Η ανακύκλωση ηλεκτρονικών συσκευών, ανεμογεννητριών και βιομηχανικού εξοπλισμού μπορεί να προσφέρει στις Ηνωμένες Πολιτείες μια άμεσα αξιοποιήσιμη πηγή σπάνιων γαιών, καθώς η ανάπτυξη νέων ορυχείων και μονάδων επεξεργασίας απαιτεί χρόνια, σύμφωνα με την εταιρεία ανακύκλωσης ηλεκτρονικών Paladin EnviroTech.
Η εταιρεία διευρύνει τις δραστηριότητές της στην ανάκτηση σπάνιων γαιών, σε μια περίοδο κατά την οποία οι Αμερικανοί κατασκευαστές εξακολουθούν να εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από προμηθευτές του εξωτερικού. Η εξάρτηση είναι ιδιαίτερα έντονη στα βαριά στοιχεία σπάνιων γαιών, τα οποία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μόνιμων μαγνητών υψηλών επιδόσεων.
Η Paladin ανακτά σήμερα περίπου 40 μετρικούς τόνους υλικών ετησίως. Πρόσφατα επένδυσε περισσότερα από 5 εκατ. δολάρια, με στόχο να αυξήσει την παραγωγική της δυναμικότητα στους 150 τόνους τον χρόνο, με λειτουργία σε τρεις βάρδιες. Η αναβαθμισμένη εγκατάσταση αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία στις αρχές του τρίτου τριμήνου του επόμενου έτους.
Η εταιρεία διαθέτει έξι εγκαταστάσεις στις ΗΠΑ και δύο στην Ευρώπη, στην Ολλανδία και την Ιρλανδία, ενώ σχεδιάζει να επεκταθεί και στη Νότια Κορέα. Παράλληλα, επιδιώκει να αναπτύξει αντίστοιχες δυνατότητες ανάκτησης σπάνιων γαιών τόσο στην ευρωπαϊκή όσο και στην κορεατική αγορά.
Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας (IEA), η δημιουργία νέων ορυχείων κρίσιμων ορυκτών είναι αναγκαία για την κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης που προκαλούν η ενεργειακή μετάβαση, οι ψηφιακές υποδομές και οι αμυντικές ανάγκες. Ο αριθμός των νέων έργων, ωστόσο, θα εξαρτηθεί μεταξύ άλλων από την έκταση της ανακύκλωσης και τις αλλαγές στις τεχνολογίες των μπαταριών.
«Η εξόρυξη είναι απολύτως απαραίτητη. Δεν πρόκειται να απαλλαγούμε από την ανάγκη για ορυχεία», δήλωσε στο MINING.COM ο Λουκ Ρέι, ανώτερος αντιπρόεδρος της Paladin για τις κρίσιμες πρώτες ύλες και την άμυνα. Όπως σημείωσε, η αξιοποίηση εξοπλισμού που έχει φτάσει στο τέλος του κύκλου ζωής του μπορεί να συμβάλει στην αντιμετώπιση των άμεσων ελλείψεων.
Τα νέα ορυχεία χρειάζονται χρόνια για να αποδώσουν
Η προσπάθεια της Ουάσιγκτον να δημιουργήσει εγχώριες αλυσίδες εφοδιασμού κρίσιμων ορυκτών έχει αναζωπυρώσει το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη κοιτασμάτων σπάνιων γαιών στις ΗΠΑ. Ωστόσο, η μετάβαση από τον εντοπισμό ενός κοιτάσματος στην έναρξη παραγωγής απαιτεί μακρά διαδικασία αδειοδότησης, σημαντικά κεφάλαια και την κατασκευή των απαραίτητων υποδομών επεξεργασίας.
Η Paladin εκτιμά ότι η ανακύκλωση μπορεί να καλύψει μέρος των αναγκών στο μεσοδιάστημα. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά ορυχεία, οι μονάδες ανακύκλωσης μπορούν να σχεδιάζονται σε αρθρωτή μορφή και να εγκαθίστανται σε ήδη υφιστάμενες βιομηχανικές περιοχές, με συγκριτικά απλούστερες διαδικασίες αδειοδότησης.
«Ο εντοπισμός ενός κοιτάσματος, η αδειοδότησή του και η πραγματοποίηση μιας επένδυσης έντασης κεφαλαίου απαιτούν χρόνο. Υπάρχει μεγάλη χρονική απόσταση μέχρι ένα ορυχείο να τεθεί σε λειτουργία και να αρχίσει να παράγει», ανέφερε ο Ρέι.
