Статья о редкоземельных элементах: «Китайская карта», сжимая горло Америки

Все, наверное, заметили, что торговая напряженность между Китаем и США снова усилилась. Однако, если вы внимательно просмотрите те новости и выступления, вы обнаружите, что на этот раз акценты несколько отличаются от апреля.

В апреле основной момент заключался в "торговом дефиците". А на этот раз неоднократно упоминается такое слово: редкоземельные металлы.

Даже Трамп опубликовал два твита: "Невероятно", "Никогда не слышал".

Тебе не нужно внимательно изучать так много контента в Твиттере, просто нужно почувствовать одну вещь: карта "редкоземельные" действительно заставляет Трампа чувствовать себя плохо.

Почему редкоземельные элементы? Разве это не просто полезное ископаемое? И почему кто-то говорит, что это "война за редкоземельные элементы"?

На самом деле, это не просто эмбарго на ресурсы, но и промышленная война, продолжающаяся более 70 лет.

Чтобы понять, начнем с самого основного вопроса.

Почему редкоземельные элементы?

Эти редкоземельные элементы действительно так важны?

Очень важно. Сегодня высокотехнологичная промышленность и военно-промышленный комплекс полностью зависят от редкоземельных элементов.

Приведу конкретный пример: если Китай прекратит поставки редкоземельных металлов, то США в лучшем случае через 6 месяцев остановят производство истребителей F-35. В лучшем случае через полтора года 7 из 10 самолетов в ангаре будут на земле.

С химической точки зрения редкоземельные элементы на самом деле являются общим термином, который включает 17 химических элементов, каждый из которых обладает уникальной функцией.

Это может звучать немного абстрактно, я приведу несколько примеров.

Например, неодим, диспрозий и тербий могут создавать сильные магнитные поля в очень компактных объемах. Это стало возможным благодаря динамикам мобильных телефонов, жестким дискам компьютеров и электродвигателям электромобилей.

Например, европий, тербий, иттрий и неодим могут точно преобразовывать электрическую энергию в свет, звук и вибрацию. Благодаря этому появились различные цвета на экранах мобильных телефонов, динамики могут воспроизводить музыку, а вибрация мотора телефона обеспечивает обратную связь.

Например, неодим, самарий, тербий, европий и диспрозий позволяют оружию видеть далеко, точно стрелять и быстро лететь. Именно поэтому появились двигатели F-35, точная навигация ракет и радарные системы.

Простыми словами, от мобильных чипов до ракетных авианосцев, ключевым элементом являются редкоземельные металлы.

Так это значит, что использование редкоземельных металлов очень велико?

Совсем наоборот, количество редкоземельных металлов на самом деле очень мало. Например, в бортовой AESA радарной антенне весом около 400 кг используется всего несколько сотен граммов редкоземельных металлов, менее 0,1%. Например, в舰载相控阵 антенне весом около 5 тонн в основном магнитном компоненте используется всего несколько десятков килограммов редкоземельных металлов.

По сути, редкоземельные элементы похожи на соль. Их не нужно много, всего лишь немного. Но если не хватает этой самой капли, то не разжечь огонь и не приготовить блюдо. Для этого повара из США соль нужно покупать именно в Китае.

Потому что в области производства редкоземельных металлов Китай в настоящее время обладает доминирующим преимуществом.

Смотрите на набор данных, в настоящее время Китай занимает примерно 69% мировых мощностей по плавлению и разделению редкоземельных металлов и более 90% мощностей по их переработке. Во многих ключевых областях более 90% производства находится в Китае. Например, в производстве редкоземельных магнитных материалов, необходимых для военного оружия. Мировое производство составляет 310200 тонн, из которых 284200 тонн производится в Китае, что составляет 91,62%.

Другими словами, покинув китайскую систему поставок, США в области поставок редкоземельных металлов абсолютно не могут найти замену.

Теперь, если повар не сможет купить соль, что произойдет?

