Nadir toprak elementleri endüstri için, baharatların yemek pişirmedeki önemi gibidir. Onlar olmadan, enerji geçişi için tarifler daha az başarılıdır. Çünkü metaller örneğin rüzgar türbinleri ve elektrikli arabaların önemli bileşenlerinde bulunuyor.
Ancak şimdiye kadar, nadir toprak elementlerinin çıkarılması genellikle çevre pahasına kirli bir işti. Çin hala dünya pazarına hakim ve ihracat ve fiyatlar söz konusu olduğunda üstünlüğe sahip. Bunun değişmesi için ne olması gerekiyor?
Nadir toprak elementleri nelerdir?
Yeryüzünde saf halde bulunmayan gümüş renkli ve nispeten yumuşak metallerdir. Maden cevherlerinden karmaşık, çok aşamalı bir süreçte çıkarılmaları gerekir. Nihai ürünlere nadir toprak oksit ve nadir toprak metali denir. Nadir toprak elementleri, periyodik tablonun üçüncü grubunun kimyasal elementlerinden oluşur: skandiyum, itriyum ve lantan. Grup ayrıca lantanı takip eden 14 elementi, lantanitleri içerir: seryum, praseodimyum, neodimyum, prometyum, samaryum, öropiyum, gadolinyum, terbiyum, disprosyum, holmiyum, erbiyum, tülyum, iterbiyum ve lutesyum.
Bugüne kadar tahmini 200 kadar nadir toprak mineralinden sadece birkaçı çıkarıldı. Cevherlerdeki metallerin konsantrasyonu karlılık için belirleyicidir. Genellikle diğer kullanılabilir maddelerle birlikte çıkarılırlar – örneğin fosfor.
Nadir elementler neden önemlidir?
Son zamanlarda, enerji geçişi, nadir toprak elementlerini tartışmaya giderek daha fazla getirdi. Çünkü metaller, örneğin yüksek performanslı rüzgar türbinlerinin, elektrik motorlarının ve enerji tasarruflu lambaların yapımında kullanılan bileşenlerdir. Ancak sabit disklerde, düz ekran televizyonlarda, lazerlerde ve fiber optik kablolarda da bulunurlar. Tıpta, X-ışını teknolojisinde ve manyetik rezonans görüntülemede rol oynarlar. Son olarak, silah endüstrisinin de bunlara ihtiyacı var.
Nadir toprak elementleri nerede bulunur?
Metaller yeryüzünde nadir değildir, bazıları bakır veya kurşundan bile daha yaygındır. Bununla birlikte, yeterince yüksek konsantrasyona sahip büyük cevher yatakları nadirdir. En son US Geological Survey’e göre, 2022 için en büyük üreticiler Çin (210.000 ton), ardından ABD (43.000 ton) ve Avustralya (18.000 ton) geliyor. Diğerlerinin yanı sıra Rusya, Tayland, Myanmar, Hindistan, Vietnam, Madagaskar, Brezilya ve Kanada’da başka madenler var. Grönland’da – buzun erimeye başladığı bölgelerde karlı mevduatlardan şüpheleniliyor.
AB’de mevduat var mı?
Ocak ayında İsveç, ülkenin kuzeyindeki Kiruna maden bölgesinde önemli bir uygun cevher bulduğunu bildirdi. Devlet maden işletmecisine göre, onay prosedürleri ve testler 10 ila 15 yıl daha sürebilir. Bir milyon tondan fazla nadir toprak oksit miktarının, elektrik motorları ve rüzgar türbinleri için kalıcı mıknatıs üretimine yönelik gelecekteki AB talebinin büyük bir bölümünü karşılamaya yeterli olduğu tahmin edilmektedir.
Almanya’da, Saksonya’daki olaylar bilinmektedir. Delitzsch-Storkwitz yatak bölgesi yaklaşık on yıldır bilimsel olarak araştırılmaktadır. Bununla birlikte, şimdiye kadar cevherdeki metallerin konsantrasyonu, ekstraksiyon için karlı olamayacak kadar düşük kabul edildi.
2023’ün ilk çeyreğinde AB Komisyonu, AB’nin çevre dostu teknolojiler için gerekli olan kritik hammadde tedarikini iyileştirmek amacıyla bir girişime karar vermek istiyor.
AB’de bir küçülme neden mantıklı olabilir?
