Cảnh quan Tài nguyên Đất hiếm: Hiểu về Phân bố Dự trữ Toàn cầu và Năng lực Sản xuất của các Quốc gia Chính

Nhu cầu toàn cầu về các kim loại đất hiếm tiếp tục tăng cao khi quá trình chuyển đổi năng lượng sạch và đổi mới công nghệ định hình lại các ưu tiên công nghiệp. Tuy nhiên, các điểm yếu trong chuỗi cung ứng vẫn tồn tại, khiến việc hiểu rõ các quốc gia nắm giữ kho dự trữ đất hiếm đáng kể và khả năng sản xuất thực tế của họ là điều cực kỳ quan trọng. Trong khi một số quốc gia nằm trong số những nhà dự trữ lớn nhất thế giới, sản lượng thực tế của họ lại kể một câu chuyện khác—một số quốc gia sở hữu nguồn tài nguyên khổng lồ chưa khai thác, trong khi những quốc gia khác chiếm ưu thế trong khai thác và chế biến hiện tại.

Bức tranh toàn cầu: 130 triệu tấn dự trữ, nhưng cung ứng tập trung

Dự trữ đất hiếm toàn cầu ước tính khoảng 130 triệu tấn, phân bổ không đều trên khắp hành tinh. Năm 2024, sản lượng toàn cầu đạt 390.000 tấn, tăng đáng kể so với 376.000 tấn năm 2023 và vượt xa mức 100.000 tấn của chỉ một thập kỷ trước. Sự gia tăng này phản ánh sự cạnh tranh và đầu tư ngày càng tăng, tuy nhiên, một số ít quốc gia vẫn duy trì quyền kiểm soát không cân xứng đối với chuỗi cung ứng.

Theo Cục Địa chất Hoa Kỳ, tám quốc gia duy trì dự trữ đất hiếm vượt quá 1 triệu tấn. Những quốc gia này—bao gồm các khu vực châu Á, châu Âu, châu Mỹ và châu Đại Dương—đóng vai trò tiên phong trong nỗ lực đa dạng hóa và đảm bảo nguồn cung đất hiếm toàn cầu ngoài các điểm nghẽn truyền thống.

Trung Quốc chiếm ưu thế: 44 triệu tấn và kiểm soát chiến lược ngày càng tăng

Trung Quốc nắm giữ dự trữ đất hiếm lớn nhất thế giới với 44 triệu tấn, đồng thời sản xuất 270.000 tấn trong năm 2024—chiếm khoảng 69% sản lượng toàn cầu. Sự thống trị của quốc gia này vượt ra ngoài khối lượng; nó phản ánh nhiều thập kỷ tích hợp dọc từ khai thác đến tinh chế và sản xuất cuối cùng.

Chiến lược đất hiếm của Trung Quốc đã tiến bộ đáng kể. Sau những lo ngại về cạn kiệt dự trữ vào năm 2012, chính phủ đã thực hiện các chính sách bổ sung tích cực, thành lập kho dự trữ thương mại và chiến lược vào năm 2016. Đồng thời, Bắc Kinh đã đàn áp các hoạt động khai thác trái phép vi phạm tiêu chuẩn môi trường, củng cố sản xuất dưới sự kiểm soát của các nhà khai thác được quản lý và thắt chặt kiểm soát xuất khẩu.

Tuy nhiên, sức mạnh thị trường của Trung Quốc đã gây ra phản ứng quốc tế. Khi quốc gia này hạn chế xuất khẩu đất hiếm vào năm 2010, giá toàn cầu đã tăng vọt, kích hoạt cuộc chạy đua toàn cầu tìm nguồn thay thế. Gần đây hơn, căng thẳng thương mại giữa Washington và Bắc Kinh đã gia tăng, với Trung Quốc áp đặt lệnh cấm xuất khẩu công nghệ đối với sản xuất nam châm đất hiếm vào tháng 12/2023( trong khi Mỹ thúc đẩy phát triển chuỗi cung ứng nội địa.

Một khía cạnh ít được công khai hơn trong chiến lược của Trung Quốc là nhập khẩu đất hiếm nặng từ Myanmar, nơi các quy định về môi trường còn lạc hậu so với tiêu chuẩn Trung Quốc. Các dãy núi dọc biên giới Trung Quốc-Myanmar đã chịu thiệt hại nghiêm trọng về sinh thái do hoạt động khai thác, với các hoạt động khai thác trái phép quy mô lớn—gần 2.700 hồ chứa trái phép phủ kín diện tích tương đương Singapore—được xác định đến giữa năm 2022.

Tiềm năng chưa khai thác của Brazil: 21 triệu tấn chờ phát triển

Brazil là nhà dự trữ đất hiếm lớn thứ hai thế giới với 21 triệu tấn, nhưng chỉ sản xuất 20 tấn trong năm 2024. Khoảng cách rõ rệt giữa dự trữ và sản lượng này báo hiệu một ngành công nghiệp đang trên bờ vực chuyển đổi.

Serra Verde Mining đã bắt đầu hoạt động thương mại giai đoạn 1 tại mỏ Pela Ema ở bang Goiás vào đầu năm 2024, dự kiến đạt 5.000 tấn oxit đất hiếm mỗi năm vào năm 2026. Pela Ema nằm trong số các mỏ đất sét ion lớn nhất thế giới và có lợi thế độc đáo: sẽ sản xuất cả bốn loại nam châm đất hiếm quan trọng—neodymium, praseodymium, terbium và dysprosium—lần đầu tiên có một hoạt động không thuộc Trung Quốc có thể cung cấp toàn diện các sản phẩm này. Điều này giúp Brazil trở thành một yếu tố thay đổi cuộc chơi trong việc phá vỡ thế độc quyền của Bắc Kinh đối với nguồn cung đất hiếm nặng.

Lợi thế của Ấn Độ với cát biển: 6,9 triệu tấn tài nguyên dễ tiếp cận

Ấn Độ nắm giữ 6,9 triệu tấn dự trữ đất hiếm, trong khi duy trì sản lượng hàng năm tương đối ổn định khoảng 2.900 tấn. Một yếu tố nổi bật: Ấn Độ chứa gần 35% các mỏ khoáng sản cát và bãi biển của thế giới, vốn là nguồn tài nguyên đất hiếm có thể khai thác kinh tế.

Chính phủ Ấn Độ đã nhận thức rõ lợi thế chiến lược này. Bộ Năng lượng Nguyên tử của nước này đã đề cập đến năng lực sản xuất và tinh chế vào tháng 12/2022, trong khi các nhà hoạch định chính sách đang xây dựng các luật hỗ trợ và khung nghiên cứu phát triển để tận dụng nguồn dự trữ của quốc gia. Tháng 10/2024, Trafalgar Resources công bố kế hoạch xây dựng nhà máy sản xuất đất hiếm, hợp kim và nam châm đầu tiên của Ấn Độ, thể hiện ý định tiến xa hơn việc khai thác nguyên liệu thô để hướng tới chế biến có giá trị cao hơn.

Giai đoạn mở rộng của Australia: 5,7 triệu tấn và sản lượng mỏ ngày càng tăng

Australia xếp thứ tư toàn cầu với 5,7 triệu tấn dự trữ đất hiếm và sản xuất 13.000 tấn trong năm 2024, xếp hạng thứ tư về sản lượng. Dù chỉ bắt đầu khai thác đất hiếm từ năm 2007, quốc gia này đã định vị mình như một đối trọng quan trọng đối với sự thống trị của Trung Quốc.

Lynas Rare Earths vận hành mỏ Mount Weld và cơ sở tập trung tại địa phương, cùng với một phức hợp tinh chế ở Malaysia, xác lập vị trí nhà cung cấp đất hiếm lớn nhất không thuộc Trung Quốc. Công ty dự kiến hoàn thành mở rộng lớn tại Mount Weld vào năm 2025, trong khi nhà máy xử lý mới tại Kalgoorlie bắt đầu sản xuất vào giữa năm 2024 các nguyên liệu dạng carbonate đất hiếm hỗn hợp cho hoạt động tại Malaysia.

Dự án Yangibana của Hastings Technology Metals đã sẵn sàng xây dựng, gần đây đã ký hợp đồng tiêu thụ với Baotou Sky Rock để sản xuất tập trung. Dự án hướng tới sản lượng 37.000 tấn concentrate đất hiếm mỗi năm, dự kiến giao hàng ban đầu vào quý 4/2026, góp phần tăng cường năng lực cung ứng không thuộc Trung Quốc.

Quỹ đạo hạn chế của Nga: 3,8 triệu tấn và tương lai chưa rõ

Nga chính thức nắm giữ 3,8 triệu tấn dự trữ đất hiếm vào năm 2024, giảm mạnh so với 10 triệu tấn báo cáo năm trước dựa trên các đánh giá mới của các công ty và chính phủ. Sản lượng của Nga trong năm 2024 đạt 2.500 tấn, bằng với mức của năm trước.

Moscow đã tuyên bố ý định từ năm 2020 sẽ đầu tư 1,5 tỷ USD để thách thức vị thế độc quyền của Trung Quốc về đất hiếm. Tuy nhiên, sự can thiệp quân sự của Nga ở Ukraine đã thay đổi căn bản các ưu tiên nội bộ, với các chỉ số đáng tin cậy cho thấy chính phủ đã hoãn các kế hoạch phát triển đất hiếm tham vọng trong khi quản lý các hạn chế trong thời chiến. Sự gián đoạn địa chính trị này đặt ra câu hỏi liệu Nga có thể mở rộng đáng kể ngành đất hiếm của mình trong trung hạn hay không.

Thách thức về dự trữ và sản xuất của Việt Nam: 3,5 triệu tấn

Dự trữ đất hiếm của Việt Nam là 3,5 triệu tấn sau khi đã giảm mạnh từ 22 triệu tấn năm 2023, phản ánh dữ liệu cập nhật từ ngành công nghiệp và chính phủ. Nước này chỉ sản xuất 300 tấn trong năm 2024 mặc dù có nhiều mỏ tập trung gần biên giới phía tây bắc với Trung Quốc và dọc theo bờ biển phía đông.

Việt Nam đã đề ra mục tiêu sản xuất 2,02 triệu tấn vào năm 2030, nhưng mục tiêu này gặp trở ngại sau khi tháng 10/2023 bắt giữ sáu giám đốc điều hành đất hiếm, trong đó có chủ tịch của Vietnam Rare Earth. Các cáo buộc liên quan đến gian lận chứng từ thuế giá trị gia tăng trong thương mại đất hiếm đã cho thấy các biện pháp kiểm soát chặt chẽ hơn, có thể hạn chế mở rộng trong ngắn hạn.

Hoa Kỳ: Sản lượng đáng kể, dự trữ hạn chế—Một nghịch lý chuỗi cung ứng

Hoa Kỳ xếp thứ bảy về dự trữ đất hiếm với 1,9 triệu tấn, nhưng đứng thứ hai về sản lượng năm 2024 với 45.000 tấn. Nghịch lý này phản ánh sự phụ thuộc vào mỏ Mountain Pass duy nhất tại California, do MP Materials vận hành. Công ty hiện đang xây dựng khả năng chế biến tại cơ sở Fort Worth để chuyển đổi oxit đất hiếm tinh chế thành nam châm và sản phẩm tiền đề, thể hiện tham vọng tích hợp dọc.

Chính quyền Biden nhấn mạnh tầm quan trọng của chuỗi cung ứng đất hiếm bằng cách phân bổ 17,5 triệu USD vào tháng 4/2024 để phát triển công nghệ chế biến đất hiếm sử dụng than đá phụ và các phụ phẩm than làm nguyên liệu đầu vào. Sáng kiến này nhằm độc lập về nguồn lực và có thể mở ra các chuỗi cung ứng thay thế ngoài khai thác quặng nguyên khai.

