|
Trung Quốc là nhà cung cấp và chế biến đất hiếm lớn nhất thế giới — điều này đã trở thành một điểm nóng tranh chấp trong căng thẳng thương mại giữa Hoa Kỳ và Trung Quốc.
Vào tháng 4, Trung Quốc đã đáp trả thuế quan của Hoa Kỳ bằng cách áp đặt các hạn chế xuất khẩu đối với bảy nguyên tố đất hiếm cũng như một số nam châm đất hiếm. Do Hoa Kỳ gần như không có năng lực trong nước để chế biến và tinh chế đất hiếm thành các thành phần sử dụng cuối cùng, và có rất ít lựa chọn thay thế cho các nguyên tố đất hiếm đã tinh chế bên ngoài Trung Quốc, các hạn chế này đe dọa sự chậm trễ sản xuất và ngừng hoạt động của các nhà máy sản xuất ô tô tại Mỹ.
Mặc dù các cuộc đàm phán đã giải quyết được bế tắc này, nhưng sự phụ thuộc của Hoa Kỳ vào Trung Quốc đối với các thành phần quan trọng này vẫn là một điểm yếu trong chuỗi cung ứng sản xuất cho nhiều sản phẩm quân sự và công nghệ cao. Việc xây dựng năng lực trong nước để chế biến các nguyên tố đất hiếm tại Hoa Kỳ có thể sẽ mất một thập kỷ hoặc hơn — ngay cả khi thuế quan làm thay đổi cục diện theo hướng có lợi cho sản xuất tại Hoa Kỳ.
Các nguyên tố đất hiếm cung cấp nguyên liệu thô quan trọng cho nhiều loại hàng hóa sản xuất tiên tiến. Những nguyên tố này, kết hợp với các loại quặng khác như sắt, coban, niken, magie, nhôm, than chì và bo, tạo ra hợp kim kim loại và nam châm vĩnh cửu cần thiết để sản xuất pin xe điện, tua bin gió, máy chủ, chip máy tính, máy bay không người lái, robot, máy bay chiến đấu, tên lửa và tàu vũ trụ.
Các nguyên tố đất hiếm cũng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự, bao gồm sonar, hệ thống dẫn đường, phát hiện bức xạ và khuếch đại tín hiệu, giúp tăng cường khả năng giám sát, định vị và phát hiện mối đe dọa.
Khai thác, chế biến và tinh chế khoáng sản đất hiếm đòi hỏi nhiều tài nguyên và liên quan đến chi phí và rủi ro môi trường cao. Quặng khoáng sản được khai thác từ lòng đất phải trải qua nhiều bước để cô đặc quặng, tách thành các nguyên tố đất hiếm riêng lẻ và tinh chế thành muối hoặc oxit, sau đó được kết hợp với các nguyên liệu thô khác để tạo ra các thành phần sử dụng cuối cùng (xem tại đây để biết các bước liên quan đến quá trình chế biến và tinh chế, cùng với các tác động môi trường liên quan).
Quá trình tinh chế khoáng sản đất hiếm nói riêng tạo ra một lượng lớn chất thải, bao gồm axit mạnh (HF và Sulfic), các nguyên tố phóng xạ (Thori và Uranium) và kim loại nặng (Cadmium, Chì và Asen). Quá trình chế biến và tinh chế đất hiếm tiêu thụ lượng nước và năng lượng gấp 22 lần so với khai thác khoáng sản.
Mặc dù Trung Quốc có lợi thế lớn so với các quốc gia khác trong việc khai thác khoáng sản đất hiếm, nhưng nước này lại nắm giữ vị thế thống trị tuyệt đối trong quá trình tinh chế, biến chúng thành các thành phần cuối cùng cần thiết cho sản xuất. Trung Quốc khai thác 69% quặng đất hiếm của thế giới vào năm 2024, tiếp theo là Hoa Kỳ (11,5%), Myanmar (8%), Úc, Nigeria và Thái Lan (mỗi nước 3,3%).
Tuy nhiên, Trung Quốc là quốc gia duy nhất đã xây dựng được chuỗi cung ứng hoàn chỉnh cho cả đất hiếm nặng và nhẹ. Việc sản xuất nam châm đất hiếm quan trọng là một ví dụ rõ ràng: Thị phần khai thác toàn cầu của Trung Quốc đối với bốn nguyên tố đất hiếm được sử dụng trong sản xuất nam châm đất hiếm là hơn 50% vào năm 2023. Tuy nhiên, thị phần của Trung Quốc trong các giai đoạn sau của quy trình, bao gồm tách riêng từng nguyên tố đất hiếm và tinh chế kim loại, chỉ gần 90%.
