據《英國金融時報》2月24日報道,由于稀土價格波動劇烈,美國企業正悄悄投資于另類技術,并改進制造流程,以減少對稀土的需求。稀土是很多美國企業最為看好的清潔能源產品所必需的原材料。
企業高管談到稀土時的謹慎,與聳人聽聞的新聞標題形成了鮮明對比。這些新聞報道呼吁美國儲備應急稀土資源,并希望聯邦政府盡快向美國礦業提供資助,以解決大部分稀土供應要依賴中國的問題。
“這顯然已引起了我們的注意,但還沒到讓人無心顧及其它的程度,”通用汽車(General Motors)電機部工程主管皮特.薩維吉恩(Pete Savagian)說。
近來美國政府與智庫發布的一些報告,也呼吁對稀土價格波動作出相應回應,將更多的“關鍵材料”包括進討論范疇,并提出要加強信息收集、增加循環利用并加大對材料研究的資金支持。
17種稀土元素應用廣泛,包括電動汽車的電池、風力渦輪機的磁鐵、以及發電過程的催化劑。從筆記本電腦到制導導彈,它們的身影隨處可見。
隨著這些產品的重要性日益提高,對稀土的需求也急劇上升,而供應僅實現了緩慢增長,導致稀土價格迅速上揚,交貨常常出現延誤。全球大部分稀土供應來自于中國,而中國提高出口壁壘,使供應問題進一步惡化。
盡管如此,通用汽車和通用電氣(GE)等企業表示,它們有能力應對。“我們關注這個問題已經很多年了,”通用電氣首席科學家兼材料可持續性研究主管斯蒂芬.杜克洛(Steven Duclos)表示。“最近媒體報道的內容早在意料之中。”
以往多次應對關鍵材料短缺的經驗,支撐了通用電氣的自信。2006年,當錸的價格迅速攀升之后,通用電氣開始關注這種用于制造渦輪發動機槳葉的稀有金屬(但錸不屬于稀土資源)。
不到3年時間,通用電氣便研發出循環利用在制作過程中通常被廢棄的金屬碎屑的新方法,以及從廢舊槳葉中重新提取錸的辦法,甚至開發出了非錸合金,使錸的用量減半。
在稀土問題上,通用電氣采取了類似的方式。杜克洛指出,公司照明、醫療和能源產品部門的解決方案會有所不同,但他預計節約20%的稀土使用量是能夠很容易實現的。例如,公司正在與美國能源部合作一個2年期項目,考慮如何利用納米技術制造永磁體,從而在不影響磁性的前提下,將稀土成分減少80%。與此同時,通用汽車每生產一輛電動雪佛蘭沃特汽車(Chevy Volt),需要使用約3.2千克的稀土磁鐵。鑒于公司打算將2012年的產量從2011年的1萬輛提高到4.5萬輛,稀土供應問題十分重要。
多虧中國可觀的產量與供應鏈,通過從中國進行采購,通用汽車得以控制價格漲幅。過去幾年,原材料價格已經上漲兩倍以上,但通用汽車對成品磁鐵支付的價格僅提高了50%左右。
通用汽車也開發出了不使用稀土磁鐵的產品,比如2012年款別克君越(BuickLa Crosse)將搭載的eAssist混合動力引擎。
“目前的大部分設計都使用了大量的稀土元素,”薩維吉恩表示。“如果沒有(稀土),混合動力引擎的燃油經濟性和適用車型或許會減少2%到4%。有稀土確實很好,但它們對于汽車的電動化過程并不是必不可少的。”
在無法取代稀土的領域,通用汽車進行了其它方式的調整。其電動汽車允許磁鐵規格有部分偏差,因為能夠節約材料的稀土磁鐵新生產方法可能沒那么精確。盡管如此,美國領先稀土研究中心艾姆斯國家實驗室(AmesLaboratory)主任亞歷克斯.金(AlexKing)表示,在某些領域,很難找到稀土的替代品。他舉例說,銪具有一種特殊的原子結構,使其能夠生成電視熒屏中的紅色。
“天沒有塌下來,但問題確實存在,”阿諾德磁鐵技術公司(Arnold Magnetic Technologies)技術主管史蒂夫.康斯坦丁尼德斯(Steve Constantinides)表示。他說,價格方面的不確定性,意味著企業們不知道未來的產品應該押注于哪種技術。
其它問題包括,專業科學家的匱乏和基礎材料研究資金有限。美國政府計劃增加資金投入,但國會正在進行的預算之爭,已導致艾姆斯國家實驗室的數個新研究項目暫停。