Elementos de tierras raras, explicados

Por Madeline Ruid el 13 de julio de 2023

A pesar de su nombre, los elementos de tierras raras (REE) son un grupo relativamente abundante de 17 elementos metálicos. De hecho, los tres REE más abundantes, cerio, lantano y neodimio, son más abundantes que el plomo.1 Las propiedades fluorescentes, conductoras y magnéticas de los REE los convierten en un componente esencial en más de 200 aplicaciones y productos, incluidas tecnologías digitales y limpias disruptivas. como los vehículos eléctricos (EV), la robótica y las turbinas eólicas.2,3 A medida que estas tecnologías se generalicen, esperamos que la demanda de REE aumente significativamente. Y, en nuestra opinión, las sólidas perspectivas de demanda, junto con los esfuerzos continuos para diversificar la cadena de suministro global de REE, pueden crear oportunidades de inversión atractivas en los próximos años.

Los 17 elementos de tierras raras consisten en las 15 series de lantánidos de la tabla periódica, así como el escandio y el itrio.5 Estos metales brillantes de color plateado a blanco plateado suelen ser maleables y exhiben propiedades especiales, lo que ayuda a explicar por qué pueden utilizarse en una gama de aplicaciones industriales. Por ejemplo, se pueden utilizar neodimio, disprosio, terbio y samario para crear algunos de los imanes más fuertes posibles. Llamados imanes permanentes de tierras raras, desempeñan un papel crucial en la conversión de energía eólica en electricidad.6 Estos imanes también son fundamentales para el rendimiento de la mayoría de los motores, robots y equipos de automatización de fábricas de vehículos eléctricos (EV). Los imanes de neodimio-hierro-boro (NeFeB), los imanes de tierras raras más potentes disponibles comercialmente, son los que más se utilizan en estas tecnologías.7

El europio, el itrio, el erbio y el neodimio son cuatro REE que tienen propiedades luminiscentes, lo que los hace útiles para tecnologías de consumo como televisores y teléfonos inteligentes.8,9 El cerio y el lantano tienen propiedades catalíticas y eléctricas que los hacen útiles en procesos químicos, catalizadores, y tecnologías de baterías.10 En resumen, la mayoría de las personas utilizan varias tecnologías que contienen REE todos los días.

En nuestra opinión, el uso de elementos de tierras raras en tantas tecnologías y productos crea una fuerte perspectiva de crecimiento de la demanda para la industria. Según una estimación, se prevé que la demanda de óxidos de tierras raras aumente de 171.300 toneladas métricas en 2022 a 238.700 toneladas métricas en 2030.11 El mayor uso de imanes de tierras raras como parte de las transiciones digitales y de energía limpia en curso crean los vientos de cola más importantes para REE crecimiento de la demanda. En 2021, los imanes representaron el 43,2 % de la demanda mundial de REE.12 Se prevé que la demanda de imanes de NdFeB crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta del 7,5 % entre 2023 y 2040.13

Es probable que estas transiciones continúen el claro cambio en el perfil de demanda de REE. La demanda se está alejando de los REE como el lantano y el cerio, que se utilizan en casos de uso más tradicionales, como procesos químicos, y avanzando hacia los REE utilizados en imanes, como el neodimio y el disprosio.

Algunas empresas de tecnologías limpias, en particular los productores de equipos de energía eólica y vehículos eléctricos, están buscando formas de reducir o incluso eliminar por completo los REE debido a sus posibles impactos ambientales y precios volátiles. En particular, durante el Día del Inversor anual de Tesla en marzo de 2023, Colin Campbell, vicepresidente de Ingeniería de Tren Motriz de Tesla, anunció que la futura unidad motriz de la compañía utiliza un motor de imán permanente de próxima generación que no utilizará ningún material de tierras raras.14 Campbell no ofreció más detalles o calendarios para la eliminación gradual.

