Տեխասը մոդել է տրամադրում խիստ անհրաժեշտ մատակարարման շղթայի կապիտալ վերանորոգման համար

Էմիլի Պիկրել, UH էներգետիկ գիտնական

Կիսահաղորդչային չիպերն անընդհատ փոքրանում են, բայց դրանց բավականաչափ մատակարարման հետևանքով առաջացած ճգնաժամը բավական մեծ է եղել Ամերիկայի ապագա կանաչապատման վերաբերյալ հարցեր առաջացնելու համար: 

Չիպերը առանցքային դեր են խաղում ամեն ինչում՝ համակարգչից մինչև սմարթ հեռախոսներ, բայց դրանք նաև կարևոր են տեխնոլոգիայի մեջ, որը պետք է փոխարինի հանածո վառելիքի նոու-հաուին, հատկապես EV-ներին և արևային և հողմային կայաններին:

Քանի որ մատակարարման գլոբալ շղթաները խռովել են՝ պայմանավորված Չինաստանի խնդիրներով և Covid-ի համաճարակի պատճառով, դա ընդգծեց մեր ներքին մատակարարման շղթայի անբավարարությունը: Փոխարենը մեր սեփական չիպերի արտադրության ամենամեծ սահմանափակող գործոններից մեկը:

Պահանջվող հազվագյուտ հողային նյութեր:

Հազվագյուտ երկրային տարրերը հենց ավագ դպրոցի քիմիայի աղյուսակից դուրս գտնվող անուններ են՝ 57-ից 71 ատոմային թվեր (լանթանիդներ), գումարած սկանդիում և իտրիում:

Այս տարրերն ունեն հաղորդիչ կամ մագնիսական հատկություններ, որոնք իդեալական են տարբեր բարձր տեխնոլոգիական արտադրանքների, ներառյալ կիսահաղորդիչների համար:

Վերջին տարիներին Միացյալ Նահանգները ներմուծել է իր հազվագյուտ հողային տարրերի մեծ մասը կամ REE-ները, որոնց 80%-ը գալիս է Չինաստանից: Միկրոպրոցեսորային չիպերի արտադրության մեծ մասը հիմնականում տեղափոխվել է ավելի էժան վայրեր արտասահմանում, հատկապես Ասիայում: REE-ները քիչ չեն ամբողջ աշխարհում, բայց դրանք դժվար է հանել: Դա պայմանավորված է նրանով, որ դրանց հանքաքարերը արագ օքսիդանում են: Հանքարդյունաբերության դժվարությունը նաև նշանակում է, որ այս հանքերը հաճախ առաջացնում են ջրի և հողի մեծ աղտոտում:

Դեպի 2020 թվականը, և համակարգիչների և միկրոչիպերի պահանջարկի աճը, որը պայմանավորված է մատակարարման խափանումներով և տնային գրասենյակների կտրուկ աճով, խռպոտեց կիսահաղորդիչների մատակարարման շղթան:

Բոլոր նոր մեքենաների համակարգչայինացման ավելացումը ավտոմոբիլային ոլորտը խոցելի է դարձրել մատակարարման շղթայի այս խնդիրների նկատմամբ: Անցյալ տարի պակասը ավերածություններ առաջացրեց ավտոարդյունաբերության մեջ. Ford-ը, Jaguar Land Rover-ը, Volkswagen-ը, General Motors-ը, Nissan-ը, Daimler-ը, BMW-ն և Renault-ը փակեցին գործարանները կամ կրճատեցին արտադրությունը՝ պատճառաբանելով չիպերի անհասանելիությունը:

Իսկ դեֆիցիտը հեշտությամբ կարող է ավելի վատանալ: Բայդենի վարչակազմը սահմանել է 50% EV վաճառքի բաժնետոմս մինչև 2030 թվականը: Էլեկտրական մեքենաները, ինչպես հիբրիդային, այնպես էլ մարտկոցներով մեքենաները, պահանջում են REE այս մեքենաների համար անհրաժեշտ էլեկտրական շարժիչների համար: EV վաճառքի այս նպատակներին հասնելը, հավանաբար, կպահանջի հզոր ներքին REE մատակարարման շղթա, հատկապես, եթե երկիրը մտադիր է տնտեսապես շահել իր ողջ կանաչ ներդրումները: 

Այնուամենայնիվ, հազվագյուտ հողային նյութերի առատությունը այնպիսի վայրերում, ինչպիսիք են Վիետնամը, Ռուսաստանը, Ավստրալիան և Բրազիլիան, չի նշանակում, որ ԱՄՆ-ն չունի իր բավարար ռեսուրսները՝ հեռու: Տեխասը, Կալիֆորնիան, Մինեսոտան, Վայոմինգը և Ալյասկան բոլորն ունեն հազվագյուտ հողային հանքանյութերի զգալի պաշարներ:

Նույնիսկ այս սուր ճգնաժամից առաջ, և՛ Թրամփի, և՛ Բայդենի վարչակազմերը կառուցեցին իրենց արշավները ներքին արտադրությունը վերականգնելու խոստումների վրա և կենտրոնացան այս մատակարարման շղթաների ստեղծման անհրաժեշտության վրա:

Նախագահ Թրամփի 2020 թվականի գործադիր հրամանը, որով ազգային արտակարգ դրություն էր հայտարարվել հանքարդյունաբերության ոլորտում, նախատեսում էր կառավարության ծախսերը մինչև 1.75 միլիարդ դոլար՝ ռազմամթերքի և հրթիռների հազվագյուտ հողային տարրերի և 350 միլիոն դոլար միկրոէլեկտրոնիկայի համար:

Բայդենի վարչակազմը հիմնվել է այս մատակարարման շղթայի զարգացման վրա՝ խրախուսելով ենթակառուցվածքների օրենսդրության մեջ կարևոր հազվագյուտ հողային օգտակար հանածոների արտադրությունը:

Արդյո՞ք և որքան արագ ԱՄՆ-ը կարող է դա անել պահանջարկի ակնկալվող աճը բավարարելու համար այլ հարց է:

Ռայսի համալսարանի Բեյքերի ինստիտուտի Էներգետիկայի, հանքանյութերի և նյութերի գծով փորձագետ Միշել Միշոտ Ֆոսը ասում է, որ տասը-15 տարին ավելի խելամիտ ժամկետ է ավանդական հանքարդյունաբերության և մետաղական նախագծերի գործարկման համար: Անցյալ տարի Ֆոսը վկայեց Կոնգրեսի առջև տրանսպորտի ածխաթթվացման վերաբերյալ մատակարարման շղթայի նկատառումների մասին:

«Ստորգետնյա հանքարդյունաբերության համար, որը շատ ավելի թանկ է, ով գիտի, թե ում ժամանակ կպահանջվի», - ասաց Ֆոսը: «Տարբեր վայրերում կան նախագծեր, այդ թվում՝ ԱՄՆ-ում և Կանադայում, որոնք դեռ պետք է լույս տեսնեն՝ շարունակելով 15-20 տարվա ջանքերը: Նիկել, պլատին/պալադիում, հազվագյուտ հողեր. դա իսկապես կոշտ է»: 

Մինչդեռ Տեխասը փորձում է օրինակ բերել իրեն՝ ցույց տալով, թե ինչպես կարող է աշխատել հազվագյուտ հողերի մատակարարման շղթայի զարգացումը:

Նրա պետական ​​պաշտոնյաները համախմբվել են նման մատակարարման շղթայի զարգացման գաղափարի ետևում, որպես առաջնահերթություն, ինչպես կառավարության, այնպես էլ մասնավոր խաղացողների համար:

«Սա Տեխասի նկատմամբ աճող հետաքրքրության խնդիր է, որը երկրին առաջնորդում է էներգիայի արտադրության մեջ», - ասում է Տեխասի բիզնեսի ասոցիացիայի գործադիր տնօրեն Գլեն Համերը: «Այդ անկախությունը պահպանելու մի մասը նշանակում է ապահովել, որ մենք ունենք ճիշտ մատակարարման շղթաներ՝ կա՛մ ներքին, կա՛մ միջազգային մեր ընկերների միջոցով»:

2021 թվականի նոյեմբերի զեկույցում պետությունը մշակել է իր հազվագյուտ հողերի հանքավայրերի ագրեսիվ զարգացման հատուկ ծրագրեր: 

Եվ պետությունն ունի այն ատրիբուտները, որ կարողանա այդ ծրագիրը կյանքի կոչել։ Համեմատաբար օգտակար կանոնակարգերը, լավ ենթակառուցվածքը և հարկային արտոնությունները արդեն օգնել են խրախուսել այնպիսի ընկերություններին, ինչպիսին USA Rare Earth-ն է, սկսել խանութներ: ԱՄՆ Rare Earth-ը նախատեսում է մինչև 950 թվականը սկսել որոշ հազվագյուտ հողերի արդյունահանում 2023 ակր պետական ​​սեփականություն հանդիսացող Սիերա Բլանկայում, Արևմտյան Տեխասում: Ընկերությունը նախատեսում է մշակել հազվագյուտ հողերը տեղում և ակնկալում է, որ հանքը կարտադրի 16 կամ 17 հազվագյուտ հողային տարրեր: (Ներկայումս միայն մեկ այլ կենցաղային հանք կա Սան Բերնարդինոյում, Կալիֆորնիա):

