Το Τέξας παρέχει μοντέλο για την πολύ αναγκαία επισκευή της εφοδιαστικής αλυσίδας

Emily Pickrell, Μελετητής ενέργειας UH

Τα τσιπ ημιαγωγών γίνονται όλο και μικρότερα, αλλά η κρίση πίσω από την παροχή αρκετών από αυτά ήταν αρκετά μεγάλη ώστε να εγείρει ερωτήματα σχετικά με το μελλοντικό πρασίνισμα της Αμερικής. 

Τα τσιπ διαδραματίζουν βασικό ρόλο σε οτιδήποτε, από τους υπολογιστές μέχρι τα έξυπνα τηλέφωνα, αλλά είναι επίσης κρίσιμα στην τεχνολογία που υποτίθεται ότι θα αντικαταστήσει την τεχνογνωσία των ορυκτών καυσίμων, ειδικά των ηλεκτρικών οχημάτων και των ηλιακών και αιολικών εγκαταστάσεων.

Καθώς οι παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού έχουν μπλοκάρει – λόγω προβλημάτων στην Κίνα και της πανδημίας Covid – έχει τονίσει την ανεπάρκεια της εγχώριας αλυσίδας εφοδιασμού μας. Ένας από τους μεγαλύτερους περιοριστικούς παράγοντες στην κατασκευή των δικών μας τσιπ;

Τα υλικά σπάνιων γαιών που απαιτούνται.

Τα στοιχεία σπανίων γαιών είναι ονόματα ακριβώς από το χάρτη της χημείας του γυμνασίου – ατομικοί αριθμοί 57 έως 71 (οι λανθανίδες), συν σκάνδιο και ύττριο.

Αυτά τα στοιχεία έχουν αγώγιμες ή μαγνητικές ιδιότητες ιδανικές για διαφορετικά προϊόντα υψηλής τεχνολογίας, συμπεριλαμβανομένων των ημιαγωγών.

Τα τελευταία χρόνια, οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν εισαγάγει τα περισσότερα από τα στοιχεία σπάνιων γαιών ή REE – με το 80% να προέρχεται από την Κίνα. Η πλειοψηφία της κατασκευής τσιπ μικροεπεξεργαστών είχε μεταφερθεί σε μεγάλο βαθμό σε φθηνότερες τοποθεσίες στο εξωτερικό, ειδικά στην Ασία. Οι REE δεν είναι σπάνιες παγκοσμίως, αλλά είναι δύσκολο να εξαχθούν. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μεταλλεύματά τους οξειδώνονται γρήγορα. Η δυσκολία στην εξόρυξη σημαίνει επίσης ότι αυτά τα ορυχεία προκαλούν συχνά εκτεταμένη ρύπανση των υδάτων και του εδάφους.

Γρήγορα προς τα εμπρός για το 2020 και η άνοδος της ζήτησης για υπολογιστές και μικροτσίπ – που οφείλεται στις διακοπές της προσφοράς και την απότομη αύξηση των οικιακών γραφείων – γρύλισε την αλυσίδα εφοδιασμού ημιαγωγών.

Η αυξημένη μηχανογράφηση όλων των νέων οχημάτων έχει καταστήσει τον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας ευάλωτο σε αυτά τα προβλήματα της εφοδιαστικής αλυσίδας. Η έλλειψη προκάλεσε όλεθρο στην αυτοκινητοβιομηχανία πέρυσι: η Ford, η Jaguar Land Rover, η Volkswagen, η General Motors, η Nissan, η Daimler, η BMW και η Renault έκλεισαν εργοστάσια ή μείωσαν την παραγωγή, επικαλούμενη τη μη διαθεσιμότητα τσιπ.

Και η έλλειψη θα μπορούσε εύκολα να επιδεινωθεί. Η κυβέρνηση Μπάιντεν έχει θέσει στόχο μεριδίου πωλήσεων EV 50% έως το 2030. Τα ηλεκτρικά οχήματα, τόσο υβριδικά όσο και οχήματα με μπαταρία, απαιτούν REE για τους ηλεκτρικούς κινητήρες που χρειάζονται σε αυτά τα οχήματα. Η επίτευξη αυτών των στόχων πωλήσεων EV πιθανότατα θα απαιτήσει μια ισχυρή εγχώρια εφοδιαστική αλυσίδα REE, ειδικά εάν η χώρα σκοπεύει να επωφεληθεί οικονομικά όλες τις πράσινες επενδύσεις της. 

Ωστόσο, η αφθονία υλικών σπάνιων γαιών σε μέρη όπως το Βιετνάμ, η Ρωσία, η Αυστραλία και η Βραζιλία δεν σημαίνει ότι οι ΗΠΑ δεν έχουν τους δικούς τους επαρκείς πόρους – πολύ μακριά από αυτό. Το Τέξας, η Καλιφόρνια, η Μινεσότα, το Ουαϊόμινγκ και η Αλάσκα έχουν όλες σημαντικές προμήθειες ορυκτών σπάνιων γαιών.

