عناصر نادر خاکی منابع بسیار استراتژیک در آسیا

به گزارش می متالز، چین مدعی است که ۹۰ درصد تولیدات جهانی را در اختیار دارد. کاهش صادرات چین در سال ۲۰۱۲، سایر دولت ها خصوصاً کشورهای توسعه یافته را بر آن داشت تا علاوه بر آنکه اجباراً کارخانه های با تکنولوژی فوق پیشرفته خود را به چین انتقال دهند، منابع مالی قابل توجهی را نیز جهت اکتشاف و استخراج این منابع در کشورهای خود اختصاص بدهند.
چین در سال ۲۰۱۰ صادرات عناصر نادر خاکی خود را به ژاپن را دنبال یک بحران سیاسی به طور موقت، متوقف کرد. در سال ۲۰۱۲ پس از یک ناپایداری روابط بین دو کشور، هند موافقت نمود که عناصر نادر را به ژاپن صادر نموده و صنایع شدیداً وابسته به این مواد را پشتیبانی نماید. به دنیال آن کره جنوبی و ژاپن هدف اصلی خود را بر خروج انحصارتولیدات این مواد از چین قرار دادند. ولی در هر صورت با توجه به اینکه بخش زیادی از این تولیدات هنوز در چین انجام می‌شود، این کشور تأثیر قابل توجهی بر کارخانه های فوق پیشرفته جهانی دارد. بحران های سیاسی فزاینده، همانند آنچه که در سال ۲۰۱۰ بین چین و ژاپن پیش آمد بسیار حائز اهمیت بوده و نمی تواند نادیده گرفته شود.
کنترل بر منابع طبیعی ریشه بسیار قدیمی در کشمکش های سیاسی داشته است. از اواخر سالهای ۱۸۰۰میلادی، منابع طبیعی هیدروکربوری به عنوان منبع اصلی مناقشات بین المللی در نظر گرفته می شود و مطالعات آکادمیک این درگیری ها را به صورت گسترده‌ای برجسته کرده‌اند. این در حالی است که به ندرت به نقش عناصر نادر در مجادلات اخیر ناحیه آسیا - پاسیفیک، البته نه به صورت درگیری‌های آشکار، پرداخته اند. ولی واضح است که در سال های پیش رو به دلیل اهمیت استراتژیک این مسائل، این مجادلات به طور مشخصی افزایش خواهد یافت. زیرا این ناحیه بزرگترین مصرف کننده عناصر نادر است.
در سال ۲۰۱۲ مباحث مربوط به عناصر نادر به اوج خود رسید و باعث شد که کشورهای آمریکا، ژاپن و اتحادیه اروپا موضوع را به سازمان تجارت جهانی ارجاع دهند تا راه‌حلی برای آن یافت شود. با پیوستن کانادا به این جمع، نهایتا سازمان تجارت جهانی در سال ۲۰۱۴ اعلامیه ای علیه محدودیت های اعمال شده از طرف کشور چین بر روی عناصر نادر خاکی صادر نمود. این کشمکش حاکی از آن است که این عناصر نادر از چه اهمیت استراتژیکی در آسیا و در سرتاسر جهان برخوردارند. در درون این موضوع این واقعیت نهفته است که عناصر نادر هم سرمایه هست و هم مهارت و این که زنجیره تامین آن به شدت توسط کشور چین کنترل می شود.

عناصر نادر خاکی چه هستند؟

نامیدن این مواد به عناصر نادر خاکی در واقع یک نامگذاری چندان صحیحی است. در حقیقت این عناصر در پوسته زمین بسیار فراوان هستند. به عنوان مثال سریوم (Cerium)  بیست و پنجمین عنصر فراوان به میزان ۶۰ قسمت در میلیون در بین ۷۶ عنصر دیگر پوسته زمین است.  از طرف دیگر عناصر نادر دیگری مانند تیولیوم (Thulium) و لوتتیوم (Lutetium) به مقدار 5/0 قسمت در میلیون است. علت اصلی این نامگذاری آن است که اکتشاف و استخراج آن از طریق رسوبات بسیار مشکل و بصورت متداول صرفه اقتصادی ندارد. این عناصر به دو گروه عناصر سنگین تر (HRRE)، مانند گادولینیوم(Gadolinium) و ایتریوم (Yttrium) و عناصر سبک تر و فراوان تر(LREE) مانند لانتانوم (Lanthanum)، سریوم (Cerium)، پراسئودیمیوم (Praseodymium) و نئودیمیوم (Neodymium) تقسیم می‌شوند. بطور کلی معادن عناصر سنگین‌تر عمدتاً در چین و معادن عناصر سبک تر در کشورهای دیگر می باشد. برخلاف بیشتر کشورها، چین توانسته است تولید عناصر نادر سنگین را از نظر اقتصادی امکان پذیر سازد.
درسال ۲۰۱2، سازمان نقشه برداری آمریکا (USGS)، اطلاعات مقدار ذخیره جهانی عناصر کمیاب قابل بازیابی را به‌روز رسانی نمود. در نتیجه این بررسی، پیش‌بینی می‌شود ذخیره چین از ۳۶ مگاتن به ۵۵ مگاتن افزایش یابد که تقریباً نصف ذخیره شناخته شده جهانی می باشد.  ذخیره آمریکا ۱۵ مگاتن،  روسیه ۱۹ مگاتن و استرالیا 6/1مگاتن پیش‌بینی شده است. ۱۷ عنصر نادر در تولیدات با فناوری فوق پیشرفته (HT) استفاده می شود که شامل فناوری پیشرفته نظامی، فناوری انرژی های تجدیدپذیر مانند توربین های بادی و تلفن های همراه می باشد. اهمیت آنها در تولیدات های تک، جایگاه آنها را به عنوان یک سرمایه ملی و امنیتی ارتقاع داده و با قوانین جدیدی تحت عنوان ذخایر ملی (National Stockpiling) قرار گرفته است.
بر طبق اطلاعات سازمان نقشه برداری آمریکا در سال ۲۰۱۳، واردات آمریکا از 7/5 تن به 5/10 تن افزایش یافته که  دلایل آن در زمان، اولا کاهش قیمت و دیگری افزایش ذخیره استراتژیک بوده است. از آنجائی که چین حدود ۹۰ درصد تولید عناصر نادر خاکی را به عهده دارد، همواره این نگرانی وجود داشته است که چین به عنوان یک تولیدکننده تک قطبی (Monopoly) به شمار آید. خصوصاً با کاهش صادرات چین در سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲، دیگر کشورها متقاعد شدند که منابع مالی بیشتری جهت اکتشاف و استخراج این مواد در کشورهای خود انجام دهند. همچنین باعث شد سایر کشورها این عناصر نادر خاکی را به‌ عنوان یک موضوع استراتژیک قلمداد کرده و اهمیت آن را در اقتصاد در کنار منابع هیدروکربوری در نظر بگیرند.
از سال ۱۹۹۰ چین با افزایش تولید عناصرنادر و ایفای نقش به عنوان تولید کننده انحصاری آن، قوانین جدیدی را در این رابطه وضع نمود. در سال‌های اخیر دولت‌های آمریکا استرالیا و کانادا تلاش های فزاینده ای را جهت افزایش تولیدات خود انجام دادند که منجر به کشف معادنی در آن کشورها شده و گاهاً برای اولین بار بعضی از عناصر نادر مانند سریوم (Cerium)،  لانتانیوم (Lanthanum) و ایتریوم (Yttrium) در سنگ معدن باستنازیت (Bastnasite) در آمریکا شد. اما موضوع با اهمیت آن است که بیشتراین عناصر نادر از نوع سبک هستند و هنوز وابسته به عناصر نادرسنگین می باشند تا بتوانند آلیاژ مناسب و تعریف شده و قابل استفاده را تولید نمایند که آن هم از چین وارد می‌شود.  مشکل دیگر زمان‌بر بودن توسعه این معادن است که بتوانند نیازهای خود را از آن تامین نمایند.

صنعت و ذخیره دفاعی (Defense Industry & Stockpiling)

در سال های اخیر مباحث فراوانی در چندین کشور در مورد ذخیره منابع استراتژیک باعث شد که وزارت دفاع آمریکا در سال ۲۰۱۳ پیشنهاد داد  تا برای ذخیره استراتژیک خود،  بیش از ۱۲۰ میلیون دلار عناصر نادر خاکی سنگین از چین وارد شود.  به دنبال آن دپارتمان انرژی آمریکا اعلام نمود که انستیتو مواد حیاتی (Critical Materials Institute) تاسیس گردیده تا به صورت یک مرکز نوآوری و تحقیقی مواد حیاتی برای مراکز دانشگاهی و آزمایشگاه های ملی عمل نماید.
این مواد در صنایع نظامی کاربرد فراوانی دارد که به عنوان مثال می توان موتور جت های جنگنده، سیستم های هدایت موشک (شامل هدایت دقیق مهمات،  لیزرها و بمب های هوشمند)،  سیستم های ضد جنگ الکترونیک، سیستم های ردیابی مین های زیرآبی، سیستم های دفاع ضد موشکی، مسافت یاب (لیزری و غیرو..) و سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای.
در زمان های مشخصی قیمت عناصر نادر خاکی به شدت کاهش یافت. به باور بعضی از تحلیلگران این کاهش قیمت باعث می‌شود که بسیاری از شرکت‌های عملیاتی نتوانند در این صنعت رشد نمایند و طبق بعضی از گزارشات ۷۵ درصد این شرکت‌ها در بین سال‌های ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۴ به دلیل کاهش قیمت فعالیت خود را متوقف کردند. این تغییرات قیمت باعث خواهد شد که بعضی از شرکت ها به دلیل هزینه دار بودن اکتشاف و تولید نتوانند به فعالیت خود ادامه دهند و انحصار آن صرفاً در اختیار اپراتورهای معدود قرار گیرد که عمدتاً در چین ژاپن و هند مستقر می باشند.

همکاری های ناگزیر

در سال ۲۰۱۲ به دنبال توقیف یک کشتی ماهیگیری چینی توسط ژاپن، چین موقتاً صادرات مواد عناصر نادر خاکی به این کشور را به حالت تعلیق درآورد. علیرغم این اتفاق، ژاپن هنوز پس از گذشت سالها به دلیل نداشتن انتخابی دیگر، بخش عمده‌ای از نیاز خود را کماکان از چین تامین می نماید. علاوه بر آن و متعاقب تعریف جدید چین از عناصر نادر خاکی که به سنگ آهن هایی که دارای ۱۰ درصد از عناصر نادر بودند نیز تعمیم داد، باعث گردید که تغییردیگری در میزان صادرات عناصر نادر بوجود آید. توضیح چین در این مورد آن بود که این گونه معادن جزو منابع طبیعی پایان پذیر می باشند و می بایست در حفظ و استفاده بهینه از آنها نهایت مراقبت انجام گیرد. براین اساس صادرات چین بین سالهای ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۲ از 5/65 متریک کیلوتن به حدود ۳۱ متریک کیلو تن کاهش یافت که هدف از آن در اصل، صیانت از معادن و حفظ آنها در جهت مصارف داخلی عنوان شده است.
در سال ۲۰۱۲، پس از مدت ها بی‌ثباتی در روابط چین و ژاپن، هند با صادرات عناصر نادر خاکی به ژاپن موافقت نمود. هند نیز از ذخایرقابل توجهی از عناصر نادر خاکی برخوردار بوده و برای مصارف داخلی خود اقدام به اکتشاف و تولید گسترده ای کرده است. در سال های اخیرنیز چندین مرکز جدید فرآوری عناصر نادر، توسط هند راه اندازی شده است و یک واحد صنعتی ۲۵ میلیون دلاری نیز برای فناوری ۴ درصد تولید جهانی کانی مونازایت (Monazite) که در تهیه عناصر نادر خاکی مورد استفاده قرار می‌گیرند راه اندازی شد که بیشتر مصارف داخلی را تامین می نماید.
در سال های اخیر، همکاری و مشارکت بیشتری بین کشورهای آسیایی و اقیانوسیه مانند استرالیا و مالزی و همچنین بین هند، کره جنوبی و ژاپن جهت اکتشاف و فرآوری ایجاد شده است. در آسیا به دلیل نیاز شدید به عناصر نادر خاکی در صنایع و شروع ارتباط کره جنوبی و کره شمالی، لازم دانسته شد که کره شمالی نیز به جمع کشورهای تامین کننده این عناصر بپیوندد. براساس مطالعاتی که در سال ۲۰۱۳ توسط یک سازمان مطالعاتی انگلیس(SRE Minerals)  انجام شده، رسوبات عناصر سنگین کره شمالی بالغ بر ۲۱۶ میلیون تن از اکسیدهای عناصر کمیاب است.

