Texas leverer model til tiltrængt eftersyn af forsyningskæden

Emily Pickrell, UH Energy Scholar

Halvlederchips bliver hele tiden mindre, men krisen bag at levere nok af dem har været stor nok til at rejse spørgsmål om fremtidens grønnere Amerika. 

Chips spiller en nøglerolle i alt fra computere til smartphones, men de er også kritiske i den teknologi, der skal erstatte knowhow om fossile brændstoffer, især elbiler og sol- og vindanlæg.

Da globale forsyningskæder har snerret - drevet af problemer i Kina og Covid-pandemien - har det understreget utilstrækkeligheden af ​​vores hjemlige forsyningskæde. En af de største begrænsende faktorer i at fremstille vores egne chips i stedet?

De sjældne jordarters materialer, der kræves.

Sjældne jordarters grundstoffer er navne lige uden for gymnasiets kemidiagram – atomnumre 57 til 71 (lanthaniderne), plus skandium og yttrium.

Disse elementer har ledende eller magnetiske egenskaber, der er ideelle til forskellige højteknologiske produkter, herunder halvledere.

I de seneste år har USA importeret de fleste af sine sjældne jordarters elementer, eller REE'er - med 80% fra Kina. Størstedelen af ​​fremstillingen af ​​mikroprocessorchips var stort set blevet flyttet til billigere steder i udlandet, især Asien. REE'er er ikke sparsomme på verdensplan, men de er svære at udvinde. Dette skyldes, at deres malme oxiderer hurtigt. Vanskeligheden ved minedrift betyder også, at disse miner ofte forårsager omfattende vand- og jordforurening.

Spol frem til 2020, og en stigning i efterspørgslen efter computere og mikrochips – drevet af forsyningsafbrydelser og en kraftig stigning i hjemmekontorer – snerrede halvlederforsyningskæden.

Den øgede computerisering af alle nye køretøjer har gjort bilindustrien sårbar over for disse forsyningskædeproblemer. Manglen skabte kaos på bilindustrien sidste år: Ford, Jaguar Land Rover, Volkswagen, General Motors, Nissan, Daimler, BMW og Renault lukkede fabrikker eller reducerede produktionen, med henvisning til manglende tilgængelighed af chip.

Og manglen kan nemt blive værre. Biden-administrationen har sat et mål på 50 % EV-salgsandel inden 2030. Elektriske køretøjer, både hybrid- og batterikøretøjer, kræver REE til de elektriske motorer, der er nødvendige i disse køretøjer. At nå disse EV-salgsmål vil sandsynligvis kræve en stærk indenlandsk REE-forsyningskæde, især hvis landet har til hensigt at drage økonomisk fordel af alle sine grønne investeringer. 

Alligevel betyder overfloden af ​​sjældne jordarters materialer i steder som Vietnam, Rusland, Australien og Brasilien ikke, at USA ikke har sine egne tilstrækkelige ressourcer - langt fra. Texas, Californien, Minnesota, Wyoming og Alaska har alle betydelige forsyninger af de sjældne jordarters mineraler.

Selv før denne akutte krise byggede både Trump- og Biden-administrationerne deres kampagner på løfter om at genoplive indenlandsk produktion og har fokuseret på behovet for at opbygge disse forsyningskæder.

Præsident Trumps bekendtgørelse fra 2020, der erklærede en national nødsituation i mineindustrien, budgetterede med offentlige udgifter på op til 1.75 milliarder dollars på sjældne jordarters elementer i ammunition og missiler og 350 millioner dollars til mikroelektronik.

Biden-administrationen har bygget videre på denne forsyningskædeudvikling og tilskyndet til produktion af kritiske sjældne jordarters mineraler i infrastrukturlovgivningen.

Om og hvor hurtigt USA kan gøre det for at imødekomme den forventede stigning i efterspørgslen er et andet spørgsmål.

Ti til 15 år er et mere rimeligt tidsestimat for traditionelle mine- og metalprojekter for at blive operationelle, ifølge Michelle Michot Foss, en stipendiat i energi, mineraler og materialer ved Baker Institute ved Rice University. Foss vidnede sidste år før kongressen om forsyningskædeovervejelser for dekarbonisering af transport.

"For underjordisk minedrift, som er meget dyrere, hvem ved, hvor lang tid det vil tage," sagde Foss. “Der er projekter forskellige steder – inklusive USA og Canada – som endnu ikke har set dagens lys, og som har været i gang med 15-20 års indsats. Nikkel, platin/palladium, sjældne jordarter – det er virkelig hårdt.” 