Ακόμη και πριν από αυτήν την οξεία κρίση, τόσο οι κυβερνήσεις Τραμπ όσο και οι κυβερνήσεις Μπάιντεν έχτισαν τις εκστρατείες τους με υποσχέσεις για αναζωογόνηση της εγχώριας παραγωγής και έχουν επικεντρωθεί στην ανάγκη δημιουργίας αυτών των αλυσίδων εφοδιασμού.

Το εκτελεστικό διάταγμα του Προέδρου Τραμπ το 2020 που κήρυξε κατάσταση έκτακτης ανάγκης στη βιομηχανία εξόρυξης προέβλεπε κρατικές δαπάνες έως και 1.75 δισεκατομμύρια δολάρια σε στοιχεία σπάνιων γαιών σε πυρομαχικά και πυραύλους και 350 εκατομμύρια δολάρια για μικροηλεκτρονικά.

Η κυβέρνηση Μπάιντεν έχει βασιστεί σε αυτήν την ανάπτυξη της εφοδιαστικής αλυσίδας, ενθαρρύνοντας την παραγωγή κρίσιμων ορυκτών σπάνιων γαιών στη νομοθεσία για τις υποδομές.

Το αν και πόσο γρήγορα οι ΗΠΑ μπορούν να το κάνουν για να ανταποκριθούν στην αναμενόμενη άνοδο της ζήτησης είναι ένα άλλο ερώτημα.

Δέκα έως 15 χρόνια είναι μια πιο λογική χρονική εκτίμηση για να τεθούν σε λειτουργία τα παραδοσιακά έργα εξόρυξης και μετάλλων, σύμφωνα με τη Michelle Michot Foss, συνεργάτη Ενέργειας, Ορυκτών & Υλικών στο Ινστιτούτο Baker στο Πανεπιστήμιο Rice. Ο Φος κατέθεσε πέρυσι ενώπιον του Κογκρέσου σχετικά με τους προβληματισμούς της εφοδιαστικής αλυσίδας για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες μεταφορές.

«Για την υπόγεια εξόρυξη, η οποία είναι πολύ πιο ακριβή, ποιος ξέρει πόσο καιρό θα πάρει», είπε ο Φος. «Υπάρχουν έργα σε διάφορα μέρη - συμπεριλαμβανομένων των ΗΠΑ και του Καναδά - που δεν έχουν δει ακόμη το φως της δημοσιότητας, συνεχίζοντας 15-20 χρόνια προσπάθειας. Νικέλιο, πλατίνα/παλλάδιο, σπάνιες γαίες – είναι πραγματικά σκληρό.” 

Εν τω μεταξύ, το Τέξας προσπαθεί να κάνει ένα παράδειγμα του εαυτού του, δείχνοντας πώς μπορεί να λειτουργήσει η ανάπτυξη μιας αλυσίδας εφοδιασμού σπάνιων γαιών.

Οι κρατικοί αξιωματούχοι της έχουν συσπειρωθεί πίσω από την ιδέα της ανάπτυξης μιας τέτοιας αλυσίδας εφοδιασμού ως προτεραιότητα, τόσο για κρατικούς όσο και για ιδιωτικούς φορείς.

«Αυτό είναι ένα θέμα αυξανόμενου ενδιαφέροντος στο Τέξας, το οποίο οδηγεί το έθνος στην παραγωγή ενέργειας», δήλωσε ο Glenn Hamer, Διευθύνων Σύμβουλος του Texas Association of Business. «Μέρος της διατήρησης αυτής της ανεξαρτησίας σημαίνει να διασφαλίσουμε ότι έχουμε τις σωστές αλυσίδες εφοδιασμού, είτε στο εσωτερικό είτε μέσω των φίλων μας διεθνώς».

Το κράτος χαρτογράφησε συγκεκριμένα σχέδια για την επιθετική ανάπτυξη των κοιτασμάτων σπάνιων γαιών του, σε μια έκθεση του Νοεμβρίου 2021. 

Και το κράτος έχει τις ιδιότητες για να κάνει πράξη το σχέδιο. Οι κανονισμοί που είναι σχετικά φιλικοί προς τα ορυχεία, οι καλές υποδομές και τα φορολογικά κίνητρα έχουν ήδη βοηθήσει να ενθαρρύνουν εταιρείες όπως η USA Rare Earth να δημιουργήσουν καταστήματα. Η USA Rare Earth σχεδιάζει να ξεκινήσει την εξόρυξη ορισμένων σπάνιων γαιών σε 950 κρατικά στρέμματα στη Sierra Blanca στο Δυτικό Τέξας έως το 2023. Η εταιρεία σχεδιάζει να επεξεργαστεί τις σπάνιες γαίες επιτόπου και αναμένει το ορυχείο να παράγει 16 ή 17 στοιχεία σπάνιων γαιών. (Προς το παρόν, μόνο ένα άλλο οικιακό ορυχείο υπάρχει στο San Bernardino της Καλιφόρνια.)

Το Τέξας προσπαθεί επίσης να δημιουργήσει τις απαραίτητες τοποθεσίες επεξεργασίας σπάνιων γαιών - ένα τμήμα της εξορυκτικής βιομηχανίας που επί του παρόντος κυριαρχείται από την Κίνα. Μια τέτοια εταιρεία με έδρα το Τέξας, η Blue Line, έχει λάβει ομοσπονδιακή χρηματοδότηση για μια εγκατάσταση διαχωρισμού σπάνιων γαιών στο Hondo του Τέξας. Τα ορυκτά σπάνιων γαιών θα προέρχονται από τον Αυστραλό συνεργάτη της Lynas Rare Earths Ltd.

Η πολιτεία Lone Star φιλοξενεί επίσης μία από τις πρώτες εγκαταστάσεις για την ανακύκλωση στοιχείων σπάνιων γαιών από ηλεκτρονικά απόβλητα, την Urban Mining Co με έδρα το San Marcos. Η εταιρεία έχει συμβόλαιο με το Τμήμα Άμυνας για ένα μικρό πιλοτικό πρόγραμμα που επιδιώκει τη συλλογή χρησιμοποιήσιμων σπάνιων γαιών στοιχεία.

Το Τέξας ελπίζει να τα πάει καλά κάνοντας καλό. Πιστεύει ότι θα προσελκύσει περισσότερες εταιρείες με γραμμές παραγωγής που απαιτούν αυτές τις ιδιότητες σπάνιων γαιών, τόσο το καλύτερο για τη δημιουργία περισσότερων θέσεων εργασίας και την ανάπτυξη της οικονομίας της.

Κάποια από αυτά φαίνεται ήδη να συμβαίνουν.

Η Samsung ανακοίνωσε τα σχέδιά της να επενδύσει 17 δισεκατομμύρια δολάρια στο εργοστάσιο τσιπ του Τέξας τον Νοέμβριο, αναφέροντας την υποδομή ως έναν από τους λόγους για την τοποθεσία. Η Tesla επισημοποίησε τα σχέδιά της να μεταφέρει την έδρα της στο Τέξας τον Οκτώβριο. Σχεδιάζει επενδύσεις 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων, καθώς συνεχίζει να επεκτείνει την παραγωγή EV στην πολιτεία.

Προφανώς, αυτή η αναδυόμενη αλυσίδα εφοδιασμού του Τέξας δεν είναι σχεδόν αρκετή για να καλύψει την αυξανόμενη ζήτηση των ΗΠΑ για τσιπ και τα REE που απαιτούν. Ωστόσο, είναι ένα ενθαρρυντικό σημάδι ότι μπορεί να ξυπνάμε από την αυταπάτη ότι η εξαγορά βασικών διαδικασιών παραγωγής δεν έχει συνέπειες.

«Είναι ταλαντευόμενη πρόοδος, αλλά τουλάχιστον έχει οδηγήσει κάπου», είπε η Μάργκαρετ Κιντ, διευθύντρια προγράμματος της Εφοδιαστικής Αλυσίδας και Τεχνολογίας Logistics στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον. «Το Τέξας δεν πρόκειται να λύσει τα προβλήματα της εφοδιαστικής αλυσίδας της χώρας μας για τσιπ, αλλά είναι ένα θετικό βήμα».

Με εκτιμήσεις ότι θα χρειαστούν 25 φορές το σημερινό μας ανεφοδιασμό σπάνιων γαιών για να επιτευχθεί η πράσινη οικονομία του Μπάιντεν το 2050, δεν μπορεί να έρθει πολύ σύντομα.

Έμιλι Πικρέλ είναι ένας βετεράνος δημοσιογράφος ενέργειας, με περισσότερα από 12 χρόνια εμπειρίας που καλύπτουν τα πάντα, από τα πετρελαϊκά πεδία έως τη βιομηχανική πολιτική για τα ύδατα έως τα τελευταία σχετικά με τους νόμους του Μεξικού για την αλλαγή του κλίματος. Η Emily έχει αναφέρει ενεργειακά θέματα από όλες τις ΗΠΑ, το Μεξικό και το Ηνωμένο Βασίλειο. Πριν από τη δημοσιογραφία, η Έμιλι εργάστηκε ως αναλυτής πολιτικής για το Γραφείο Ευθύνης της Κυβέρνησης των ΗΠΑ και ως ελεγκτής του διεθνούς οργανισμού βοήθειας, CARE. 

Η UH Energy είναι ο κόμβος του Πανεπιστημίου του Χιούστον για ενεργειακή εκπαίδευση, έρευνα και επώαση τεχνολογίας, που εργάζεται για να διαμορφώσει το ενεργειακό μέλλον και να σφυρηλατήσει νέες επιχειρηματικές προσεγγίσεις στον ενεργειακό κλάδο.