Een exclusief clubje van 17 chemische elementen wordt jaar na jaar belangrijker voor onze technologische maatschappij en vormt de inzet van bittere disputen.
Het gaat over 17 metalen, die al van oudsher bekendstaan als ‘zeldzame aarden’ of ook ‘zeldzame aardmetalen’. Zo dadelijk gaan we zien dat ze in het geheel niet zeldzaam zijn en dus een andere benaming hadden moeten hebben. Maar ja, een walvis is ook geen vis en een zeekomkommer is geen komkommer.
De zeldzame aarden (ZA) hebben exotisch klinkende namen zoals yttrium, praseodymium of gadolinium, er is zelfs een europium bij. Ze vormen de ruggengraat van onze gsm’s, lasers maar spelen ook een onmisbare rol voor het maken van ‘heel) sterke magneten of als katalysatoren in de olie-industrie.
De verwantschap tussen de ZA is toet te schrijven aan overeenstemmingen qua atoomstructuur en daarom vormen ze een hecht aaneengesloten groep, zie de grijze pijl in bovenstaande grafiek.
Uit deze grafiek blijkt, dat de ZA helemaal niet zeldzaam zijn: in de aardkorst zitten evenveel ZA als bij voorbeeld koper of zink. En van het zeldzaamste ZA-metaal, lutetium, is in de natuur nog altijd 200 maal meer voorradig dan goud.
Enkel het feit dat ze voorkomen in een grote ‘verdunning’ verklaart het woord ‘zeldzaam’ in hun naam. Om bij koper te blijven: de ertsen daarvan bevatten tot 10%, soms meer, kopermetaal. Bij de ZA gat het om fracties van percenten. Ze zijn als het ware ‘verborgen’ en lijken daardoor zeldzaam.
In de natuur komen ZA dikwijls voor samen met andere delfstoffen zoals koper, goud, uranium, fosfaten en ijzer. De voornaamste ZA-houdende mineralen zijn bastnäsiet en monaziet, dat we ook kennen als bron van thorium, de potentiële veilige en zuinige vervanger van uranium als splijtstof.
De tabel hierboven geeft meer details over het gebruik van ieder van de ZA individueel en hieruit blijkt eens te meer het belang van dit 17-tal. Daarenboven zijn er ook militaire toepassingen en dat is de reden van zenuwachtigheid langs de zijde van de grootgebruikers zoals de VS, die zich momenteel in een afhankelijke positie bevinden t.o.v. leverancier China. Hierop komen we zo dadelijk terug.
Uit bovenstaande grafiek blijkt overduidelijk de machtspositie van China, dat in 2011 goed was voor de productie van 130.000 ton ZA, zijnde 97,3% van de wereldtotaal. Maar de vraag naar ZA was in datzelfde jaar 136.000 ton, zodat meer dan 2.400 ton gevonden moest worden in eerder aangelegde stocks.
Experts verwachten dat tegen 2015 de vraag zal gestegen zijn tot 185.000 à 210.000 ton per jaar. China maakt zich sterk dat het tegen 2015 zijn productie kan opdrijven tot 140.000 ton per jaar, ruim onvoldoende om te beantwoorden aan de verwachte vraag. Bovendien ziet China zijn binnenlandse vraag toenemen van 73.000 ton in 2011 naar 111.000 à 130.000 ton in 2015. Als deze verwachtingen waar zouden worden, ontstaat er een torenhoog probleem rond de beschikbaarheid van ZA.
In bovenstaande grafiek tonen we het belang van de diverse toepassingen van de ZA anno 2011. Tegen 2015 zouden katalysatoren, fosfors en glas iets afnemen in belang, maar zouden magneten, legeringen, ceramiek en polijstmiddelen nog meer inzet van ZA eisen.
Het enige antwoord op deze situatie zal moeten zijn, dat de bestaande reserves aangesproken worden, niet alleen bij de ‘monopolist’ China maar ook en vooral elders.
Dit brengt ons bij de toestand van de wereldreserves. China neemt het voortouw met 55 miljoen ton, ofwel 48% van het totaal. Maar ook het GOS (Rusland + vroegere Sovjetstaten) en de VS laten zich niet onbetuigd.
Voortgaande op deze cijfers lijkt er geen vuiltje aan de lucht: start de productie van ZA in bij voorbeeld de VS, het GOS of Australië. Maar er is evenwel een probleem, inherent aan de basiskarakteristiek van de ZA. Doordat ze in zulke lage concentraties voorkomen, vraagt het veel tijd om de ertsen te ontginnen, zodat het jaren kan duren, vooraleer behoorlijke hoeveelheden ZA ter beschikking zijn.
Heel deze situatie mist natuurlijk zijn effect niet op de prijzen, zoals uit onderstaand overzicht blijkt.
In deze grafiek zijn de prijsevoluties van enkele veelgebruikte ZA samengebracht. We zien hier prijzen (Q4/2011) die gaan van ca 48 €/kg (ceriumoxide) tot ca 3.095 €/kg (europiumoxide). De evolutie van de prijzen tussen 2007 en eind 2011 toont sprongen van +436% (terbiumoxide) tot
+2291% (dysprosiumoxide). Hiermee wordt aangetoond dat de ZA onder druk van de dramatisch stijgende vraag op dramatisch duurder worden.
In bovenstaande tabel staan de bedrijven vermeld, die zich bezig houden met het winnen van ZA uit de ertsen. Hierbij nemen vooral Australische firma’s het voortouw. Over Chinese bedrijven hebben we geen info.
In het begin van dit artikel zegden we dat we zouden terugkomen op de rol van China in verband met de ZA. Onder druk van de nationale economische groei en de stijgende verbruikersvraag verhoogt China de productie van o.m. windturbines en consumentenelektronica. Daarom legt China beperkingen op voor de export van ZA, vooral de strategische metalen dysprosium, terbium, thulium, lutetium en yttrium. In de plaats daarvan wil China eindproducten gebaseerd op ZA fabriceren en op de wereldmarkt aanbieden. Op deze wijze wordt in China meerwaarde gecreëerd en werk verschaft. Maar het is nog niet duidelijk wanneer China die eindproducten zal klaar hebben en tegen welke prijs. Bovendien wil het Westen liever de metalen ter beschikking hebben om ze zelf te verwerken. Hierbij spelen bedrijfseconomische én militaire overwegingen een rol.
Ook aarzelt China niet om exportbeperkingen van ZA te gebruiken als drukkingsmiddel als er conflicten dreigen, zoals de twist rond de eilandjes in de Zuid-Chinese Zee. Het is trouwens niet de eerste keer dat China grondstoffen gebruikt als drukkingsmiddel, denk maar aan de exportbeperkingen in 2009 van bauxiet, cokes, magnesium, mangaan, zink en zo meer.
In maart 2012 heeft president Obama aangekondigd dat de VS de Wereldhandelsorganisatie gevraagd heeft om te bemiddelen in formele onderhandelingen met China over de handelsbeperkingen omtrent ZA.
Bij deze onderhandelingen zijn ook de EU en Japan betrokken.
Een jaar eerder (maart 2011) had de Amerikaanse overheid al bij de zg. multilaterale banken, waaronder de Wereldbank, aangedrongen om de goedkeuring van elke nieuwe financiering aan gevraagd door China te toetsen aan de Chinese politiek vis à vis de bereidheid van het leveren van ZA. De mate waarin genoemde banken gehoor geven aan deze oproep is reden voor bezorgdheid bij de USA en andere afnemers van ZA.
Wat ook reden is voor bezorgdheid, is het nieuws dat China massaal ZA aan het stockeren is om meerdere jaren te kunnen voorzien in de binnenlandse vraag. Ook Japan en Zuid-Korea zijn bezig magazijnen te vullen met tonnen ZA.
Dit alles leidt tot diverse maatregelen. Zo nemen de inspanningen toe om ZA te recupereren of het gebruik ervan te verminderen. Tevens is volop de research aan de gang om ZA te vervangen door andere metalen of specifieke legeringen. Maar snel gaat dit alles niet.
Eenvoudig is de situatie rond de ZA absoluut niet. Als de bevoorrading ervan niet op korte termijn kan worden gegarandeerd dan kunnen ZA wel eens blijken de achillespees te worden van de westerse economie.
Toen in 1879 de Zweed Lars Fredrick Nilson het eerste zeldzame aardmetaal (scandium) ontdekte, had hij nooit kunnen vermoeden dat omtrent wat hij catalogeerde als rariteiten zo’n 130 jaar zoveel heibel zou zijn.
Jan Van Besauw
Columnist voor USMarkets.nl