Αντίθετα, η δυναμικότητα στην ανακύκλωση μπορεί να αυξηθεί ταχύτερα, καθώς τα συστήματα προσαρμόζονται στις ανάγκες κάθε εγκατάστασης και μπορούν να αναπαραχθούν σε διαφορετικές τοποθεσίες.
Η στρατηγική της εταιρείας επικεντρώνεται ολοένα περισσότερο σε εξοπλισμό που περιέχει μόνιμους μαγνήτες. Σε αυτόν περιλαμβάνονται σκληροί δίσκοι, υποδομές κέντρων δεδομένων, ηλεκτροκινητήρες οχημάτων, γεννήτριες και ανεμογεννήτριες.
Οι σκληροί δίσκοι περιέχουν νεοδύμιο και πρασεοδύμιο, καθώς και μικρές ποσότητες τερβίου. Μεγαλύτερες βιομηχανικές εγκαταστάσεις μπορούν να αποτελέσουν πηγή βαρύτερων σπάνιων γαιών, όπως το δυσπρόσιο, το οποίο χρησιμοποιείται σε μαγνήτες που πρέπει να διατηρούν τις ιδιότητές τους σε απαιτητικές συνθήκες λειτουργίας.
Οι ανεμογεννήτριες και οι μεγάλες γεννήτριες μπορούν να περιέχουν μαγνήτες με σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε δυσπρόσιο. Σημαντική δυνητική πηγή αποτελούν επίσης οι μαγνητικοί τομογράφοι. Σύμφωνα με τον Ρέι, οι μαγνήτες που ανακτώνται από τέτοιες συσκευές μπορεί να περιέχουν περίπου 13% έως και 16% δυσπρόσιο.
Οι παλιοί σκληροί δίσκοι ως νέα πηγή πρώτων υλών
Η Paladin συνεργάζεται με τη Western Digital για την ανακύκλωση σκληρών δίσκων που έχουν αποσυρθεί από τη χρήση. Συνεργάζεται επίσης με την Critical Materials Recycling (CMR), με έδρα το Μπουν της Αϊόβα, η οποία χρησιμοποιεί μια μέθοδο επιλεκτικής έκπλυσης χωρίς οξέα, που αναπτύχθηκε αρχικά στο Ames National Laboratory.
Οι δύο εταιρείες εργάζονται για την εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας ανάκτησης σπάνιων γαιών, στο πλαίσιο μιας συνεργασίας που καλύπτει την ανακύκλωση παλαιών σκληρών δίσκων.
Όπως ανέφερε ο Ρέι, η διαδικασία μπορεί να ανακτήσει περίπου το 90% της συνολικής αξίας των υλικών ενός σκληρού δίσκου, συνυπολογίζοντας τον χάλυβα, τις πλακέτες κυκλωμάτων και τα υπόλοιπα μέταλλα. Η ίδια η ανάκτηση των σπάνιων γαιών φτάνει, σύμφωνα με τον ίδιο, περίπου στο 97%-98%.
Το υλικό που προκύπτει μπορεί να επιστρέψει στην αλυσίδα παραγωγής μαγνητών. Η Paladin παράγει ένα μείγμα οξειδίων σπάνιων γαιών, το οποίο μπορεί να διατεθεί σε εταιρείες διαχωρισμού των επιμέρους στοιχείων και στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή μαγνητών.
Σε μία περίπτωση, ανακτημένο υλικό προμηθεύτηκε παραγωγούς μαγνητών που εξυπηρετούν τη Western Digital και επέστρεψε σε γραμμή παραγωγής, καλύπτοντας τις προδιαγραφές της εταιρείας.
Η προσέγγιση αυτή αποκτά ιδιαίτερη σημασία καθώς η ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης επιταχύνει τις επενδύσεις σε κέντρα δεδομένων. Σύμφωνα με τον Ρέι, ο εξοπλισμός των συγκεκριμένων εγκαταστάσεων αποσύρεται συνήθως κάθε τρία έως πέντε χρόνια, δημιουργώντας μια αυξανόμενη δεξαμενή υλικών που μπορούν να αξιοποιηθούν για την ανάκτηση ορυκτών.
Η αύξηση των αποσυρόμενων συστημάτων αναμένεται να ενισχύσει τη ζήτηση για πρόσθετες υποδομές ανακύκλωσης, ώστε να μπορούν να διαχειριστούν τις μεγαλύτερες ποσότητες ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
Το κινεζικό πλεονέκτημα και η οικονομική βιωσιμότητα
Ένα από τα σημαντικότερα εμπόδια για τις δυτικές εταιρείες παραμένει το κόστος. Η κινεζική βιομηχανία σπάνιων γαιών διαθέτει μεγάλη παραγωγική κλίμακα, χαμηλότερο λειτουργικό κόστος και ένα εδραιωμένο οικοσύστημα επεξεργασίας και μεταποίησης, το οποίο είναι δύσκολο να ανταγωνιστούν οι παραγωγοί σε άλλες χώρες.
Η Paladin εκτιμά, ωστόσο, ότι οι εταιρείες ανακύκλωσης μπορούν να ενισχύσουν την ανταγωνιστικότητά τους αξιοποιώντας το σύνολο του εξοπλισμού που αποσύρεται και όχι αποκλειστικά τις σπάνιες γαίες που περιέχει.
Στην περίπτωση των ανεμογεννητριών, για παράδειγμα, η εταιρεία μπορεί να αποκομίσει έσοδα από τον χάλυβα, τον χαλκό, τον ορείχαλκο και τα επαναχρησιμοποιήσιμα εξαρτήματα, προτού συνυπολογίσει την αξία των μόνιμων μαγνητών.
«Σε αυτή την περίπτωση, οι μαγνήτες ουσιαστικά αποκτώνται χωρίς κόστος, καθώς αποτελούν παραπροϊόν της διαδικασίας. Έτσι, τα έσοδα από την πώληση των οξειδίων προστίθενται στην οικονομική απόδοση της δραστηριότητας», ανέφερε ο Ρέι.
Η εταιρεία διαπιστώνει επίσης ενδείξεις ότι οι τιμές των σπάνιων γαιών στις δυτικές αγορές αρχίζουν να δημιουργούν ευνοϊκότερες συνθήκες για την ανακύκλωση. Σύμφωνα με την Paladin, εμφανίζονται συναλλαγές στις οποίες τα υλικά αποκτώνται σε τιμές ανταγωνιστικές προς τα κινεζικά επίπεδα αναφοράς και πωλούνται σε υψηλότερες τιμές στις δυτικές αγορές. Η διαφορά μπορεί να διαμορφώνεται περίπου στο 10%-20%, σύμφωνα με τον Ρέι.
Ο ίδιος εκτιμά ότι η δραστηριότητα μπορεί να είναι οικονομικά βιώσιμη, σημειώνοντας ότι η εταιρεία βλέπει ήδη σχετικά παραδείγματα στις επιχειρηματικές της δραστηριότητες.
Η Paladin δεν λαμβάνει σήμερα κρατική χρηματοδότηση, αλλά εξετάζει το ενδεχόμενο συμμετοχής σε προγράμματα επιχορηγήσεων. Στηρίζεται επενδυτικά από την εταιρεία ιδιωτικών κεφαλαίων SER Capital, με έδρα τη Σίλικον Βάλεϊ.
Για την Paladin, η ανακύκλωση δεν μπορεί να υποκαταστήσει την ανάπτυξη νέων ορυχείων σπάνιων γαιών. Μπορεί, όμως, να αποτελέσει μια συμπληρωματική πηγή πρώτων υλών, η οποία θα αξιοποιείται ταχύτερα, όσο οι ΗΠΑ αναπτύσσουν εγχώρια παραγωγική δυναμικότητα στην εξόρυξη, στον διαχωρισμό των στοιχείων και στην κατασκευή μαγνητών.
Η προοπτική αυτή ενισχύεται από την έκρηξη των επενδύσεων στην τεχνητή νοημοσύνη, η οποία αυξάνει τον όγκο του εξοπλισμού που αποσύρεται από τα κέντρα δεδομένων, αλλά και από τη σταδιακή γήρανση των πρώτων μεγάλων εγκαταστάσεων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
«Υπάρχουν πολλοί τρόποι να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα και να αρχίσουμε να παράγουμε αυτά τα ορυκτά και υλικά εντός της χώρας. Δεν υπάρχει μία και μοναδική λύση· θα χρειαστούν πολλές διαφορετικές προσεγγίσεις», κατέληξε ο Ρέι.
www.worldenergynews.gr