Տեխասը նաև փորձում է ստեղծել հազվագյուտ հողերի մշակման անհրաժեշտ վայրեր՝ հանքարդյունաբերության մի հատված, որը ներկայումս գերակշռում է Չինաստանը: Տեխասի նման ընկերություններից մեկը՝ Blue Line-ը, դաշնային ֆինանսավորում է ստացել Տեխաս նահանգի Հոնդո քաղաքում հազվագյուտ հողերի առանձնացման հաստատության համար: Հազվագյուտ հողային օգտակար հանածոները կստանան իր ավստրալիացի գործընկեր Lynas Rare Earths Ltd.

Lone Star նահանգը նաև հյուրընկալում է էլեկտրոնային թափոններից հազվագյուտ հողային տարրերի վերամշակման առաջին հաստատություններից մեկը՝ Սան Մարկոսում գտնվող Urban Mining Co-ն: տարրեր.

Տեխասը հույս ունի լավ անել՝ լավ անելով: Այն կարծում է, որ այն ավելի շատ ընկերությունների կգրավի արտադրական գծերով, որոնք պահանջում են այս հազվագյուտ հողային հատկությունները, այնքան ավելի լավ է ստեղծել ավելի շատ աշխատատեղեր և զարգացնել իր տնտեսությունը:

Դրանցից մի քանիսը կարծես արդեն տեղի են ունենում:

Samsung-ը հայտարարեց այս նոյեմբերին Տեխասի չիպերի գործարանում 17 միլիարդ դոլար ներդնելու իր պլանների մասին՝ նշելով ենթակառուցվածքները որպես տեղակայման պատճառներից մեկը: Tesla-ն հոկտեմբերին պաշտոնականացրել է իր գլխավոր գրասենյակը Տեխաս տեղափոխելու իր ծրագրերը: Այն ծրագրում է 1 միլիարդ դոլարի ներդրում, քանի որ շարունակում է ընդլայնել EV-ի արտադրությունը նահանգում:

Ակնհայտ է, որ այս նորածին տեխասյան մատակարարման շղթան գրեթե բավարար չէ չիպերի և նրանց պահանջվող REE-ների ԱՄՆ աճող պահանջարկը բավարարելու համար: Այնուամենայնիվ, դա հուսադրող նշան է, որ մենք կարող ենք արթնանալ այն մոլորությունից, որ հիմնական արտադրական գործընթացների օֆշորավորումը հետևանքներ չի ունենում:

«Դա տատանվող առաջընթաց է, բայց գոնե ինչ-որ տեղ է գնում», - ասում է Մարգարեթ Քիդը, Հյուսթոնի համալսարանի մատակարարման շղթայի և լոգիստիկ տեխնոլոգիաների ծրագրի տնօրենը: «Տեխասը չի պատրաստվում լուծել մեր ամբողջ երկրի մատակարարման շղթայի խնդիրները չիպերի համար, բայց դա դրական քայլ է»:

Հաշվարկների համաձայն, որ 25 թվականին Բայդենի կանաչ տնտեսությանը հասնելու համար կպահանջվի մեր ներկայիս հազվագյուտ հողերի մատակարարման 2050 անգամ, դա չի կարող շատ շուտ գալ:

Էմիլի Պիկրել վետերան էներգետիկ լրագրող է, ունի ավելի քան 12 տարվա փորձ՝ լուսաբանելով ամեն ինչ՝ նավթի հանքավայրերից մինչև արդյունաբերական ջրային քաղաքականություն մինչև կլիմայի փոփոխության վերաբերյալ Մեքսիկայի ամենավերջին օրենքները: Էմիլին զեկուցել է էներգետիկ խնդիրների մասին ԱՄՆ-ից, Մեքսիկայից և Միացյալ Թագավորությունից: Մինչ լրագրությունը, Էմիլին աշխատել է որպես քաղաքականության վերլուծաբան ԱՄՆ կառավարության հաշվետվողականության գրասենյակում և որպես աուդիտոր միջազգային օգնության կազմակերպության՝ CARE-ում: 

UH Energy- ը Հյուսթոնի համալսարանի հանգույցն է էներգետիկ կրթության, հետազոտությունների և տեխնոլոգիաների ինկուբացիայի համար, աշխատում է էներգետիկ ապագան ձևավորելու և էներգետիկ արդյունաբերության նոր բիզնես մոտեցումներ ստեղծելու ուղղությամբ: