Texas Menyediakan Model Untuk Baik pulih Rantaian Bekalan Yang Sangat Diperlukan

Emily Pickrell, Cendekia Tenaga UH

Cip semikonduktor semakin kecil sepanjang masa, tetapi krisis di sebalik bekalan yang mencukupi daripadanya telah cukup besar untuk menimbulkan persoalan tentang penghijauan masa depan Amerika. 

Cip memainkan peranan penting dalam segala-galanya daripada komputer hingga telefon pintar, tetapi ia juga penting dalam teknologi yang sepatutnya menggantikan pengetahuan bahan api fosil, terutamanya EV dan loji solar dan angin.

Memandangkan rantaian bekalan global telah bergelora - didorong oleh masalah di China dan wabak Covid - ia telah menekankan ketidakcukupan rantaian bekalan domestik kami. Salah satu faktor pengehad terbesar dalam pembuatan cip kita sendiri?

Bahan nadir bumi yang diperlukan.

Unsur nadir bumi ialah nama yang tertera di carta kimia sekolah menengah – nombor atom 57 hingga 71 (lantanida), ditambah skandium dan yttrium.

Unsur-unsur ini mempunyai sifat konduktif atau magnet yang sesuai untuk produk berteknologi tinggi yang berbeza, termasuk semikonduktor.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Amerika Syarikat telah mengimport kebanyakan unsur nadir buminya, atau REE - dengan 80% datang dari China. Sebilangan besar pembuatan cip mikropemproses sebahagian besarnya telah dipindahkan ke lokasi yang lebih murah di luar negara, terutamanya Asia. REE tidak terhad di seluruh dunia, tetapi ia sukar untuk diekstrak. Ini kerana bijih mereka teroksida dengan cepat. Kesukaran dalam perlombongan juga bermakna lombong ini kerap menyebabkan pencemaran air dan tanah yang meluas.

Maju pantas ke 2020, dan lonjakan dalam permintaan untuk komputer dan cip mikro - didorong oleh gangguan bekalan dan peningkatan mendadak pejabat rumah - menyerlahkan rantaian bekalan semikonduktor.

Peningkatan pengkomputeran semua kenderaan baharu telah menjadikan sektor automotif terdedah kepada masalah rantaian bekalan ini. Kekurangan itu mendatangkan malapetaka kepada industri auto tahun lepas: Ford, Jaguar Land Rover, Volkswagen, General Motors, Nissan, Daimler, BMW dan Renault menutup kilang atau mengurangkan pengeluaran, memetik ketiadaan cip.

Dan kekurangan itu boleh menjadi lebih teruk. Pentadbiran Biden telah menetapkan matlamat perkongsian jualan EV sebanyak 50% menjelang 2030. Kenderaan elektrik, kedua-dua kenderaan hibrid dan bateri, memerlukan REE untuk motor elektrik yang diperlukan dalam kenderaan ini. Mencapai sasaran jualan EV ini mungkin memerlukan rantaian bekalan REE domestik yang kukuh, terutamanya jika negara berhasrat untuk memanfaatkan semua pelaburan hijaunya dari segi ekonomi. 

Namun banyaknya bahan nadir bumi di tempat seperti Vietnam, Rusia, Australia dan Brazil tidak bermakna AS tidak mempunyai sumber sendiri yang mencukupi - jauh daripada itu. Texas, California, Minnesota, Wyoming dan Alaska semuanya mempunyai bekalan penting mineral nadir bumi.

Malah sebelum krisis akut ini, kedua-dua pentadbiran Trump dan Biden membina kempen mereka berdasarkan janji untuk memulihkan pembuatan domestik, dan telah menumpukan pada keperluan untuk membina rantaian bekalan ini.

Perintah eksekutif Presiden Trump 2020 yang mengisytiharkan darurat negara dalam industri perlombongan menganggarkan perbelanjaan kerajaan sehingga $1.75 bilion untuk unsur nadir bumi dalam peluru dan peluru berpandu dan $350 juta untuk mikroelektronik.

Pentadbiran Biden telah membina pembangunan rantaian bekalan ini, menggalakkan pengeluaran mineral nadir bumi kritikal dalam perundangan infrastruktur.

Sama ada dan berapa cepat AS boleh berbuat demikian untuk memenuhi jangkaan lonjakan dalam permintaan adalah persoalan lain.

Sepuluh hingga 15 tahun adalah anggaran masa yang lebih munasabah untuk projek perlombongan dan logam tradisional mula beroperasi, menurut Michelle Michot Foss, seorang felo dalam Tenaga, Mineral & Bahan di Institut Baker di Universiti Rice. Foss memberi keterangan tahun lepas di hadapan Kongres mengenai pertimbangan rantaian bekalan untuk penyahkarbonan pengangkutan.

"Untuk perlombongan bawah tanah, yang jauh lebih mahal, siapa tahu masa yang akan diambil," kata Foss. "Terdapat projek di pelbagai tempat - termasuk AS dan Kanada - yang masih belum dapat dilihat, berjalan selama 15-20 tahun. Nikel, platinum/paladium, nadir bumi – ia sangat sukar.” 

