Logam yang penting untuk energi bersih terjebak dalam perang dagang AS -Cina

Kisah ini awalnya muncul di Menggiling dan merupakan bagian dari Meja Iklim kolaborasi.

Pada musim panas 2023, Vasileios Tsianos, wakil presiden pengembangan perusahaan di Bahan kinerja neomulai mendapat telepon dari pejabat pemerintah di kedua sisi Atlantik. Di dunia pembuatan bahan industri, NEO terkenal karena membuat magnet tanah jarang, digunakan dalam segala hal mulai dari peralatan rumah tangga hingga kendaraan listrik. Tapi panggilan ini bukan tentang tanah jarang. Mereka tentang sesuatu yang jauh lebih jarang: gallium logam.

Neo Recycles a Beberapa lusin ton gallium kemurnian tinggi setahun, sebagian besar dari memo manufaktur chip semikonduktor, di sebuah pabrik di Ontario, Kanada. Di Amerika Utara, ini adalah satu-satunya produsen logam skala industri, yang digunakan tidak hanya pada chip, tetapi juga teknologi energi bersih dan peralatan militer.

China, produser terkemuka di dunia sejauh ini, baru saja diumumkan Kontrol Ekspor Baru pada Gallium, rupanya sebagai tanggapan untuk melaporkan bahwa pemerintah Amerika Serikat sedang mempertimbangkan pembatasan penjualan chip semikonduktor canggih ke Cina.

Tiba -tiba, orang ingin berbicara dengan Neo. “Kami telah berbicara dengan hampir semua orang” yang tertarik untuk memproduksi gallium di luar Cina, kata Tsianos kepada Grist.

Karena Tsianos mulai menerima panggilan itu, ketegangan atas elemen ke -31 pada tabel periodik – serta ke -32, germanium, juga digunakan dalam sekelompok teknologi canggih – telah meningkat. Pada bulan Desember, Cina langsung dilarang Ekspor kedua logam ke Amerika Serikat mengikuti keputusan administrasi Biden lebih lanjut membatasi ekspor chip AS.

Sekarang, beberapa perusahaan yang beroperasi di AS dan Kanada sedang mempertimbangkan untuk memperluas produksi logam langka untuk membantu memenuhi permintaan AS. Sementara produsen mineral kritis Kanada mungkin tersapu dalam tit-for-tat geopolitik baru yang harus dilalui Trump ancaman untuk memaksakan tarifProdusen logam AS dapat melihat dukungan dari administrasi baru, yang menyerukan memprioritaskan dana federal untuk proyek mineral kritis di a Perintah Eksekutif Hari 1. Di luar AS dan Kanada, pengamat industri mengatakan larangan ekspor China memicu global minat Dalam membuat rantai pasokan mineral yang kritis lebih beragam sehingga tidak ada satu negara pun yang memiliki bahan yang penting untuk masa depan berteknologi tinggi dan berteknologi tinggi.

“Bab -putaran larangan ekspor terbaru ini menempatkan banyak angin di layar upaya rantai pasokan mineral kritis, tidak hanya di AS tetapi juga secara global,” Wang Seaver Dari Breakthrough Institute, sebuah pusat penelitian yang berfokus pada solusi teknologi untuk masalah lingkungan, kepada Grist.

Gallium dan germanium bukan nama rumah tangga. Tetapi mereka ditemukan dalam produk yang sangat diperlukan untuk kehidupan modern-dan masyarakat bebas bahan bakar fosil. Dengan sifat listriknya yang mengesankan, gallium digunakan Chip semikonduktor Itu membuat jalan mereka ke segala hal mulai dari ponsel hingga konverter listrik di kendaraan listrik hingga tampilan pencahayaan LED. Logam ini juga digunakan dalam pembuatan magnet tanah jarang untuk kendaraan listrik dan turbin angin, dalam sel surya film tipis, dan kadang -kadang, dalam sel fotovoltaik surya silikon yang populer secara komersial, di mana ia dapat membantu meningkatkan kinerja dan memperluas masa hidup.

Germanium, sementara itu, digunakan untuk membiaskan cahaya di dalam kabel serat optik. Selain membantu membentuk tulang punggung internetsifat hamburan cahaya logam yang luar biasa membuatnya berguna untuk lensa inframerah, chip semikonduktor, dan sel surya efisiensi tinggi yang digunakan oleh satelit.

Tidak banyak pengganti untuk dua elemen ini. Beberapa semikonduktor berbasis silikon kekurangan gallium, dan kacamata khusus dapat diganti dengan germanium dalam teknologi inframerah tertentu. Sel surya sering didoping dengan boron, bukan gallium. Tetapi kedua logam ini memiliki sifat spesifik yang sering menjadikannya bahan yang ideal. Ketika datang ke energi bersih, Tsianos mengatakan kepada Grist, tidak ada pengganti “dalam kinerja material dan spektrum pertukaran biaya” yang ditawarkan oleh Gallium.

Karena sedikit berjalan jauh, pasar untuk kedua logam itu kecil – dan didominasi oleh Cina. Pada tahun 2022, dunia menghasilkan sekitar 640 ton gallium dengan kemurnian rendah dan sedikit lebih dari 200 ton germanium, menurutnya Survei Geologi AS. Dalam beberapa tahun terakhir, Cina telah menyumbang hampir semua output gallium dengan kemurnian rendah dunia dan lebih dari setengah germanium halus.

Itu sebagian karena fakta bahwa kedua logam adalah produk sampingan dari industri lain. Gallium biasanya diekstraksi dari bijih bauksit karena sedang diproses untuk membuat aluminium oksida, sementara penambang seng kadang -kadang memeras germanium dari limbah yang diproduksi selama pemurnian. Cina adalah a terkemuka produsen Dari logam-logam umum ini juga-dan pemerintahnya telah menjadikan co-extracting gallium dan germanium sebagai prioritas, menurut Wang. “Ini sangat strategis,” katanya.

Dominasi Tiongkok terhadap rantai pasokan dua logam itu memberikan tongkat yang cukup besar dalam perang dagang yang sedang berlangsung dengan AS, yang tidak menghasilkan virgin gallium dan hanya sejumlah kecil germanium saat mengkonsumsi sekitar 50 ton per tahun dari dua logam gabungan. Survei Geologi AS belajar Diterbitkan pada bulan November menemukan bahwa jika Cina menerapkan moratorium total pada ekspor kedua logam, itu bisa menelan biaya ekonomi AS. Beberapa minggu setelah penelitian itu diterbitkan, China mengumumkan larangannya.

Larangan ini sangat baru sehingga belum jelas bagaimana perusahaan AS, atau pemerintah federal, sedang merespons. Tapi sektor manufaktur berteknologi tinggi Amerika bukan tanpa opsi fallback. Di utara perbatasan, fasilitas Neo di Ontario siap menggandakan produksi galliumnya, menurut Tsianos. “Kami memiliki kapasitas,” katanya kepada Grist. “Kami sedang menunggu lebih banyak bahan baku.”

Saat ini, satu -satunya sumber gallium Neo adalah industri semikonduktor. Pembuat chip di Eropa, Amerika Utara, dan Asia mengirim perusahaan memo, yang diproses untuk memulihkan gallium kemurnian tinggi yang memberi makan kembali ke manufaktur semikonduktor. Tapi Tsianos mengatakan Neo sedang mengujicobakan teknologinya dengan penambang bauksit di seluruh dunia untuk menciptakan sumber -sumber baru Virgin Gallium. Idenya, katanya, adalah bahwa penambang bauksit akan melakukan beberapa pemrosesan awal di tempat, kemudian mengirim gallium dengan kemurnian rendah ke NEO untuk pemurnian lebih lanjut di Kanada. Tsianos menolak menyebutkan nama perusahaan bauksit tertentu yang bermitra dengan NEO, tetapi mengatakan perusahaan itu “membuat kemajuan” menuju menyediakan sumber daya baru.

Sementara itu, di British Columbia, raksasa pertambangan Teck Resources sudah menjadi produsen terkemuka germanium di luar Cina. Perusahaannya Operasi Jejak Kompleks kilang menerima bijih seng dari tambang anjing merah di barat laut Alaska dan mengubahnya menjadi berbagai produk, termasuk sekitar 20 ton germanium halus per tahun, menurut perkiraan survei geologi AS. (Teck tidak mengungkapkan volume produksi.)

Germanium itu dijual terutama kepada pelanggan di AS, juru bicara Teck Dale Steeves mengatakan kepada Grist. Setelah larangan ekspor, Steeves mengatakan bahwa perusahaan sekarang “memeriksa opsi dan dukungan pasar untuk meningkatkan kapasitas produksi germanium.”

Kwasi Ampofo, kepala logam dan penambangan di perusahaan riset energi bersih Bloombergnef, mengatakan kepada Grist bahwa dalam waktu dekat, ia akan mengharapkan AS untuk “mencoba menjalin hubungan rantai pasokan baru” dengan negara -negara yang sudah memiliki produksi yang signifikan, seperti Kanada , untuk mengamankan gallium dan germanium yang dibutuhkan. Itu mungkin benar apakah tarif yang diusulkan Trump pada impor Kanada menjadi kenyataan. Tsianos bullish terlepas dari ancaman tarif, mencatat dalam email bahwa Neo “tetap menjadi satu-satunya fasilitas gallium skala industri dan yang beroperasi secara komersial di Amerika Utara.”

“[W]E berkomitmen untuk terus melayani pelanggan Eropa, Amerika, dan Jepang kami di semikonduktor dan industri energi terbarukan, “tambah Tsianos.

Steeves mengatakan kepada Grist bahwa perang dagang antara AS dan Kanada akan menjadi “negatif bagi perekonomian kedua negara, mengganggu aliran mineral kritis penting dan meningkatnya biaya dan ketidakefisienan di kedua sisi perbatasan.” Teck, katanya, “akan terus mengelola pengaturan penjualan kami secara aktif untuk meminimalkan dampak terhadap operasi jejak.”

Sementara Kanada mungkin menjadi pilihan jangka pendek terbaik AS untuk logam langka ini, lebih jauh dari garis yang diperkirakan Ampofo melihat AS mengambil “minat baru” dalam daur ulang-terutama peralatan militer. Pada tahun 2022, Departemen Pertahanan diumumkan Itu telah memulai program untuk memulihkan “germanium kelas optik” dari peralatan militer lama. Pada saat itu, inisiatif ini diharapkan mendaur ulang hingga 3 ton logam setiap tahun, atau sekitar 10 persen dari permintaan tahunan negara. Sub-agensi pertahanan yang bertanggung jawab atas program tidak menanggapi permintaan Grist untuk mengomentari status program.

Ada sumber kecil lain dari kapasitas produksi di AS Perusahaan Logam Global Umicore daur ulang germanium Dari memroduksi memo, kabel serat optik, sel surya, dan perangkat optik inframerah di Fasilitas Bahan Optik di Quapaw, Oklahoma, serta di Belgia. Perusahaan telah mendaur ulang Germanium sejak tahun 1950 -an, seorang juru bicara mengatakan kepada Grist, menyebutnya “aktivitas inti dan historis di Umicore.” Umicore menolak untuk mengungkapkan berapa banyak logam yang didaur ulang dan tidak akan mengatakan apakah larangan ekspor China akan memengaruhi bagian bisnisnya ini.

Sementara daur ulang mampu mengisi beberapa kebutuhan gallium dan germanium negara, mungkin ada sumber yang lebih besar dari kedua logam yang bersembunyi di kolam lumpur di Tennessee Tengah.

Di sana, di kota Clarksville, Nyrstar yang bermarkas di Belanda mengoperasikan a Fasilitas Pemrosesan Seng yang menghasilkan limbah yang mengandung gallium dan germanium. Seorang juru bicara Departemen Energi AS mengatakan kepada Grist bahwa perusahaan sebelumnya telah bermitra dengan Ames National Laboratory’s Pusat Inovasi Bahan Kritis Untuk mengembangkan proses untuk mengekstraksi gallium, yang biasanya tidak diproduksi dari limbah seng.

He 2023, Nysestss. diumumkan Berencana untuk membangun fasilitas baru senilai $ 150 juta, yang dikoleksi dengan peleburan seng yang ada di Clarksville, yang mampu memproduksi 30 ton germanium dan 40 ton gallium per tahun. Namun, status proyek saat ini tidak pasti, tanpa jadwal untuk memulai konstruksi. Seorang juru bicara untuk Nyrstar mengatakan kepada Grist bahwa perusahaan adalah “Continu[ing] Untuk mengerjakan dan mengevaluasi kasus bisnis ”untuk fasilitas, sambil menolak untuk menawarkan rincian tambahan.

Membuat kasus bisnis untuk memproduksi gallium atau germanium adalah tantangan utama bagi perusahaan di luar Cina, kata para ahli kepada Grist. Seperti yang dikatakan oleh Tsianos dari Neo, logam-logam ini adalah “keramaian samping” yang membutuhkan investasi besar di muka untuk sejumlah kecil pendapatan tambahan. Selain itu, kemampuan Bauksit atau Zinc Miner untuk menghasilkan gallium atau germanium biasanya bergantung pada kondisi pasar untuk logam yang terutama difokuskan. Itu berarti “Jika harga aluminium rendah atau harga seng rendah, tambang atau peleburan mungkin tidak beroperasi, bahkan jika dunia semacam berteriak untuk lebih banyak gallium atau germanium,” kata Wang.

Namun, ada lebih banyak insentif ekonomi untuk menghasilkan logam -logam ini sekarang daripada beberapa tahun yang lalu. Drama geopolitik baru -baru ini, kata Tsianos, telah menyebabkan “bifurkasi” pada harga gallium. Di luar Cina, harga Met Al sekarang “hampir dua kali lipat” apa yang ada di dalam perbatasan negara.

“Ada perubahan struktural di pasar yang telah menciptakan kasus bisnis untuk di luar produksi China,” kata Tsianos. “Dan itu dimulai karena kontrol ekspor.”