En nuestra opinión, si los esfuerzos por reducir los REE por parte de Tesla y otras empresas de tecnología limpia resultan exitosos, creemos que aún debería tener un impacto relativamente limitado en la demanda de REE durante al menos los próximos años. En primer lugar, se prevé que las reducciones en el uso de tierras raras en los sistemas de energía eólica por megavatio de capacidad deberían ser superadas por el crecimiento de la capacidad general de energía eólica hasta 2030.15

En segundo lugar, creemos que el crecimiento de los vehículos eléctricos también podría superar la disminución del uso de REE en la industria de los vehículos eléctricos. Los imanes de tierras no raras para vehículos eléctricos aún no están ampliamente disponibles comercialmente y, en general, todavía tienen un costo considerable en términos de peso y eficiencia.16

Y en tercer lugar, esperamos que la importancia de los REE en la electrónica cotidiana y otras tecnologías limpias y digitales genere una demanda fuerte y diversificada durante muchos años. Actualmente, toda la industria de los vehículos eléctricos representa alrededor del 12 % de la demanda de imanes de tierras raras, y Tesla es responsable de un poco más del 2 %.17

Si bien los REE son relativamente abundantes en la corteza terrestre, a menudo no se encuentran en cantidades suficientes para operaciones mineras rentables. Además, separar y procesar REE puede resultar complicado y costoso. Esta dinámica hace que la cadena de suministro esté altamente concentrada en sólo un puñado de países.

China domina la cadena de suministro de REE, representando el 70% de la minería de REE, el 85% del procesamiento y el 92% de la producción de imanes de tierras raras.18,19 China también es responsable del 97% del suministro de REE reciclados.20 Por lo tanto, muchos de Las empresas de REE más grandes tienen su sede en China, incluidas China Northern Rare Earth Group, China Rare Earths & Technology Co. y Shenghe Resources Co.

El predominio de REE de China crea riesgos de interrupciones en el suministro y volatilidad de precios. En 2010, por ejemplo, China prohibió las exportaciones de REE a Japón durante dos meses y los precios se dispararon en medio de la interrupción del suministro.21 En abril de 2023, se informó que China podría prohibir las exportaciones de tecnología específica de imanes de tierras raras, lo que podría ser muy perturbador en el futuro. a corto plazo para las innumerables industrias que utilizan imanes REE.22

Sin embargo, estos riesgos también crean oportunidades de expansión para la industria de REE. Por ejemplo, MP Materials, con sede en Estados Unidos, está ampliando sus operaciones para convertirse en la única empresa de tierras raras totalmente integrada en América del Norte. La empresa, que representó aproximadamente el 15 % del suministro mundial de REE en 2021, está invirtiendo 700 millones de dólares para optimizar sus operaciones de procesamiento de REE y construir una planta de fabricación de metales, aleaciones e imanes de tierras raras.23,24 Una vez terminada, MP Materials debería tienen la capacidad de producir suficientes imanes para al menos 500.000 motores de tracción de vehículos eléctricos al año, de los cuales General Motors es un comprador.25 En otros lugares, Lynas Rare Earths, con sede en Australia, está ampliando sus esfuerzos de procesamiento en los Estados Unidos, Australia y Japón para satisfacer las necesidades futuras. demanda de REE.26,27,28

En el sector público, recientes iniciativas gubernamentales apuntan a apoyar el aumento de la oferta nacional de REE. En abril de 2023, la Comisión Europea aprobó una Ley de Materias Primas Críticas cuyo objetivo es garantizar el suministro futuro de 34 materias primas críticas de la UE, incluidas tierras raras.29 Los proyectos que califiquen pueden beneficiarse del acceso a financiación y plazos acelerados para la obtención de permisos.30 En diciembre de 2022 , el gobierno canadiense publicó una estrategia que apunta a aumentar el suministro de 31 minerales críticos, incluidos también los REE.31

En septiembre de 2022, la Administración Biden anunció una financiación de 156 millones de dólares procedente de la Ley de Empleo e Inversión en Infraestructura (IIJA) y la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) para apoyar el desarrollo por parte de Estados Unidos de una instalación única en su tipo para extraer y separar REE y minerales críticos de fuentes no convencionales, como desechos mineros.32 A principios de 2022, el Departamento de Defensa de EE. UU. (DoD) otorgó a MP Materials una financiación de 35 millones de dólares para diseñar y construir una instalación de procesamiento de REE pesados ​​en el sitio de producción de MP Materials en California. 33 En el momento del anuncio, el Departamento de Defensa había invertido más de 100 millones de dólares en mejorar la cadena de suministro nacional de REE.34 El IRA también incluye incentivos para construir cadenas de suministro nacionales de elementos de tierras raras.

Es probable que el crecimiento esperado en tecnologías como las turbinas eólicas, la robótica y los vehículos eléctricos genere un fuerte crecimiento de la demanda de elementos de tierras raras en los próximos años. Esta demanda, combinada con la actual dinámica de oferta y el creciente apoyo del sector público, puede beneficiar a las empresas de toda la cadena de valor de REE. En el proceso, creemos que los inversores pueden encontrar oportunidades atractivas en una industria que es fundamental para las transiciones digitales y de energía limpia en curso.

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1. Brunel (2022, 13 de septiembre). Cinco datos fascinantes sobre los metales de tierras raras.2. Instituto Americano de Geociencias. (Dakota del Norte). ¿Qué son las tierras raras y por qué son importantes? Consultado el 25 de mayo de 2023.3. Instituto de Historia de la Ciencia. (2020). La ciencia importa: el caso de los elementos de tierras raras.4. WSJ. (2023, 25 de abril). Estados Unidos quiere una cadena de suministro de tierras raras. He aquí por qué no será fácil.5. Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). (Dakota del Norte). Estadísticas e información sobre tierras raras. Consultado el 25 de mayo de 2023.6. Instituto de Historia de la Ciencia. (2020). La ciencia importa: el caso de los elementos de tierras raras.7. Fuente de imán avanzada. (Dakota del Norte). Imanes de neodimio NdFeB. Consultado el 25 de mayo de 2023.8. Instituto de Historia de la Ciencia. (2020). La ciencia importa: el caso de los elementos de tierras raras.9. Capitalista visual. (2021, 25 de agosto). Visualizando los metales críticos en un teléfono inteligente.10. Instituto de Historia de la Ciencia. (2020). La ciencia importa: el caso de los elementos de tierras raras.11. WSJ. (2023, 25 de abril). Estados Unidos quiere una cadena de suministro de tierras raras. He aquí por qué no será fácil.12. Recursos Naturales de Canadá. (2023, 14 de febrero). Datos sobre los elementos de tierras raras.13. Inteligencia Adamas. (2023, 2 de mayo). NUEVO INFORME: Perspectivas del mercado de imanes de tierras raras hasta el 2040.14. Bloomberg. (2023, 20 de marzo). La visión de Tesla de vehículos eléctricos sin tierras raras estimulará la carrera magnética.15. Madera Mackenzie. (2022, 23 de marzo). Tierras raras: elementos vitales de la transición energética.16. Bloomberg. (2023, 20 de marzo). La visión de Tesla de vehículos eléctricos sin tierras raras estimulará la carrera magnética.17. Inteligencia Adamas. (2023, 2 de marzo). Implicaciones: Tesla anuncia PMSM sin tierras raras de próxima generación.18. Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). Resúmenes de productos minerales: tierras raras 2023.19. Político. (2022, 14 de diciembre). China domina el mercado de tierras raras. Esta mina estadounidense está intentando cambiar eso.20. Madera Mackenzie. (2022, 23 de marzo). Tierras raras: elementos vitales de la transición energética.21. Instituto de Historia de la Ciencia. (2020). La ciencia importa: el caso de los elementos de tierras raras.22. Nikkei de Asia. (2023, 6 de abril). China evalúa prohibir las exportaciones de tecnología de imanes de tierras raras.23. Político. (2022, 14 de diciembre). China domina el mercado de tierras raras. Esta mina estadounidense está intentando cambiar eso.24. Materiales MP. (2022, 21 de abril). MP Materials comienza la construcción de una fábrica de imanes de tierras raras en Texas para restaurar la cadena de suministro completa de EE. UU.25. Ibíd.26. Bloomberg. (2023, 3 de mayo). Lynas prevé aumentar la capacidad de tierras raras si se cierra la planta de Malasia.27. Reuters. (2022, 14 de junio). Lynas de Australia obtiene un contrato del Pentágono por valor de 120 millones de dólares para un proyecto de tierras raras en Estados Unidos.28. Tierras raras de Lynas. (Dakota del Norte). Preguntas frecuentes sobre el proyecto de la instalación de procesamiento de tierras raras de Kalgoorlie. Consultado el 12 de junio de 2023.29. Inteligencia economista. (2023, 17 de abril). La UE actúa para garantizar el acceso a materias primas críticas.30. Ibíd.31. Revista PV. (2023, 7 de marzo). La apuesta de América del Norte por el suministro terrestre de tierras raras.32. Departamento de Energía de EE. UU. (2022, 19 de septiembre). La administración Biden-Harris anuncia 156 millones de dólares para la primera refinería de minerales críticos de Estados Unidos.33. Departamento de Defensa de Estados Unidos (DoD). (2022, febrero de 2022). El Departamento de Defensa otorga 35 millones de dólares a MP Materials para construir una capacidad de separación de tierras raras pesadas en Estados Unidos.34. Ibídem.

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