Surowce krytyczne a przyszłość nowych technologii

Co trzy lata Komisja Europejska przeprowadza ocenę w celu wskazania surowców zasługujących w danych warunkach na miano tych krytycznych dla gospodarki w Unii Europejskiej. Selekcja do listy CRM (Critical Raw Materials List) jest ostra – z 41, 54, 78 oraz 83 surowców kandydujących w odpowiednio 2010, 2013, 2016 i 2019 roku za kluczowe uznanych zostało tylko 14, 20, 27 oraz 30, które trafiły na CRM List w 2011, 2014, 2017 i 2020 roku.

Ostatnia ocena z 2019 objęła największą do tej pory liczbę potencjalnie strategicznych materiałów. Wśród kandydatów znalazły się 63 surowce i trzy ich grupy: z dziesięcioma zaliczanymi do grupy ciężkich metali ziem rzadkich, z pięcioma z grupy lekkich metali ziem rzadkich oraz pięcioma z grupy platynowców. W porównaniu do 2017 roku ocenie poddano aż pięć nowych pierwiastków: arsen, kadm, stront, cyrkon i wodór.

CRM List 2020

W 2020 wybrano także dotychczas największą liczbę CRM. Na ostatecznej liście 30 surowców krytycznych znalazły się: antymon, fluoryt, magnez, krzem, baryt, gal, grafit, tantal, boksyt, german, kauczuk, tytan, beryl, hafn, skand, wanad, bizmut, ciężkie metale ziem rzadkich, platynowce, wolfram, ind, borany, fosforyty, stront, lit, fosfor, kobalt, niob, węgiel metalurgiczny, lekkie metale ziem rzadkich.

Status CRM utrzymało 26 surowców, które znalazły się na tej liście w 2017 roku. Trzy CRM z listy na 2020 rok nie zostały uznane za krytyczne w poprzedniej edycji zestawienia – do najnowszego rankingu dodano: boksyt, lit oraz tytan. I na odwrót – hel, który miał status CRM 2017, zniknął z listy na 2020. Jedynym nowym kandydatem na surowiec krytyczny, który wpisano na listę CRM 2020, był stront.

Jakie branże ucierpią na brakach?

Dalej przedstawiamy zastosowania, które na ewentualnych problemach z dostępnością surowców krytycznych mogą ucierpieć najbardziej. Zostały one wymienione w dokumencie przygotowanym przez Komisję Europejską pt. „Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU”. W opracowaniu tym pod tym kątem przeanalizowano dziewięć technologii wykorzystywanych w trzech strategicznych sektorach: energii odnawialnej, e-mobilności, obronności i lotnictwa. Są to: akumulatory litowo-jonowe, ogniwa paliwowe, turbiny wiatrowe, silniki elektryczne, roboty, drony, panele fotowoltaiczne, druk 3D oraz szeroko pojęte technologie cyfrowe i elektronika. Na rysunku 1 wymieniono CRM ważne w wybranych z nich aplikacjach.

CRM w nowych technologiach

Na przykład w akumulatorach to: grafit (anody), krzem (w przyszłości anody dla większej gęstości energii), tytan (akumulatory LTO, obudowy, w przyszłości anody), niob (w przyszłości anody dla większej stabilności i gęstości energii), kobalt (katody w akumulatorach LCO, NCA, NMC) i lit. Krytyczne surowce w ogniwach paliwowych to: kobalt, pallad i platyna (katalizatory), grafit (w płytach bipolarnych), stront oraz tytan (w anodach).

W silnikach elektrycznych CRM to: neodym, prazeodym i bor (w magnesach trwałych), dysproz (dodatek do magnesów trwałych neodymowo-żelazowo-borowych) i krzem (sterowniki, dodatek do stopów metali). W ogniwach fotowoltaicznych niezbędne są: krzem i german (półprzewodniki), bor i gal (domieszki) oraz ind (elektrody z tlenku indowo-cynowego, ogniwa cienkowarstwowe). W elektronice krytyczne surowce to: krzem, german (półprzewodnik, szkło na rdzenie światłowodów, elementy optyczne), bor, gal, metale ziem rzadkich, grafit (grafen), ind, wolfram (układy scalone), kobalt, platynowce.

 

Rys. 1. Krytyczne surowce w nowych technologiach (źródło: Komisja Europejska)

Lista CRM a sytuacja aktualna

Wszystkie surowce, nawet jeżeli nie są klasyfikowane jako krytyczne, są ważne dla gospodarki Unii Europejskiej. Oznacza to, że nawet jeśli jakiś nie znajduje się na aktualnej liście CRM, nie powinno się za pewnik przyjmować, że będzie łatwo dostępny, szczególnie że ranking Komisji Europejskiej jest aktualizowany co trzy lata, nie uwzględnia więc bieżącej sytuacji. Potwierdza to zmiana, jaka zaszła po ataku Rosji na Ukrainę, na przykład na rynku niklu.

Rosja jest trzecim co do wielkości producentem tego metalu na świecie. W rezultacie od czasu rozpoczęcia wojny na Ukrainie ceny niklu na światowym rynku ciągle się zmieniały. Odbiorcy, dla których jest on niezbędnym surowcem produkcyjnym gorączkowo zaczęli szukać alternatywnych dla Rosji źródeł jego dostaw. To z kolei napędzało spekulacje. W efekcie już 3 marca 2022 roku cena niklu wzrosła do najwyższego od 11 lat poziomu 27 tys. dolarów za tonę, a zaledwie pięć dni później na Londyńskiej Giełdzie Metali odnotowano rekord, kiedy za tonę tego metalu trzeba było zapłacić 100 tys. dolarów. Tak gwałtowny i duży wzrost wywołał panikę na całym świecie. I chociaż z czasem sytuacja się ustabilizowała, problemy z tym surowcem, niezbędnym w produkcji stali nierdzewnej i akumulatorów do aut elektrycznych, uświadomiły wszystkim ogrom kłopotów. Jest on tym bardziej palący, że jak przewiduje Bank Światowy, transformacja energetyczna znacząco zwiększy popyt na krytyczne surowce – do 2050 roku przykładowo zapotrzebowanie na lit, kobalt oraz grafit wzrośnie aż o 500%. Potrzeba będzie również o 100% więcej niklu i 7% więcej miedzi.

 

Rys. 2. Najwięksi dostawcy CRM do UE (źródło: Komisja Europejska)

Plan dla Europy

Wiele czynników może sprawić, że spodziewana podaż nie zostanie zaspokojona. Poza konfliktami zbrojnymi, jak ten toczący się pomiędzy Rosją i Ukrainą, mogą się do tego przyczynić niestabilność rządów w kraju dostawców, z czym najczęściej mamy do czynienia w Afryce i wszelkie monopole. Przykład to Chiny, które korzystając ze swojej pozycji na rynku metali ziem rzadkich i magnesów trwałych, w 2021 roku wywindowały wzrost ich ceny o 50–90%. Krytyczne surowce, podobnie jak wcześniej ropa oraz gaz, stają się więc narzędziem geopolitycznym – próbkę możliwości w tym zakresie mieliśmy już w 2010 roku, gdy Chiny ograniczyły eksport metali ziem rzadkich i całkowicie odcięły od nich Japonię, by wywrzeć presję na rząd w Tokio, od którego żądały uwolnienia aresztowanego chińskiego kapitana trawlera rybackiego. Uzależnienie się od importu surowców krytycznych staje się zatem poważnym problemem – do czego może prowadzić, dobitnie pokazał kryzys spowodowany inwazją na Ukrainę, kiedy zaczęło brakować ropy i gazu.

Jest to, tak jak w przypadku surowców energetycznych, dużym problemem zwłaszcza w Europie, która jest w zakresie dostaw surowców krytycznych w ogromnym stopniu nastawiona na import. Jednocześnie ma ambicje, aby stać się pierwszym kontynentem neutralnym dla klimatu. Cel ten w tych okolicznościach jest jednak zagrożony. To zmusza Unię Europejską do działania.

European Critical Raw Materials Act

Pierwszym krokiem jest ogłoszenie European Critical Raw Materials Act. Dokument wyznacza cele do zrealizowania, by Europa nie obawiała się o ciągłość dostaw surowców krytycznych. Po pierwsze ustalone mają zostać kryteria, pozwalające na identyfikację surowców o strategicznym znaczeniu. Powstać ma również europejska sieć agencji ds. surowców, których zadaniem będzie monitorowanie rynku w celu rozpoznania i sygnalizowania ryzyka zakłóceń w łańcuchu dostaw, podwyżek cen albo niedoborów kluczowych materiałów oraz podejmowanie decyzji w zakresie gromadzenia zapasów i ich podziału.

Kolejnym celem jest wzmocnienie łańcucha dostaw od wydobycia po rafinację, przetwarzanie oraz recykling surowców, przy dochowaniu najwyższych standardów społecznych i środowiskowych. Wymagać to będzie inwestycji, do których zachęcać mają konkretne cele, na przykład to, że do 2030 roku co najmniej 30% unijnego zapotrzebowania na lit mają pokryć dostawy w ramach UE czy że do 2030 roku przynajmniej 20% metali ziem rzadkich powinno być odzyskiwanych z odpadów. Wytyczne European Critical Raw Materials Act mają być wprowadzane w taki sposób, by rynek surowców UE pozostał konkurencyjny na arenie międzynarodowej i bez uwypuklania różnic między poszczególnymi krajami członkowskimi.

CRM nie pierwszy raz na celowniku

Nie jest to pierwsza inicjatywa dotycząca grupy surowców, lecz w zupełnie innym kontekście – w 2010 roku bowiem cztery materiały zostały uznane za surowce... konfliktowe (conflict materials). Były to kluczowe w przemyśle elektronicznym: tantal, cyna, wolfram oraz złoto. Ich największe kopalnie znajdują się we wschodniej części Demokratycznej Republiki Konga oraz krajach z nią sąsiadujących, gdzie kopaliny te są wydobywane w warunkach konfliktu zbrojnego i poważnych naruszeń praw człowieka.

Eksploatacja naturalnych zasobów w takich okolicznościach wywołała zaniepokojenie społeczności międzynarodowej, gdyż uznano, że firmy bezpośrednio lub pośrednio zaopatrujące się lub bezpośrednio działające w tej części świata mogą się w ten sposób przyczyniać do rozwoju konfliktu. Doprowadziło to do publicznej debaty, a ostatecznie do wprowadzenia przez Kongres Stanów Zjednoczonych prawa, które nakłada na firmy obowiązek publicznego ujawnienia faktu korzystania z kopalin z regionów ogarniętych konfliktami oraz poddawania się niezależnym audytom identyfikowalności łańcucha dostaw.

Chociaż zaopatrywanie się w konfliktowe surowce nie jest nielegalne, przedsiębiorstwa zobowiązane są do zweryfikowania czy są one niezbędne dla funkcjonalności albo procesu produkcyjnego ich produktów lub tych, których wykonanie zleciły. O ile jednak uregulowanie problemu surowców konfliktowych było kwestią odpowiedzialności społecznej biznesu, o tyle w przypadku surowców krytycznych gra toczy się już o znacznie większą stawkę.

Monika Jaworowska