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 20 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 lithium. 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.
Kineserne har næsten monopol
Sjældne jordarter er i virkeligheden ikke specielt sjældne, men koncentrationen af dem i jorden er ofte meget lav, hvilket gør det både besværligt og dyrt at udvinde dem. 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.
Kinas monopol lignende position på markedet 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.
I 2010 sad Kina på 97 % af verdens produktionen. Mineselskaber andre steder i verden forsøger at bryde Kinas monopol ved at få gang i udvindingen i blandt andet Grønland, Canada, Australien, Vietnam, Tyrkiet, Kzakhstan og Sydafrika. På nuværende tidspunkt vil det tage flere år før kinesernes monopol kan blive brudt. Mange steder i verden, hvor der er muligheder for at udvinde sjældne jordarter og andre stærkt efterspurgte råstoffer, er det kinesiske mineselskaber, der står bag - bl.a. i Grønland!
Lave koncentrationer gør udvindingen vanskelig
De sjældne jordarter findes overalt på kloden, og den mest sjældne jordart er faktisk næsten 200 gange mere almindelig end guld. De findes bare i meget lave koncentrationer, og kan ikke, som guld, findes i klumper.
Miljøhensynet vægtes lavt i Kina
Industrielt landskab omkring Chongqing i Kina
Kinas grønne revolution kræver sjældne jordarter
Kina har en plan om, at 15 % af landets energi skal komme fra vedvarende energikilder i 2020 – måske helt op til 50 % i 2030. Det skal ske ved hjælp af vandkraft, solceller og vindmøller.
Især vindkraften kræver mange sjældne jordarter. Frem til 2020 vil Kina have brug for mindst 59.000 ton af de sjældne jordarter alene til deres vindmøller. 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.
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, poulært 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.
Kina har næsten monopol
”Mellemøsten har olien, vi har de sjældne jordarter”
Sådan sagde den tidligere kinesiske leder Deng Xiaoping allerede for 20 år siden, hvor han forudså, at vi ville blive dybt afhængige af adgangen til de sjældne jordarter.
Stigende priser
Kina regulerer markedet for sjældne jordarter fordi, landet sidder på 97 % af udvindingen i verden. Siden 2005 har Kina konstant sænket kvoterne for eksport af sjældne jordarter, og det har fået priserne til at stige eksplosivt.
På blot 6 år fra 2002 – 2008 steg prisen over 600 % for både neodym og praseodym. Prisstigning fortsatte i 2010 og 2011 dels pga. stor efterspørgsel og i høj grad som følge af Kinas eksportkvoter. Markedet er følsomt og alene fra juli til august 2011 steg prisen på et kilo neodym fra 130 til 352 US Dollars. Tilsvarende steg prisen på et kilo terbium fra 700 til 4520 US Dollars i samme periode!
Over de sidste 20 år er priserne på energi, metaller og mineraler generelt steget med flere hundrede procent. Fra 2000 – 2008 var stigningen eksplosiv, og efter et kort dyk under finanskrisen fortsætter himmelflugten.
Stigende efterspørgsel
I 2008 var efterspørgslen på sjældne jordarter på 124.000 ton. I 2012 var efterspørgslen på 180.000 ton og i 2015 forventes den at stige til 190 – 210.000 ton. Stigningen er størst indenfor produktion af magneter, metallegeringer samt glas og slibning. Allerede i 2014 kan vi forvente at efterspørgslen på især neodym, europium, terbium, yttrium og dysprosium er større end udbuddet.
Det kinesiske marked
Kvotesystemet har skabt 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. Det betyder, at mange virksomheder uden for Kina ser sig tvunget til at flytte deres fabrikker til Kina for at få adgang til forsyningerne af sjældne jordarter.
Miner uden for Kina
På nuværende tidspunkt vil det tage flere år før miner uden for Kina kommer i gang, så kinesernes monopol kan blive brudt. Men også her er kineserne ofte med. Mange steder i verden, hvor der er muligheder for at udvinde sjældne jordarter og andre stærkt efterspurgte råstoffer, er det kinesiske mineselskaber, der står bag - bl.a. i Grønland!
(Kilde: Peter Bay Kirkegaard, DI)
Molycorp
Én af de få miner uden for Kina, hvor der udvindes sjældne jordarter ligger 80 km sydvest for Las Vegas i Mountain Pass Californien
Miljødilemma
I vores forsøg på at gøre os fri af fossile brændsler, der dels slipper op, dels er skyld i klimaforandringer, har vi gjort os afhængige af adgangen til andre råstoffer, der er nødvendige for produktionen af vedvarende energi. Det er råstoffer, som ikke findes i hverken Danmark eller andre steder indenfor EU. Hvor vi før var afhængige af især de olieeksporterende lande i mellemøsten, er det i dag især lande som fx Kina, Congo og Brasilien, der producerer de råstoffer, vi er afhængige af. Ofte findes råmaterialerne i følsom natur, og ofte er miljøhensynet ikke så stort.