معادن کف دریاهای عمیق (چشم‌اندازی جدید)

احتمال وجود معادن در کف دریاهای عمیق، این چشم انداز را به وجود آورده که می توان در کشورهای جزیره‌ای حوزه پاسیفیک انتظار وجود این معادن را داشت.کشفیات اخیر توسط شرکت ملی نفت و گاز و فلز ژاپن (JOGMEC)، حاکی از آن است که در عمق ۱۵۰۰ متری زیر سطح دریا در گینه جدید،  فرصت های جدیدی برای اکتشاف عناصر نادر خاکی وجود دارد. اگرچه هنوز میزان ذخیره آنها مشخص نیست ولی باور بر این است در صورتی که استخراج و بهره برداری از آنها امکان پذیر باشد، تاثیربسیار زیادی بر بازارهای جهانی خواهد داشت. در این فعالیت­های اکتشافی شرکت­های زیادی از کانادا، ژاپن، کره جنوبی و فرانسه حضور دارند. همچنین کشورهای چین و هند نیزعلیرغم اختلاف­های سرزمینی در محدوده اقیانوس هند، قراردادهایی را برای اکتشاف در دوپهنه اقیانوسی منعقد نمودند که در حال اکتشاف عناصر نادر خاکی هستند و تاکنون موفقیت هایی را نیزدر این زمینه کسب کرده اند.

اثرات محیط زیستی

یکی از موانع کلیدی در افزایش تولید و استخراج عناصر نادر خاکی، تأثیرات محیطی آنها در چنین معادنی است. در واقع ثابت شده که تاثیرات منفی محیط زیستی این عناصر به دلیل این که اکثر این مواد درون عناصر رادیواکتیو می باشند ودر نتیجه فرآیند استخراج آن ها مواد جانبی (By Product Materials)رادیواکتیوتولید می شود بسیار قابل توجه است.
در سال ۱۹۹۲، شرکت میتسوبیشی با دریافت گزارش هائی مبنی بر افزایش سرطان خون (Lukemia) در یکی از شهرهای مالزی، مجبور شد که ۱۰۰ میلیون دلار جهت تمیزکردن پالایشگاه‌های عناصر نادرخاکی خود اختصاص دهد. همچنین استرالیا نیزکه یک مرکز فناوری را در مالزی اداره می نماید توسط گروه های محیط زیستی تحت فشار قرار گرفت تا نسبت به تعطیلی مرکز اقدام نماید. نگرانی های مشابهی در کشورهای دیگر مانند آمریکا و چین تحت عنوان تخریب شدید محیط اکولوژیکی به وجود آمده است. این صدمات شامل آلودگی آب‌های سطحی و تحت الارضی، ایجاد زمین لغز (که در اثر استخراج وسیع ایجاد می شود)، مسدود شدن رودخانه ها و فوریت های محیط زیستی می باشد. این مسائل باعث گردیده تا کشورها در میزان تولید و استخراج خود تجدید نظر کرده و با وضع قوانین سختگیرانه تر، کنترل بیشتری در این امور داشته باشند. همچنین تحقیقات بیشتری باید صورت گیرد تا استخراج عناصر نادرخاکی را همراه با مواد تولید شده جانبی مانند رسوبات توریوم - مونازایت در برگیرد.

موانع پیاده سازی

بسیاری از بازیگران دیگر ممکن است در بخش اکتشاف و تولید عناصر نادرخاکی و در یک رقابت شدید نقش منفی داشته باشند. این بدان معنی است که با اشباع کردن بازار با عناصر نادر خاکی بسیار ارزان، باعث گردند تا ادامه کار توسط کمپانی های عمده از نظر مالی توجیه پذیر نباشد.
 تحقیقات بیشتری لازم است تا جایگزین های دیگری برای ذخیره سازی کوتاه مدت استراتژیک و همچنین افزایش کارایی دراستفاده از عناصر نادر خاکی یافت شود. این موارد شامل گسترش پشتیبانی دولت و صنعت در طرح های بازیافت مواد می باشد. در حال حاضر بعضی از طرح ها و دیالوگ ها به خصوص در اروپا از طریق اتحادیه های اروپایی در سیستم های بازیافت ضایعات (Waste Take Back Systems) برای مواد از رده خارج  الکتریکی و الکترونیک وجود دارد. به هر حال این طرح ها نیازمند پشتیبانی بیشتری برای ایجاد یک مرکز تامین مواد برای صنایع از طرف دولت می‌باشد.
 
 

نتیجه گیری

در کوتاه مدت عناصر نادر خاکی کماکان به عنوان منابع استراتژیک حساس در آسیا و جهان باقی خواهند ماند. ادامه کار برد عناصر نادر خاکی در فناوری‌های پیشرفته بدین معنی است که حتی با اکتشاف جایگزین هائی برای عناصر نادر خاکی، کماکان تولیدات "های تک" صنایع نظامی و زیرساخت های انرژی های تجدید پذیر متکی بر آنها باقی خواهند ماند. نوسانات قیمت و اتفاقاتی که منجر به صدمات محیط زیستی و کمبودها در تولید می شوند می تواند رقابت را برای عناصر نادر خاکی افزایش دهد. همچنین اگر به تناسب آن قیمت‌ها افزایش یابد، بازیافت عناصر استفاده شده در تولیدات "های تک " قطعا مدنظر قرار خواهد گرفت. استحکام و مرکزیت صنعت عناصر نادر خاکی، به چین این توانایی را خواهد داد تا نظارت و کنترل دقیق تری بر صادرات و همچنین وضع قوانین تولید، تهیه و اعمال نماید. اگرچه این مورداخیر، بسیاری از کشورهای آسیایی را نگران خواهد کرد ولی آنها می دانند که حداقل در آینده نزدیک، کاهش مونوپولی چین بر روی این منابع غیرمحتمل است. از طرف دیگر، کاهش مشارکت سایر کشورها با چین و اتکا به خود برای اکتشاف و تولید معادن جدید،  سناریوی با اهمیت دیگری است. در ضمن، سایر کشورهای آسیائی و دیگر قسمت های جهان، به ذخیره‌سازی این منابع استراتژیک  به عنوان یک سرمایه ملی ادامه خواهند داد. در جهانی که به طور فزاینده به طرف صنعت "های تک" روی می‌آورند، عناصر نادر خاکی برای دهه های پیش رو به عنوان یک منبع استراتژیک حساس باقی خواهند ماند.

بهرام موحد - مشاور طرح توسعه نوآوری ها و فناوری های حوزه زمین شناسی، معدن و صنایع معدنی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری