Sjældne jordarter
Sjældne jordarter er en betegnelse for 17 metaller, der bruges i rigtig mange moderne apparater, lige fra mobiltelefoner og computere til vigtige produkter i den grønne omstilling, som fx vindmøller, solceller og elbiler. Forklaringen er, at de sjældne jordarter har en meget bedre magnetisk evne end andre metaller, og dermed bliver det muligt at skabe lettere produkter med samme magnetiske evne. Jo mindre og mere effektivt et produkt er, jo mere energivenligt er det. Særlig eftertragtet er her den sjældne jordart neodym, som bruges til at fremstille supermagneter, der fx anvendes i vindmøller. En kraftig magnet betyder, at vindmøllen kan producere mere strøm. I en stor vindmølle bruges der omkring 1 ton sjældne jordarter, mens der i en elbil bruges omkring 0,5 kg.
De sjældne jordarter består af grundstofferne i det periodiske system fra nummer 57 (lanthan) til nummer 71 (lutetium). Yttrium nr. 39 og scandium nr. 21 regnes også med, da de har samme kemiske egenskaber som de sjældne jordarter. De sjældne jordarter deles i
de lette: Lanthan, Cerium, Praseodym, Promethium (forekommer ikke naturligt), Neodym, Samarium og Europium
og de tunge: Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium og Scandium
De sjældne jordarter udvindes fra forskellige mineraler, og ofte er der flere forskellige sjældne jordarter i samme mineral. Mineralerne udvindes både fra sedimentære, metamorfe og magmatiske bjergarter. De har mange fælles egenskaber, hvilket gør dem vanskelige at adskille eller endog skelne fra hinanden. De sjældne jordarters metaller har et højt smeltepunkt, og de fleste har stærke magnetiske egenskaber. Metallerne er forholdsvis bløde og har farver fra gråligt til sølvfarvet.
"Mellemøsten har olien, vi har de sjældne jordarter"
Sådan sagde den tidligere kinesiske leder Deng Xiaoping allerede for 30 år siden, hvor han forudså, at vi ville blive dybt afhængige af adgangen til de sjældne jordarter.
Råstoffer betragtes som kritiske, når de både er vigtige, og når det er usikkert, om industrien kan få tilstrækkelige forsyninger af dem.
De sjældne metaller
De sjældne jordarter blandes ofte sammen med de sjældne metaller. Begge grupper af metaller anvendes i meget af vores moderne teknologi, men de har meget forskellige egenskaber. De sjældne metaller er: niobium, tantal, kobolt, indium, zirconium, gallium, og litium. Modsat de sjældne jordarter, ligger de ikke tæt sammen i det periodiske system og de har meget forskelligartede egenskaber.
Hvor de sjældne jordarter findes over det meste af jorden i en meget lav koncentration, findes de sjældne metaller i bestemte lande og i langt højere koncentrationer - i såkaldte årer. Congo er fx et af de steder i verden, hvor der udvindes mest tantal og kobolt.
Lave koncentrationer gør udvindingen vanskelig
De sjældne jordarter forekommer faktisk i relativ store mængder på jorden. Alle 17 forekommer således i større mængder end sølv. Problemet er, at der ikke findes nogle steder, hvor de forekommer i høje koncentrationer. Da de ofte forekommer i den samme type jord og har ret ens egenskaber, er de ydermere meget svære at adskille til rene produkter. Det er derfor både besværligt og meget omkostningsfuld at udvinde dem.
Kina er dominerende, men andre lande vinder frem
Ifølge en opgørelse fra 2010 kom omkring 97% af verdens produktion af sjældne jordarter fra Kina. I de seneste år har andre lande dog øget deres produktion. Det gælder bl.a. USA, Australien og Myanmar, men Kina står stadig for 70% af verdensproduktionen på omkring 300.000 tons (2022). En stor del af forarbejdningen af sjældne jordarter fra andre lande foregår dog stadig i Kina, da de har fabrikker til at gøre det.
Verdens lagre af udnytbare sjældne jordarter er i 2022 vurderet til at være 130.000.000 tons, hvor Kina, Rusland, Vietnam og Brasilien tilsammen står for mere end 80%.
Kinas store markedsandel for sjældne jordarter betyder, at de kan bestemme, hvor meget der er tilgængeligt på det internationale marked og i høj grad også til hvilken pris. Det kan være med til at bremse udviklingen og produktionen af ”grønne”, energieffektive produkter. Mange virksomheder uden for Kina ser sig tvunget til at flytte deres fabrikker til Kina for at få adgang til forsyningerne af sjældne jordarter.
Udvindingen giver meget forurening
Når de sjældne jordarter opkoncentreres, sker det gennem mange trin og der anvendes mange giftige kemikalier i denne proces. Udvindingen af dem sker derfor ofte i lande, hvor arbejdskraften er billig, og hvor hensynet til miljøet vægtes meget lav. Kineserne har både billig arbejdskraft, en noget lemfældig miljøpolitik og store forholdsvis øde arealer. I dag står de derfor for hovedparten af verdens produktion af sjældne jordarter. Det har dog sat sin spor i det kinesiske landskab, hvor både overfladen og grundvandet i store områder er så forurenet, at det har skabt alvorlige sundhedsmæssige konsekvenser for befolkningen.
Industrielt landskab omkring Chongqing i Kina
Kinas grønne revolution kræver sjældne jordarter
Kina har en plan om, at 25 % af landets energi skal komme fra vedvarende energikilder i 2030 og at 33% af elektricitetsforbruget skal komme fra vedvarende energi i 2025. Det skal ske ved hjælp af især solceller og vindmøller - der kræver adgang til sjældne jordarter og kritiske metaller. Hvis ikke andre lande får gang i udvindingen af sjældne jordarter hurtigst muligt, kan den ”grønne” udvikling i andre lande blive bremset af Kinas eget enorme behov for sjældne jordarter. Kina investerede mere i grøn energi (300 mia. $) end både Europa (260 mia. $) og USA (215 mia. $) i 2021.
Det kinesiske marked
Der er to markeder for sjældne jordarter: ét indenfor Kina og ét til resten af verden. Efterspørgslen i ”resten af verden” er langt højere, end den mængde Kina udbyder. Anderledes ser det ud indenfor Kinas grænser, hvor udbuddet er rigeligt, og regeringen planlægger at etablere store lagre af sjældne jordarter.
Neodym
13 af de sjældne jordarter har magnetiske egenskaber, men neodym har hidtil været mest interessant for industrien. Sammen med jern og bor giver den de stærkeste permanente magneter, populært kaldet ”supermagneter”. Her kombinerer man den høje magnetiske styrke i jern med de sjældne jordarters evne til at fastholde retningen af magnetiseringen. Kraftigere magneter er ensbetydende med højere ydeevne og mulighed for at gøre produktet, hvor magneterne indgår mindre og lettere.