Các mỏ chiến lược của Greenland: 1,5 triệu tấn trong trạng thái trì hoãn phát triển

Greenland nắm giữ 1,5 triệu tấn dự trữ đất hiếm phân bổ trên hai dự án lớn: Tanbreez và Kvanefjeld. Mặc dù chưa có sản lượng đất hiếm hiện tại, hoạt động doanh nghiệp gần đây cho thấy tiềm năng thương mại hóa.

Critical Metals đã hoàn tất Giai đoạn 1 mua lại cổ phần kiểm soát tại Tanbreez từ các nhà khai thác tư nhân vào tháng 7/2024 và bắt đầu khoan vào tháng 9 để tinh chỉnh mô hình tài nguyên và dự báo tuổi mỏ. Trong khi đó, Energy Transition Minerals gặp khó khăn về pháp lý với chính phủ Greenland về dự án Kvanefjeld. Giấy phép hoạt động của họ đã bị thu hồi do kế hoạch khai thác uranium; đề xuất sửa đổi loại trừ uranium cũng bị từ chối vào tháng 9/2023, và công ty đang chờ quyết định của tòa án về kháng cáo của mình vào tháng 10/2024.

Tài sản đất hiếm của Greenland đã thu hút sự chú ý quốc tế, bao gồm cả các nhà lãnh đạo chính trị Hoa Kỳ. Tuy nhiên, Thủ tướng Greenland và Vua Đan Mạch đã rõ ràng khẳng định vùng lãnh thổ này không thể đàm phán, xác lập giới hạn rõ ràng về chủ quyền.

Hiểu về các kim loại đất hiếm: Các khái niệm cốt lõi và ứng dụng

Kim loại đất hiếm là gì?

Kim loại đất hiếm gồm 17 nguyên tố tự nhiên: 15 thành viên của chuỗi lanthanide cộng với yttrium và scandium. 17 nguyên tố này chia thành hai nhóm “nặng” và “nhẹ” dựa trên trọng lượng nguyên tử, với đất hiếm nặng có nhu cầu cao hơn do các ứng dụng công nghệ đặc thù, mặc dù đất hiếm nhẹ vẫn giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp.

Phân biệt đất hiếm và lithium

Một hiểu lầm phổ biến là đồng nhất đất hiếm với lithium. Lithium thuộc nhóm kim loại kiềm cùng natri, kali, rubidi và xêzi, là một phân loại hoàn toàn khác. Sự phân biệt này quan trọng trong phân tích chuỗi cung ứng và ứng dụng công nghệ.

Các kim loại đất hiếm nào thúc đẩy công nghệ hiện đại?

Một số đất hiếm đóng vai trò then chốt trong các ngành công nghiệp. Neodymium và praseodymium nổi bật trong nam châm vĩnh cửu cho tua bin gió, xe điện và động cơ hàng không vũ trụ. Samarium và dysprosium tăng cường hiệu suất nam châm chịu nhiệt cao. Các đất hiếm dựa trên phosphor—europium, terbium, yttrium, cerium, lanthanum và gadolinium—hỗ trợ công nghệ chiếu sáng và hiển thị trong điện tử tiêu dùng.

Các phương pháp khai thác khác nhau như thế nào?

Hai phương pháp khai thác chính chiếm ưu thế trong sản xuất đất hiếm. Khai thác lộ thiên theo quy trình thông thường: đào quặng, tách khỏi bãi thải, và tinh chế qua xử lý hóa học. Phương pháp rửa trong lòng đất (in-situ leaching) gồm tiêm dung dịch hóa học vào mỏ để hòa tan các vật chất mục tiêu thành dung dịch muối có thể thu hồi, sau đó bơm lên các hồ chứa. Cả hai phương pháp đều đòi hỏi quá trình phân tách cuối cùng phức tạp do tính chất hóa học tương tự của các nguyên tố đất hiếm—đây là quá trình đòi hỏi kỹ thuật cao và chi phí lớn, thường sử dụng phương pháp chiết dung môi.

Tại sao việc phân tách đất hiếm lại gặp trở ngại kỹ thuật?