Самолет не упадет сразу, но после использования нескольких месяцев запасов редкоземельных металлов изменения станут очевидными. В отчете Конгресса США были проведены расчеты. Если Китай полностью прекратит поставки редкоземельных металлов, то через 6 месяцев как минимум линии производства F-35 будут приостановлены. Максимум через полтора года из 10 самолетов только 3 могут летать нормально. Более того, такие важные компоненты, как системы наведения, управляющие чипы и другие, также не будут пополняться. Это означает, что даже ремонт не поможет.

Старое не починить, новое не создать. Остановка поставок редкоземельных металлов прямо заблокировала обновление американской военной промышленности.

Такая же ситуация может произойти и в американской высокотехнологичной индустрии. В отличие от этого, восприятие технологий со стороны общественности будет более сильным. Мобильные телефоны могут стать дороже, производительность электромобилей может ухудшиться, а производственные мощности компьютеров могут быстро снизиться.

Подумайте, сможет ли этот шеф-повар из Америки уснуть, увидев такой счет? Конечно, нет.

Таким образом, карта «редкоземельные элементы» действительно является «картой-тузом». Она на самом деле заставила Китай схватить США за «горло».

Как же так вышло, что Америка оказалась «в ловушке» у Китая?

Возможно, вам будет интересно, что раньше мы слышали, как США всегда "душили" нас в области чипов и систем. Как так получилось, что теперь настала наша очередь "душить" их?

Здесь находится самое захватывающее место во всей истории.

Потому что Китай потратил более 70 лет, чтобы превратить то, что раньше не ценилось в США, в наше нынешнее преимущество.

Как это сделать? Давайте рассмотрим это шаг за шагом.

Во-первых, вам нужно развеять одно заблуждение. Хотя "редкоземельные" содержат "редкий", на самом деле они вовсе не "редкие".

Согласно данным Геологической службы США за 2024 год, запасы редкоземельных металлов в Китае, хотя и занимают первое место в мире, составляют примерно 34% от мировых запасов. Такие страны, как Бразилия, Индия, Австралия, Россия, Вьетнам и США, также располагают определенными запасами редкоземельных металлов.

На самом деле, в 60-х и 70-х годах прошлого века США были лидером по производству редкоземельных металлов. Они не только занимали большую долю, составляющую от 70% до 90% мирового производства редкоземельных металлов, но также обладали самой современной технологией разделения и очистки.

Это означает, что ключ к этой "войне" никогда не заключался в том, чья шахта больше.

Так странно, почему этот старший брат не остался на своем месте? Разве он сам не хочет оставаться?

Эй, ты угадал, это действительно "Америка сама не хочет быть старшим братом".

Поворный момент произошел в 80-х годах прошлого века. Американцы обнаружили, что добыча редкоземельных металлов кажется немного "грязной". Процесс производства редкоземельных металлов приводит к значительному загрязнению, в нем содержатся кислоты, тяжелые металлы и даже токсичные удобрения и т.д. Кроме того, потребление энергии также очень велико. К тому же в то время экологическое законодательство в США становилось все строже. Это привело к тому, что стоимость производства редкоземельных металлов значительно возросла.

В конце концов, американцы сами подсчитали: местное производство должно соблюдать экологические законы, зарплаты рабочих высоки, и ещё приходится сталкиваться с жалобами жителей, затраты действительно слишком высоки. Этот "брат" тоже слишком угнетён.

Что делать? Отдать на аутсорсинг! Кому? Китаю. Было проведено исследование, тогда производство редкоземельных металлов было перенесено из США в Китай, и предполагается, что единичные затраты снизились на "30% до 70%".

А в то время в Китае были огромные преимущества по стоимости. Большие запасы редкоземельных ресурсов, большое количество дешевой рабочей силы и относительно более мягкая политика.

Итак, исторические колеса начали вращаться.

В 80-90-х годах прошлого века большое количество малых и средних предприятий по добыче редкоземельных металлов возникло как грибы после дождя. Соответственно, в 1985 году была введена политика возврата налогов на экспорт редкоземельных металлов. В конце 90-х годов до начала 21 века ставка возврата колебалась между 13% и 17%.

В то время это можно было бы охарактеризовать как "беспорядочная добыча, дикое развитие". Ты копаешь одну гору, а я копаю две или даже три. Ты продаешь за 10 юаней, а я осмеливаюсь продавать за 5 юаней или даже 3 юаня. В результате различных конфликтов редкоземельные металлы даже продавались по цене капусты. Конечно, это имело свою цену, и в то время во многих местах возникли проблемы с чрезмерной добычей и загрязнением окружающей среды.

«Дикое развитие» в конечном итоге привело к тому, что Китай в середине 80-х годов стал крупнейшим в мире производителем редкоземельных металлов.

В глазах западных стран это было просто огромной удачей. Не нужно было заниматься грязной, утомительной и дорогой работой, можно было сидеть дома и наслаждаться крайне дешевыми редкоземельными продуктами из Китая.

Таким образом, Америка снова подводит итоги. Раз импорт выгоднее, чем собственное производство и продажа, то зачем мне вообще заниматься собственным производством и продажей? Вот так, крупнейший редкоземельный矿Mountain Pass закрылся.

Тем временем, глобальная редкоземельная промышленность переживает волну реконструкции, многие японские и европейские компании по редкоземельным элементам либо выходят с рынка, либо сокращают свои операции.

Таким образом, Китай благодаря огромным производственным мощностям и очень низким затратам «измучил» всех своих конкурентов в мире.

На этом все еще только первая половина истории.

Смотри, на данный момент говорить о монополии в целом по отрасли еще рано. Пока что это только большой объем производства, но ключевые технологии и ценовые права все еще не находятся в наших руках.

Кроме того, некоторые могут сказать: разве это не обмен загрязнения на развитие? Что в этом такого замечательного?

Я хочу сказать, что сегодня китайская индустрия редкоземельных элементов давно избавилась от высокозагрязняющего развития в стиле "малых мастерских". Она стала упорядоченной, групповой отраслью на уровне государственной экономики.

Поворный момент наступил примерно в 2010 году. «Государственная команда» вошла в игру.

Первый шаг - "интеграция".

Объединив сотни малых шахт и заводов по всей стране, в конечном итоге сформировались «шесть крупных редкоземельных групп». Это положило конец ценовой войне и обеспечило полный контроль над процессами от добычи и производства до экспорта. Это также положило конец варварскому развитию и снизило загрязнение окружающей среды.

Второй шаг – это «регулирование».

Введены более строгие нормативные политики. Например, с 2006 года введены квоты на производство редкоземельных металлов. Например, в 2007 году введен налог на экспорт редкоземельных металлов. Например, в 2023 году запрещен экспорт некоторых технологий переработки редкоземельных металлов.

Третий шаг — это "техническое обновление".

Это самый ключевой шаг. Здесь нельзя не упомянуть одного человека, академика Сюй Гуансяня, которого называют "отцом китайских редкоземельных элементов". Его предложенная "теория цепной экстракции редкоземельных элементов" позволяет производить чистые редкоземельные элементы с чистотой 99,99% при более низких затратах.

Когда я увидел различные достижения академика Сюй Гуансяна, я был сильно тронут. История, стоящая за этим, действительно легендарна.

Это был 1972 год, когда Сюй Гуансян, только что вернувшийся из трудовой школы, получил срочное задание: отделить самую трудную для разделения пару "близнецов" из редкоземельных элементов — празеодим и неодим.

На взгляд 52-летнего Сюй Гуансяня, это не только химическая задача, но и вопрос экономического суверенитета страны и национальной безопасности. Наблюдая за тем, что у Китая больше всего редкоземельных металлов в мире, но нет ценового контроля, Сюй Гуансянь очень переживает. Он сказал:

"Нам очень некомфортно, поэтому, как бы трудно ни было, мы должны продолжать."

Таким образом, началась «война», принадлежащая Сюй Гуансян.

Разделение празеодима и неодима — это очень важный этап в технологии разделения редкоземельных элементов. В то время основным международным методом был "ионный обмен". Этот метод похож на то, как если бы вы брали пинцет и по одной искали соль в песке. Метод работоспособен, но очень медленный и дорогой. Кроме того, он не подходит для массового промышленного производства.

Сюй Гуансянь сразу же столкнулся с тупиком. Что делать?