Hoa Kỳ xuất khẩu hơn 95% lượng đất hiếm khai thác trong nước sang châu Á để chế biến và tinh chế thành hợp kim kim loại, pin và nam châm vĩnh cửu, cùng nhiều linh kiện khác. Nhìn chung, Trung Quốc sản xuất 85% lượng đất hiếm nhẹ tinh chế được sử dụng trên toàn thế giới và 100% lượng đất hiếm nặng tinh chế. Hoạt động khai thác và tinh chế đất hiếm sẽ tiếp tục do một số ít quốc gia thống trị trong tương lai gần.
Chi phí và rủi ro về môi trường và quy định là lý do chính khiến chuỗi cung ứng bên ngoài Trung Quốc vẫn chưa được phát triển đầy đủ. Hoa Kỳ là nguồn cung cấp khoáng sản đất hiếm chính trên toàn cầu cho đến giữa những năm 1980, nhưng sự kết hợp giữa chi phí môi trường cao tại Hoa Kỳ và sự cạnh tranh từ sản xuất chi phí thấp hơn đã chuyển ngành công nghiệp này sang Trung Quốc.
Tác động môi trường của sự phát triển của ngành công nghiệp này tại Trung Quốc đã được ghi nhận. Năm 2019, Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin Trung Quốc (MIIT) ước tính chi phí dọn dẹp các khu vực khai thác trái phép là 5,5 tỷ đô la. Một báo cáo năm 2014 về tác động của hoạt động khai thác và tinh chế đất hiếm đối với tài nguyên nước của Trung Quốc ước tính chi phí dọn dẹp là 2 tỷ nhân dân tệ Trung Quốc (314 triệu đô la Mỹ) cho một đoạn nhỏ (<10%) lưu vực sông Đông Giang, nơi tập trung ngành công nghiệp tinh chế đất hiếm của miền Nam Trung Quốc.
Tương tự, các quốc gia khác tham gia vào quá trình tinh chế khoáng sản đất hiếm (như Myanmar và Malaysia) có quy định và thực thi pháp luật về môi trường kém. Công ty khai thác Đất hiếm Lynas của Úc đã chọn chuyển hoạt động phát triển nhà máy tinh chế sang Malaysia. Việc chuyển hoạt động tinh chế và sản xuất quặng đất hiếm cùng các thành phần sang Hoa Kỳ, Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và các quốc gia khác có quy định môi trường nghiêm ngặt hơn và công chúng ngày càng lo ngại về ô nhiễm môi trường sẽ khiến việc sản xuất các nguyên tố đất hiếm hữu dụng trở nên tốn kém hơn nhiều.
Kể từ năm 2010, chính phủ Hoa Kỳ đã ưu tiên xây dựng chuỗi cung ứng khoáng sản đất hiếm trong nước — nhưng mới chỉ thành công ở khâu đầu: khai thác và cô đặc. Năm 2010, Trung Quốc đã áp đặt các hạn chế xuất khẩu các sản phẩm đất hiếm sang Nhật Bản để ứng phó với tranh chấp thương mại. Điều này làm gia tăng lo ngại về an ninh quốc gia ở Hoa Kỳ và các quốc gia khác do sự phụ thuộc vào Trung Quốc đối với các nguyên tố đất hiếm được sử dụng trong các công nghệ quân sự quan trọng.
Diễn biến chậm chạp
Để ứng phó, Hoa Kỳ đã khôi phục đáng kể hoạt động khai thác khoáng sản đất hiếm trong nước. Năm 2024, Hoa Kỳ đã khai thác 45 kiloton (kts) quặng đất hiếm, trở thành quốc gia sản xuất lớn thứ hai thế giới. Tuy nhiên, bất chấp các khoản phân bổ theo Đạo luật Sản xuất Quốc phòng (DPA) để thúc đẩy sản xuất nam châm đất hiếm, việc xây dựng năng lực chế biến và tinh chế của Hoa Kỳ vẫn diễn ra chậm chạp.
Việc xây dựng các bộ phận tinh chế và chế biến của chuỗi cung ứng tại Hoa Kỳ ước tính sẽ mất thêm 10-15 năm nữa do thời gian phát triển kéo dài, lo ngại về lượng chất thải phụ đáng kể, và thủ tục cấp phép và cấp phép phức tạp. Thời gian trung bình để phát triển các mỏ mới tại Hoa Kỳ là 29 năm, dài thứ hai thế giới. Thời gian trung bình để cấp phép và cấp phép cho các dự án luyện kim và tinh chế tại Hoa Kỳ là từ 7 đến 10 năm, càng làm kéo dài thời gian này.
Do đó, vào năm 2024, Hoa Kỳ chỉ có một cơ sở tinh chế đang hoạt động tại Texas, sản xuất được 1,3 kiloton hợp kim kim loại neodymium-praseodymium (NdPr). Cơ sở này sẽ bắt đầu sản xuất 1.000 tấn nam châm neodymium-sắt-boron (NdFeB) cấp ô tô vào năm 2025. Ngược lại, Trung Quốc đã sản xuất 240.000 tấn nam châm vĩnh cửu NdFeB vào năm 2023 và 240-260.000 tấn vào năm 2024.
Hơn nữa, công suất tinh chế đất hiếm của Trung Quốc đã tăng 5% từ 255.000 tấn vào năm 2023 lên 270.000 tấn vào năm 2024. Chính quyền Trump đã ưu tiên tiếp cận các nguyên tố đất hiếm thông qua việc sáp nhập (Greenland) hoặc các thỏa thuận đàm phán (Ukraine), nhưng những nỗ lực này chỉ giải quyết được các nguồn khai thác mới chứ không giải quyết được nút thắt cổ chai trong chế biến và tinh chế. (Trên thực tế, cả Greenland và Ukraine hiện đều không khai thác các mỏ đất hiếm của họ, đòi hỏi phải phát triển các mỏ hoàn toàn mới.)
Malaysia là một trong số ít quốc gia ngoài Trung Quốc có năng lực tinh chế đáng kể. Lynas Rare Earths vận hành một nhà máy sản xuất 16-19 kts hợp kim kim loại neodymium-praseodymium (NdPr) hàng năm tại Malaysia. Tuy nhiên, mặc dù Lynas đang bổ sung thêm 1,5 kts công suất để tinh chế các nguyên tố tái tạo nặng (dysprosi và terbi) vào năm 2025, con số này vẫn chỉ chiếm một phần nhỏ so với nhu cầu toàn cầu.
Trung Quốc sẽ vẫn duy trì vị thế thống trị chuỗi cung ứng khoáng sản đất hiếm trong ngắn hạn đến trung hạn, bất chấp những nỗ lực phát triển khoáng sản đất hiếm ở những nơi khác. Mặc dù Hoa Kỳ đã tăng cường đáng kể hoạt động khai thác khoáng sản đất hiếm, nhưng họ vẫn chưa giải quyết được những điểm yếu trong việc tinh chế hoặc sản xuất linh kiện. Thời gian để xây dựng chuỗi cung ứng của Hoa Kỳ vẫn ở mức 15-20 năm, và điều này không bị rút ngắn bởi thuế quan, thỏa thuận khoáng sản quan trọng với Ukraine, hay một loạt sắc lệnh hành pháp của Nhà Trắng tập trung vào sản xuất năng lượng và khoáng sản — bao gồm cả sắc lệnh tuyên bố tình trạng khẩn cấp năng lượng quốc gia.
Đạo luật Sản xuất Quốc phòng Hoa Kỳ thể hiện nỗ lực trợ cấp cho sự phát triển của chuỗi cung ứng, nhưng vẫn chưa rõ liệu điều này có được nhắm mục tiêu tốt và đủ để đẩy nhanh đáng kể quá trình tinh chế và chế biến tại Hoa Kỳ hay không. Có rất ít, nếu có, các giải pháp ngắn hạn có thể khắc phục được yêu cầu về vốn cao, sự phức tạp của quy định, chi phí môi trường đáng kể và rủi ro sức khỏe cộng đồng liên quan đến việc xây dựng một chuỗi cung ứng khoáng sản đất hiếm hoàn chỉnh. Tuy nhiên, việc giải quyết vấn đề này sẽ vẫn là ưu tiên hàng đầu đối với các lĩnh vực quan trọng liên quan đến an ninh quốc gia: điện toán, quốc phòng và lĩnh vực năng lượng.
|
|
