizvodnju električnih vozila u državi.

Očigledno, ovaj teksaški lanac nabavke u nastajanju nije ni izbliza dovoljan da zadovolji rastuću potražnju SAD-a za čipsom i REE koji su im potrebni. Ipak, to je ohrabrujući znak da se možda budimo iz zablude da prelazak ključnih proizvodnih procesa u inostranstvo nema posljedice.

„To je kolebljiv napredak, ali barem ide negdje,“ rekla je Margaret Kidd, programska direktorica lanca snabdijevanja i logističke tehnologije na Univerzitetu u Hjustonu. “Texas neće riješiti probleme u lancu snabdijevanja cijele naše zemlje za čips, ali to je pozitivan korak.”

Uz procjene da će biti potrebno 25 puta veći od naših trenutnih zaliha rijetkih zemalja za postizanje Bajdenove zelene ekonomije 2050. godine, to ne može doći prerano.

Emily Pickrell veteran je energetski izvještač, s više od 12 godina iskustva koji pokriva sve, od naftnih polja do industrijske politike o vodi do najnovijih meksičkih zakona o klimatskim promjenama. Emily je izvještavala o energetskim pitanjima iz cijelog SAD-a, Meksika i Velike Britanije. Prije novinarstva, Emily je radila kao analitičarka politike u Uredu za odgovornost vlade SAD-a i kao revizor međunarodne organizacije za pomoć CARE. 

UH Energy je središte Univerziteta u Houstonu za energetsko obrazovanje, istraživanje i tehnološku inkubaciju, koji radi na oblikovanju energetske budućnosti i stvaranju novih poslovnih pristupa u energetskoj industriji.