Напротив ожиданий всех, он выбрал, казавшийся на тот момент, очень рискованный "метод экстракции растворителем".

Принцип этого метода похож на то, как если бы положить десятки или сотни мелких фильтров, позволяя редкоземельным элементам «извлекаться» слоями, с каждым слоем становясь все более чистыми. Однако на тот момент ни одна компания в мире не добилась успеха.

Так почему же Сюй Гуансянь осмелился выйти?

Потому что он когда-то занимался исследованием экстракции ядерного топлива для страны. Это всё экстракция, не важно, ядерная она или редкоземельная.

Вот так, экспедиция Сюй Гуансяна и его команды началась. Днем они проводили время в лаборатории, используя самый примитивный метод — «колеблющийся воронка», чтобы смоделировать промышленную экстракцию. Представьте себе, что в одном процессе может быть десятки и сотни уровней, и если на одном уровне произойдет ошибка, все усилия будут напрасны. В то время каждый работал более 80 часов в неделю. Ночью Сюй Гуансян снова погружался в данные дня, проводя различные вычисления и выводы.

Наконец, он обнаружил «закон постоянного смешанного экстракционного отношения», что позволило ему установить «теорию каскадной экстракции».

Более мощное еще впереди. На этой основе Сюй Гуансянь и его команда извлекли математическую модель с более чем 100 формулами. Насколько эта модель мощна? Технические специалисты завода лишь должны ввести данные о руде в модель, и она автоматически рассчитает лучшие производственные параметры. Проще говоря, это «упрощает» изначально сложный процесс производства редкоземельных элементов.

Смотри, он не только изобрел новую технологию, но и создал новую систему.

Если говорить о том, что технологический прорыв доказал технологии Сюй Гуансяна, то его дальнейшие действия продемонстрировали его достойное восхищения духовное обаяние.

В 1978 году он основал «Национальный семинар по экстракции на основе цепочек». Он без колебаний и бесплатно обучал технических специалистов по всей стране всей теории, формулам и методам проектирования. Вскоре эта технология, которую за границей считали государственной тайной высшего уровня, стала «обычным процессом», которым овладели все предприятия в сельских районах Китая. Это заложило основу для последующего «всёобъемлющего» развития редкоземельной промышленности в Китае.

В начале 90-х годов прошлого века Китай массово экспортировал чистые редкоземельные металлы, полностью изменив структуру мировой редкоземельной промышленности.

Можно сказать, что именно он изменил наш редкоземельный металл с "продажи по тоннам" на "продажу по граммам".

До сегодняшнего дня основой нашей редкоземельной промышленности по-прежнему являются результаты «войны» Сюй Гуансяня.

Все эти изменения привели к самым очевидным результатам: цена на редкоземельные металлы была "сбита".

Например, в истребителе есть устройство под названием "фазированная антенная решетка", для создания которого используется так называемый "неодимовый ферритовый магнит". Неодимовый ферритовый магнит использует редкие земли. В 90-х годах стоимость этой фазированной антенны обычно составляла несколько миллионов долларов.

Но сейчас фазированные радары используются на метеостанциях, как автомобильные радары, размещаются в базовых станциях 5G. Не нужно несколько миллионов долларов, достаточно всего лишь несколько тысяч долларов.

Из сложных военных технологий в "разношерстные" гражданские технологии, за этим на самом деле стоит достаточно зрелая промышленность редкоземельных металлов.

Смотри, Китай потратил более 70 лет, чтобы из прошлого, когда он только умел подавать блюда и мыть тарелки, превратиться в шеф-повара, обладающего «уникальными навыками». Около 90% мировой переработки, около 93% производства постоянных магнитов и 99% обработки тяжелых редкоземельных элементов должны выполняться в Китае.

Интересное пришло. На протяжении последних нескольких десятилетий резкий рост доли Китая на глобальном рынке редкоземельных металлов не привлекал внимания западных стран.

Я тоже не могу не заинтересоваться, ведь так дело обстоит, разве никто не заметил? Я видел в интернете анализ, что главная причина заключается в том, что редкоземельные материалы в Китае слишком дешевы, и их запасы велики. Западные страны, заботящиеся о вопросах экологии, вряд ли подумают о том, нужно ли им развивать собственную редкоземельную промышленность.

Проще говоря, если достаточно, чтобы насытиться, то совсем не стоит беспокоиться о том, что не наешься.

Такие хорошие дни продолжались до 2010 года.

Япония не получает редкоземельные элементы уже почти два месяца. Цены на редкоземельные элементы взлетели, и даже наблюдается рост более чем в десять раз.

В этот момент, казалось, все вдруг осознали, что дело как-то не так.

Не прошло и много времени, как США возобновили работу единственного в стране редкоземельного месторождения Mountain Pass. В то же время ищут альтернативных поставщиков в Японии и Австралии.

Но в США нет технологий для переработки редкоземельных металлов. Поэтому даже если редкоземельные металлы добываются самостоятельно, их все равно нужно отправлять в Китай для переработки.

Подземные запасы не являются монополией, а настоящими мощностями и технологиями, которые находятся в руках.

Вот почему, всего за 70 лет, все меняется.

Увидев это, возможно, у вас возникнет другой вопрос: раз все знают, что редкоземельные элементы очень важны, и теперь все это осознали, почему они не спешат догонять?

Раз уж редкоземельные элементы так важны, почему другие страны этим не занимаются?

На самом деле, каждый может это сделать. Но проблема в том, что на это потребуется как минимум 10 лет.

Технология редкоземельных металлов не считается высокими технологиями, в начале США тоже могли это. Но трудность заключается в том, что для создания собственной редкоземельной промышленности необходим полный набор элементов: деньги, кадры, технологии и охрана окружающей среды.

Мы посмотрим по одному.

Первое, капитальные барьеры.

Сколько будет стоить построить только один завод по разделению редкоземельных металлов?

Например, австралийская компания Lynas является вторым по величине производителем редкоземельных металлов в мире после Китая. Она инвестировала в строительство завода по разделению в Малайзии, который уже вложил более 1 миллиарда долларов. Это всего лишь один завод. Если строить целую полноценную цепочку поставок, от шахты до металлургического завода и завода по переработке, потребуется десятки миллиардов, а то и сотни миллиардов долларов, и на это уйдет как минимум от 5 до 10 лет.

Для капитала этот инвестиционный риск слишком высок, а доход слишком медленный. Кто захочет ждать?

Во-вторых, технологические барьеры.

Трудность заключается не в теоретических знаниях, а в трудности воспроизведения «ремесленных секретов».

Как это понять? Приведу пример: в разделении редкоземельных элементов есть метод «экстракции растворителем». Этот этап на самом деле очень утомителен. Вам нужно пропустить редкоземельный раствор через несколько сотен, а то и тысячу экстракционных槽ов. В каждом槽е вам нужно точно контролировать pH раствора, отклонение даже в доли не допускается.

Подумай, если ты ошибся на 131-м шаге, но не знаешь об этом. Пока не пройдешь еще 800 шагов, ты не узнаешь, что ошибся. Это будет крах?

Чтобы гарантировать успех, есть только один путь - постоянно экспериментировать и накапливать данные.

Говоря по-простому, это как повар, который говорит: "щепотка соли, ложка уксуса, готовить на медленном огне". Но что такое "щепотка" в миллиграммах, какая "ложка" по размеру, и что такое "медленный огонь" в градусах и минутах? Если ты спросишь повара, он только скажет, что все это – многолетняя "мышечная память" и "особое ощущение". Видишь, это правда, он не обманывает тебя.

Страны, такие как Вьетнам и Бразилия, которые также обладают богатыми запасами редкоземельных минералов, либо не имеют технологий и полного промышленного комплекса, либо вынуждены импортировать оборудование из Китая. Их положение также является трудной ситуацией, с которой сталкиваются многие страны: даже если они получили "рецепт", они не могут его понять и у них еще нет "кухонной утвари".

По состоянию на 2023 год, из 469758 патентов на редкоземельные элементы, найденных в incopat, Китай занимает 222754 патента, что составляет около 47,4% от общего числа, сохраняя мировое лидерство. Эксперты оценивают, что технологии разделения в Китае как минимум опережают зарубежные на 5-10 лет.

Третье, барьеры для талантов.

Более трудно воспроизвести, чем технологии, это люди. А в западных странах в области редкоземельных металлов наблюдается почти двухпоколенческий разрыв в талантах.

Если вы хотите развиваться с нуля, сколько времени это займет?

Эксперт в области редкоземельных металлов, от бакалавриата до докторантуры, а затем к практической работе в компании, без 10-15 лет опыта просто невозможно. Для поддержки полноценной цепочки поставок требуется команда из сотен таких специалистов.

Есть еще один более реальный вопрос: нет ни учителей, ни учеников. Те эксперты, которые лучше всего понимали это в свое время, скорее всего, уже на пенсии, и знания и опыт стали прерываться. Что касается студентов, то из-за того, что редкоземельная промышленность в странах Европы и Америки исчезла тридцать лет назад, сколько студентов будет готово изучать эту "недостаточно популярную" специальность?

Четвертое, политические барьеры.

Даже если удастся решить проблемы с кадрами, технологиями, финансами и так далее, все равно нельзя избежать наиболее волнующей общественности проблемы экологии.

Раньше местные жители жаловались на шум и загрязнение. Сегодня реакция общественности, вероятно, будет еще более сильной.

Эта проблема, вероятно, является одной из самых сложных для западных стран.

Итак, давайте вернемся к этому вопросу: почему другие страны не занимаются редкоземельными элементами сами?

Они не не хотят, а не могут. Даже если начать учиться, потребуется как минимум 10, 20 лет, чтобы пройти путь, который Китай прошел за 70 лет.

Снова посмотрим на США: несмотря на перезапуск единственного в стране редкоземельного месторождения Mountain Pass, не хватает квалифицированных рабочих, отсутствует политическая поддержка, и мощности по переработке все еще не могут быть увеличены. Ожидается, что к концу 2025 года Mountain Pass сможет производить 1000 тонн магнитов на основе неодима и железа. Это составляет менее 1% от производственных мощностей Китая в 138000 тонн в 2018 году.

Некоторые эксперты прогнозируют, что при текущем прогрессе Соединенные Штаты смогут достичь автономного обеспечения редкоземельными материалами только к 2040 году.

Но это будет через 15 лет. А сейчас эта "редкоземельная война" уже началась.

Последние слова

Ну, все. На этом этапе ты, должно быть, уже понял, что такое редкоземельные элементы, а также должен понять, почему на этот раз редкоземельные элементы могут "зажать" шею Америки.

"Судьба меняется" — пять слов, которые звучат легко, но за ними стоит несколько поколений, несущих тяжесть на протяжении семи десятилетий.

Сегодня мы можем разыграть эту "карточку" редкоземельных металлов, но не можем забыть, какую цену заплатили бесчисленные предки, чтобы сделать её для нас, потомков.

Когда Америка по коммерческим причинам выбросила эту грязную и тяжелую индустрию как ненужную вещь, именно такие ученые, как Сюй Гуансянь, склонились, наклонились и подняли это наследие, которое сегодня кажется бесконечно ценным.

В то время, когда все было бедным и пустым, они вложили все свои силы в скромные лаборатории, сосредоточившись на тех банках и пузырьках, которые казались чужими скучными. Именно эта преданность, уверенность и решимость сделали возможным превращение «грунта» в «золото».

Он также запечатлел огромные жертвы бесчисленных рабочих. Это они, своими руками, выкапывали в облаках пыли, стойко работали рядом с резкими растворами, создавая абсолютное преимущество этой отрасли капля за каплей, пот и жертва.

Поэтому в этой истории нет случайного успеха, и тем более нет безосновательной силы. Мы сегодня имеем уверенность и капитал, чтобы "сразиться" с Америкой, именно благодаря этой группе людей, которые в прошлом вынесли наибольшие страдания и взяли на себя самые тяжелые бремена. Они превратили плохие карты в выигрышную.

Они, на самом деле, являются истинной козырной картой за «редкоземельными» ресурсами. И именно они — люди, которым мы должны быть благодарны сегодня.

Потому что история, которую мы сегодня свидетели, как раз является эхо истории.