I mellemtiden forsøger Texas at lave et eksempel på sig selv og vise, hvordan udviklingen af ​​en forsyningskæde med sjældne jordarter kan fungere.

Dets statslige embedsmænd har samlet sig bag ideen om udviklingen af ​​en sådan forsyningskæde som en prioritet, både for offentlige og private aktører.

"Dette er et spørgsmål af stigende interesse i Texas, som fører nationen inden for energiproduktion," sagde Glenn Hamer, administrerende direktør for Texas Association of Business. "En del af bevarelsen af ​​denne uafhængighed betyder at sikre, at vi har de rigtige forsyningskæder på plads, enten indenlandsk eller gennem vores venner internationalt."

Staten kortlagde specifikke planer for aggressivt at udvikle sine sjældne jordarters aflejringer i en rapport fra november 2021. 

Og staten har egenskaberne til at sætte planen i værk. Relativt minedriftsvenlige regler, god infrastruktur og skattemæssige incitamenter har allerede hjulpet virksomheder som USA Rare Earth til at etablere sig. USA Rare Earth planlægger at begynde at udvinde visse sjældne jordarter på 950 statsejede acres i Sierra Blanca i det vestlige Texas inden 2023. Virksomheden planlægger at behandle sjældne jordarter på stedet og forventer, at minen vil producere 16 eller 17 sjældne jordarters grundstoffer. (I øjeblikket findes der kun én anden indenlandsk mine i San Bernardino, Californien.)

Texas forsøger også at etablere de nødvendige forarbejdningssteder for sjældne jordarter - et segment af mineindustrien, som i øjeblikket er domineret af Kina. En sådan Texas-baseret virksomhed, Blue Line, har modtaget føderal finansiering til en facilitet til at adskille sjældne jordarter i Hondo, Texas. De sjældne jordarters mineraler kommer fra deres australske partner Lynas Rare Earths Ltd.

Lone Star-staten er også vært for et af de første faciliteter til at genbruge sjældne jordarter fra elektronisk affald, San Marcos-baserede Urban Mining Co. Virksomheden har en Dept. of Defense-kontrakt for et lille pilotprogram, der søger at høste brugbare sjældne jordarter elementer.

Texas håber at gøre det godt ved at gøre det godt. Det mener, at det vil tiltrække flere virksomheder med produktionslinjer, der kræver disse sjældne jordarters egenskaber, jo bedre til at skabe flere job og vækste sin økonomi.

Noget af dette ser allerede ud til at ske.

Samsung annoncerede sine planer om at investere 17 milliarder dollars i Texas chipfabrik i november med henvisning til infrastruktur som en af ​​årsagerne til placeringen. Tesla offentliggjorde sine planer om at flytte sit hovedkvarter til Texas i oktober. Det planlægger en investering på 1 milliard dollar, da det fortsætter med at udvide el-produktionen i staten.

Det er klart, at denne spirende texanske forsyningskæde ikke er nær nok til at imødekomme den voksende amerikanske efterspørgsel efter chips og de REE'er, de har brug for. Alligevel er det et opmuntrende tegn på, at vi måske er ved at vågne op fra den vildfarelse, at offshoring af vigtige fremstillingsprocesser ikke har konsekvenser.

"Det er vaklende fremskridt, men det er i det mindste på vej et sted hen," sagde Margaret Kidd, programdirektør for Supply Chain and Logistics Technology ved University of Houston. "Texas kommer ikke til at løse hele vores lands forsyningskædeproblemer for chips, men det er et positivt skridt."

Med skøn over, at det vil tage 25 gange vores nuværende forsyning af sjældne jordarter at opnå Bidens 2050 grønne økonomi, kan det ikke komme for tidligt.

Emily Pickrell er en veteran energireporter med mere end 12 års erfaring, der dækker alt fra oliefelter til industriel vandpolitik til det seneste om mexicanske klimalove. Emily har rapporteret om energispørgsmål fra hele USA, Mexico og Storbritannien. Før journalistikken arbejdede Emily som politikanalytiker for US Government Accountability Office og som revisor for den internationale hjælpeorganisation, CARE. 

UH Energy er University of Houstons knudepunkt for energiuddannelse, forskning og teknologi inkubation, der arbejder for at forme energi fremtiden og skabe nye forretningsmetoder i energisektoren.