Объяснение редкоземельных элементов

Мэдлин Руид, 13 июля 2023 г.

Несмотря на свое название, редкоземельные элементы (РЗЭ) представляют собой относительно распространенную группу из 17 металлических элементов. Фактически, трех наиболее распространенных РЗЭ — церия, лантана и неодима — больше, чем свинца.1 Флуоресцентные, проводящие и магнитные свойства РЗЭ делают их важным компонентом более чем в 200 приложениях и продуктах, включая революционные цифровые и экологически чистые технологии. такие как электромобили (EV), робототехника и ветряные турбины.2,3 Поскольку эти технологии станут более распространенными, мы ожидаем, что спрос на РЗЭ, вероятно, значительно увеличится. По нашему мнению, перспективы высокого спроса в сочетании с продолжающимися усилиями по диверсификации глобальной цепочки поставок РЗЭ потенциально могут создать привлекательные инвестиционные возможности в ближайшие годы.

17 редкоземельных элементов включают 15 рядов лантаноидов в периодической таблице, а также скандий и иттрий.5 Эти блестящие металлы от серебристого до серебристо-белого цвета часто являются ковкими и обладают особыми свойствами, что помогает объяснить, почему их можно использовать в спектр промышленного применения. Например, неодим, диспрозий, тербий и самарий можно использовать для создания самых сильных магнитов. Названные редкоземельными постоянными магнитами, они играют решающую роль в преобразовании энергии ветра в электричество.6 Эти магниты также имеют основополагающее значение для работы большинства двигателей электромобилей (EV), роботов и оборудования для автоматизации производства. В этих технологиях чаще всего используются магниты неодим-железо-бор (NeFeB), самые сильные коммерчески доступные редкоземельные магниты.7

Европий, иттрий, эрбий и неодим — четыре РЗЭ, обладающие люминесцентными свойствами, что делает их полезными для потребительских технологий, таких как телевизоры и смартфоны.8,9 Церий и лантан обладают каталитическими и электрическими свойствами, которые делают их полезными в химических процессах, катализаторах, и аккумуляторные технологии.10 Короче говоря, большинство людей каждый день используют несколько технологий, содержащих РЗЭ.

По нашему мнению, использование редкоземельных элементов во многих технологиях и продуктах создает хорошие перспективы роста спроса в отрасли. По одной из оценок, спрос на оксиды редкоземельных элементов, согласно прогнозам, увеличится со 171 300 метрических тонн в 2022 году до 238 700 метрических тонн к 2030 году. рост спроса. В 2021 году на магниты приходилось 43,2% мирового спроса на РЗЭ.12 Прогнозируется, что спрос на магниты NdFeB будет расти совокупным годовым темпом роста на 7,5% в период с 2023 по 2040 год.13

Эти переходы, вероятно, продолжат явный сдвиг в профиле спроса на РЗЭ. Спрос уходит от РЗЭ, таких как лантан и церий, которые используются в более традиционных случаях, таких как химические процессы, и перемещается в сторону РЗЭ, используемых в магнитах, таких как неодим и диспрозий.

Некоторые компании, занимающиеся экологически чистыми технологиями, особенно производители электромобилей и ветроэнергетического оборудования, ищут способы сократить или даже полностью исключить использование РЗЭ из-за их потенциального воздействия на окружающую среду и нестабильных цен. Примечательно, что во время ежегодного Дня инвестора Tesla в марте 2023 года Колин Кэмпбелл, вице-президент Tesla по разработке силовых агрегатов, объявил, что в будущем приводе компании будет использоваться двигатель с постоянными магнитами следующего поколения, в котором не будут использоваться никакие редкоземельные материалы.14 Кэмпбелл не сообщил никаких дополнительных подробностей. или графики поэтапного отказа.

По нашему мнению, если усилия по сокращению использования РЗЭ со стороны Tesla и других компаний, занимающихся экологически чистыми технологиями, окажутся успешными, мы считаем, что это все равно будет иметь относительно ограниченное влияние на спрос на РЗЭ, по крайней мере, в течение следующих нескольких лет. Во-первых, прогнозируется, что сокращение использования редкоземельных элементов в ветроэнергетических системах в расчете на мегаватт мощности должно опережать рост общей мощности ветроэнергетики до 2030 года15.

Во-вторых, мы считаем, что рост производства электромобилей может опережать сокращение использования РЗЭ в отрасли электромобилей. Магниты из нередкоземельных металлов для электромобилей еще не широко коммерчески доступны и, как правило, по-прежнему имеют значительную стоимость с точки зрения веса и эффективности.16