Verdens største udvinding
Mere end halvdelen af de sjældne jordarter, der udvindes i Kina kommer fra miner omkring byen Baotou i den indre Mongoliet. Det betyder, at det også er herfra, størstedelen af de sjældne jordarter vi bruger i vores del af verden, kommer fra. Her betaler miljøet og lokalbefolkningen en høj pris. De kinesiske myndigheder har de seneste år lukke flere miner af hensyn til miljøet og arbejder på at forbedre forholdene.
Forurening
Ét ton sjældne jordarter kan i værste fald producere 60.000m3 affalds-stof, der indeholder både svovlsyre og flussyre med mere samt 1,4 tons radioaktivt affald. Desuden er det energikrævende at udvinde sjældne jordarter, og i Kina kommer energien fra kulfyrede kraftværker. Paradoksalt nok anvendes sjældne jordarter netop i mange af de produkter, der skal være med til at nedsætte vores energiforbrug og dæmme op for klima forandringer til gavn for miljøet!
Det vil sige, at der opstår et dilemma mellem hensynet til det lokale miljø i Kina, når vi taler om sjældne jordarter, på den ene side og hensynet til det globale klima og udviklingen af grøn teknologi på den anden side.
Hvor findes de sjældne jordarter?
Udvinding af sjældne jordarter på verdensplan:
Kina: 97 %
Indien: 2,2 %
Brasilien: 0,5 %
Resten af verden: 0,3 %
(Kilde: Peter Bay Kirkegaard, DI)
Det er svært at beregne, hvor store verdens forekomster af sjældne jordarter er. Man har dog på nuværende tidspunkt fastlagt reserverne. Det er den mængde, der er geologisk undersøgt og teknisk mulig at udvinde med økonomisk gevinst. Lige nu lyder et bud på 114 millioner ton reserver af sjældne jordarter. Der kan godt være langt større forekomster, der enten ikke er opdaget eller ikke undersøgt med henblik på udvinding endnu.
Verdens reserver af sjældne jordarter:
45 %: Kina
17 % Stater fra det tidligere Sovjetunionen
12 %: USA
5 % Grønland (skønnet)
3 %: Indien
1 %: Australien
19 %: er fordelt mellem Canada, Malaysia, Brasilien, Syd Afrika, Namibia, Kenya, Tanzania, Angola, Mauritanien, Burundi, Malawi, Vietnam, Thailand, Indonesien, Finland, Sverige og Tyrkiet.
Her findes de sjældne jordarter
Klik for stort billede
Sjældne jordarter i Grønland
Grønland har store forekomster af sjældne jordarter i forskellige geologiske aflejringer. Forekomsterne er store nok til, at det kan betale sig at udvinde dem og for alvor true Kinas monopol. Derfor oplever Grønland for tiden en kæmpe interesse både fra andre nationer og forskellige mineselskaber.
GEUS og Selvstyret
Det er Råstofdirektoratet i Grønland, der giver tilladelser til mineselskabernes yderligere undersøgelser, efter at GEUS, De nationale geologiske undersøgelser for Danmark og Grønland, har lavet de grundlæggende, videnskabelige undersøgelser af et områdes indhold af sjældne jordarter. I sidste ende er det Grønlands Selvstyre, der udsteder en bevilling til udvinding og betingelserne herfor.
Kvanefjeld
Det australske mineselskab GME, Greenland Minerals & Energy har investeret 400 mio. kroner i undersøgelser af de kendte reserver af sjældne jordarter i Kvanefjeldet i Sydgrønland. Det skønnes, at minen kan producere op til 40.000 ton sjældne jordarter. Det er op mod en femtedel af den forventede, globale efterspørgsel i 2015. Samtidig er Kvanefjeld placeret perfekt i forhold til udskibning. Det vil kræve investeringer i omegnen af 15 milliarder kroner at etablere en mine.
Uran
Når Selvstyret ikke straks udsteder en bevilling til minedrift skyldes det bl.a. her, at Kvanefjeld også har markante mængder af det radioaktive stof uran. Det er umulig at udvinde de sjældne jordarter uden, at der kommer uranholdig materiale med. Af hensyn til befolkningen og miljøet har Grønland en nul-tolerance politik i forhold til udvinding af radioaktive stoffer. De grønlandske politikere er uenige om, hvorvidt nul-tolerancen skal ophæves.
Blandt verdens største depoter
Indtil 2010 er der konstateret otte depoter med sjældne jordarter i Grønland. To af dem skønnes at være blandt de ti største forekomster i verden! Det er Kvanefjed og Kringlerne i Sydgrønland. Vestgrønland er også meget lovende, og der er både kendte og mindre udforskede forekomster. I de noget mindre udforskede områder i Sydøst- og Østgrønland er der også kendte forekomster. I det nordlige Grønland er der endnu kun fundet få og ikke særlig store forekomster..
Oversigt over grønlandske råstoffer
Kilde: Geology and Ore; 20/2011; GEUS. Klik for stort billede