Dù tên gọi là “đất hiếm”, các nguyên tố này không thực sự hiếm; các mỏ có khả năng khai thác kinh tế mới là điều hiếm. Các mỏ đất hiếm nặng đặc biệt khó xác định so với đất hiếm nhẹ. Thách thức phân tách còn tăng lên vì các nguyên tố này có tính chất hóa học tương tự nhau, đòi hỏi hàng trăm đến hàng nghìn chu kỳ khai thác để đạt độ tinh khiết thương mại theo Science History Institute. Điều này làm tăng chi phí xử lý và yêu cầu kỹ thuật chuyên môn cao.

Chi phí môi trường của khai thác đất hiếm

Khai thác đất hiếm mang theo rủi ro môi trường lớn, đặc biệt trong các bối cảnh không quy định chặt chẽ. Quặng chứa đất hiếm thường chứa thorium và uranium—chất phóng xạ cần xử lý cẩn thận. Việc quản lý kém các chất thải phóng xạ này thường gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và mặt nước, tàn phá hệ sinh thái địa phương và đe dọa an ninh nguồn nước của cộng đồng lân cận. Miền Nam Trung Quốc và Miến Điện phía Bắc là những ví dụ điển hình về tác động này: các dãy núi đã trải qua biến đổi sinh thái nghiêm trọng do hoạt động khai thác quy mô lớn. Một cuộc điều tra của Global Witness đã ghi nhận hơn 100 vụ sạt lở đất tại khu vực Ganzhou của Trung Quốc do thiệt hại từ rửa trong lòng đất, trong khi Myanmar cũng chịu đựng sự suy thoái địa chất tương tự cùng với sự sụt giảm dân số động vật hoang dã và các vấn đề về tiếp cận nước uống của cộng đồng.

Cảnh quan đất hiếm mới nổi của châu Âu

Châu Âu hiện không có mỏ đất hiếm nào hoạt động, mặc dù có nhiều quốc gia sở hữu dự trữ đáng kể. Tháng 1/2023, LKAB của Thụy Điển công bố xác định mỏ lớn nhất châu lục—hình thành Per Geijer—chứa hơn 1 triệu tấn oxit đất hiếm. Khung pháp lý của EU về Nguyên liệu Tối quan trọng tạo đà cho phát triển chuỗi cung ứng nội địa, có thể biến mỏ Per Geijer thành nguồn tài nguyên trung tâm cho an ninh cung ứng của châu lục.

Các quốc gia thuộc Vành đai Fennoscandian—Na Uy, Phần Lan, Thụy Điển—cũng có các mỏ đất hiếm phản ánh mô hình khoáng hóa khu vực tương tự Greenland. Những dự trữ này có thể trở nên quan trọng chiến lược hơn khi đa dạng hóa chuỗi cung ứng trở thành ưu tiên chính sách.

Điều gì thúc đẩy tăng trưởng sản xuất toàn cầu?

Sản lượng đất hiếm đã tăng tốc rõ rệt: cách đây một thập kỷ, sản lượng toàn cầu chỉ hơn 100.000 tấn; đến năm 2019, vượt qua 200.000 tấn lần đầu tiên; sản lượng hiện tại năm 2024 đạt 390.000 tấn phản ánh sự mở rộng liên tục do triển khai hạ tầng năng lượng sạch, gia tăng sản xuất xe điện và nhu cầu của ngành công nghệ. Tương lai của sản lượng sẽ phụ thuộc vào việc thương mại hóa thành công các dự án tại Brazil, Australia và các quốc gia giàu dự trữ khác, cùng với tiến bộ công nghệ trong khai thác và phân tách hiệu quả hơn.

Sự phân bố địa lý của các dự trữ đất hiếm trong số tám quốc gia lớn này—đang bao gồm các bối cảnh địa chính trị đa dạng từ các nền dân chủ đồng minh đến các đối thủ chiến lược—nhấn mạnh tính cấp thiết của việc củng cố chuỗi cung ứng, đổi mới công nghệ trong quá trình phân tách, và các khung hợp tác quốc tế nhằm đảm bảo nguồn cung đất hiếm ổn định, đa dạng cho yêu cầu công nghệ và chuyển đổi năng lượng toàn cầu.