Avrupa Komisyonu, nadir toprak elementlerini en yüksek tedarik riski taşıyan hammaddeler arasında saymaktadır. Tahminlere göre, küresel talep 2020’de 131.500 tondan 2030’da 188.300 tona çıkacak – eğer sadece rüzgar enerjisi ve elektrikli arabaların yardımıyla iklim hedeflerine ulaşmak için. Alman Ekonomik Araştırma Enstitüsü’nün (DIW) yaptığı bir analize göre, AB’nin nadir toprak elementi ithalatının yüzde 94’ü, başta Çin olmak üzere siyasi açıdan kritik ülkelerden geliyor. Madencilik ve işleme söz konusu olduğunda Halk Cumhuriyeti dünya pazarını elinde tutuyor. O zamandan beri madenciliği bırakan ABD, yine Çin tekeli nedeniyle, o zamandan beri işin kendisine geri döndü. Avustralya, üretimini büyük ölçüde genişletmeyi planlıyor.
Çıkarmanın riskleri nelerdir?
Alman Federal Yer Bilimleri Enstitüsü, nadir toprak elementlerinin kademeli olarak çıkarılması ve işlenmesindeki olası tehlikeleri listeler. Bunlar, diğer şeylerin yanı sıra, madencilik sırasında toksik toz ve radyoaktif kalıntıların gelişimini içerir, çünkü çıkarılan cevherde uranyum ve toryum kimyasal elementleri de oluşabilir. Daha sonraki işlemler sırasında, kükürt içeren egzoz gazlarının yanı sıra radyoaktif kalıntılar ve ağır metaller içeren kalıntılar ortaya çıkabilir. Rafinasyon, yüksek doğrudan sera gazı emisyonları ile sonuçlanır. Ayrıca, tüm süreç boyunca çok fazla su ve elektriğe ihtiyaç duyulur. Bergakademie Freiberg Teknik Üniversitesi’nden Urs Peuker, “belirli bir risk potansiyeli” olduğunu yazıyor. “Ve bunu mutlaka ülkede istemiyorsun.”
Halihazırda hangi çevresel zarar meydana geldi?
Çevresel düzenlemelerin olmaması nedeniyle çok büyüktüler. Uzun bir süre, nadir toprak elementlerinin çıkarılması veya işlenmesinin kirli kısmı, Çin gibi daha düşük çevre standartlarına sahip ülkelere bırakıldı. Alman Federal Çevre Ajansı (UBA) tarafından yapılan bir araştırmaya göre, İç Moğolistan’daki en büyük maden olan Bayan Obo’nun yakınında akciğer kanseri vakalarında artış oldu. Önlem alınmaması nedeniyle zehirli maddeler de nehirlere, yer altı sularına ve toprağa karışmıştır.
Bir UBA raporuna göre, Kaliforniya’daki ABD Mountain Pass madenindeki boru hatlarındaki sızıntılar, sızıntı ve atık havuzlarının yetersiz sızdırmazlığı, 1990’lara kadar seyrek nüfuslu bölgede yeraltı sularının tuzlanmasına ve toksik ve radyoaktif kirlenmeye yol açtı. O zamandan beri, maden sahasının rehabilitasyonu ve modernizasyonu için 20 milyon dolardan fazla (şu anda yaklaşık 19 milyon avro) aktı. Açık ocak madenciliğinde doğanın aşırı kullanımından neredeyse kaçınılamaz: Tüm madenler ay manzaralarına benzer.
Çevresel ve sosyal açıdan uyumlu kullanım için neler gereklidir?
Yerbilimcilerin bakış açısından, cevherlerin çıkarılması ve daha fazla işlenmesi ile ilgili olarak, nadir toprak elementleri ithal edilirken çevrenin korunması önemli bir rol oynamalıdır. Olasılıklardan biri, yasa dışı madenciliği de engelleyebilecek belgelendirmedir. Çevreyle uyumlu yeni tesisler çok paraya mal olur ve muhtemelen sadece devlet desteği ile mümkündür. Avustralya’da çevre dostu iki aşamalı bir arıtma tesisi için 550 milyon ABD dolarına kadar bir paranın bir araya geleceği tahmin ediliyor.
Politika ve iş dünyası ne yapmalı?
Diğer şeylerin yanı sıra DIW, Hindistan ve Brezilya gibi daha az siyasi kaygı taşıyan madencilik ülkelerine çevre dostu finansman ve ticaret engellerini kaldırarak yardım edilmesini öneriyor. AB’den gelen talepleri bir araya getirmek de mantıklıdır. Ayrıca, AB’deki asgari rezervler dikkate değerdir. Geliştirilmiş geri dönüşüm, uzun vadede de etkili olabilir. Federal Yerbilimleri Enstitüsü’ne göre nadir toprak elementlerinin üretilmesi için harcanan çabaya rağmen, bunların yeri doldurulamaz. Metaller ağırlıklı olarak açık deniz rüzgar türbinlerinde ve elektrik motorlarında kullanıldığından, enerji geçişine olan olumlu katkıları tüm yaşam döngüsünden daha ağır basar.