Sementara itu, Texas cuba membuat contoh sendiri, menunjukkan bagaimana pembangunan rantaian bekalan nadir bumi mungkin berfungsi.

Pegawai negerinya telah menyokong idea pembangunan rantaian bekalan itu sebagai keutamaan, baik untuk pemain kerajaan dan swasta.

"Ini adalah isu peningkatan minat di Texas, yang menerajui negara dalam pengeluaran tenaga," kata Glenn Hamer, Ketua Pegawai Eksekutif Persatuan Perniagaan Texas. “Sebahagian daripada mengekalkan kemerdekaan itu bermakna memastikan kita mempunyai rantaian bekalan yang betul, sama ada di dalam negara atau melalui rakan-rakan kita di peringkat antarabangsa.”

Negeri itu memetakan rancangan khusus untuk membangunkan deposit nadir buminya secara agresif, dalam laporan November 2021. 

Dan negeri mempunyai sifat untuk melaksanakan rancangan itu. Peraturan yang agak mesra perlombongan, infrastruktur yang baik dan insentif cukai telah membantu menggalakkan syarikat seperti USA Rare Earth untuk menubuhkan kedai. USA Rare Earth merancang untuk memulakan melombong nadir bumi tertentu di atas 950 ekar milik kerajaan di Sierra Blanca di Texas Barat menjelang 2023. Syarikat itu merancang untuk memproses nadir bumi di tapak dan menjangkakan lombong itu menghasilkan 16 atau 17 unsur nadir bumi. (Pada masa ini, hanya satu lombong domestik lain yang wujud di San Bernardino, California.)

Texas juga cuba mewujudkan tapak pemprosesan nadir bumi yang diperlukan - segmen industri perlombongan yang kini dikuasai oleh China. Satu syarikat yang berpangkalan di Texas, Blue Line, telah menerima pembiayaan persekutuan untuk kemudahan memisahkan nadir bumi di Hondo, Texas. Mineral nadir bumi akan datang daripada rakan kongsi Australia Lynas Rare Earths Ltd.

Negeri Lone Star juga menganjurkan salah satu kemudahan pertama untuk mengitar semula unsur nadir bumi daripada sisa elektronik, Urban Mining Co yang berpangkalan di San Marcos. Syarikat itu mempunyai kontrak Jabatan Pertahanan untuk program perintis kecil yang bertujuan untuk menuai nadir bumi yang boleh digunakan. elemen.

Texas berharap untuk melakukan yang baik dengan melakukan kebaikan. Ia percaya ia akan menarik lebih banyak syarikat dengan barisan pengeluaran yang memerlukan hartanah nadir bumi ini, lebih baik untuk mewujudkan lebih banyak pekerjaan dan mengembangkan ekonominya.

Sebahagian daripada ini nampaknya sudah berlaku.

Samsung mengumumkan rancangannya untuk melabur $17 bilion dalam kilang cip Texas pada November ini, memetik infrastruktur sebagai salah satu sebab lokasi tersebut. Tesla membuat rancangan rasmi untuk memindahkan ibu pejabatnya ke Texas pada bulan Oktober. Ia merancang pelaburan $1 bilion, kerana ia terus mengembangkan pengeluaran EV di negeri ini.

Jelas sekali, rantaian bekalan Texas yang baru lahir ini tidak cukup untuk memenuhi permintaan AS yang semakin meningkat untuk kerepek dan REE yang mereka perlukan. Namun, ia adalah satu petanda yang menggalakkan bahawa kita mungkin tersedar daripada khayalan bahawa proses pembuatan utama di luar pesisir tidak mempunyai akibat.

"Ia adalah kemajuan yang goyah, tetapi sekurang-kurangnya ia menuju ke suatu tempat," kata Margaret Kidd, pengarah program Rantaian Bekalan dan Teknologi Logistik di Universiti Houston. "Texas tidak akan menyelesaikan masalah rantaian bekalan seluruh negara kita untuk kerepek, tetapi ia adalah langkah positif."

Dengan anggaran bahawa ia akan mengambil 25 kali ganda bekalan nadir bumi semasa kami untuk mencapai ekonomi hijau 2050 Biden, ia tidak boleh datang terlalu cepat.

Emily Pickrell adalah wartawan tenaga veteran, dengan pengalaman lebih dari 12 tahun merangkumi segalanya dari ladang minyak hingga dasar perindustrian hingga yang terbaru mengenai undang-undang perubahan iklim Mexico. Emily telah melaporkan masalah tenaga dari seluruh AS, Mexico dan United Kingdom. Sebelum kewartawanan, Emily bekerja sebagai penganalisis dasar untuk Pejabat Akauntabiliti Kerajaan AS dan sebagai juruaudit organisasi bantuan antarabangsa, CARE. 

UH Energy adalah hab University of Houston untuk pendidikan tenaga, penyelidikan dan inkubasi teknologi, yang berusaha untuk membentuk masa depan tenaga dan menjalin pendekatan perniagaan baru dalam industri tenaga.