Typická batéria pre elektrické vozidlo obsahuje osem kilogramov lítia, 35 kilogramov niklu, 20 kilogramov mangánu a 14 kilogramov kobaltu, pričom nabíjacie stanice si zasa vyžadujú značné množstvo medi. Na zelenú energiu využívajú solárne panely veľké množstvo medi, kremíka, striebra a zinku, zatiaľ čo budovanie veterných turbín si vyžaduje železnú rudu, meď a hliník. Avšak vzhľadom na predpokladaný nárast spotreby kovov do roku 2050 podľa scenára s čistou nulou, súčasné miery produkcie grafitu, kobaltu, vanádu a niklu vykazujú viac ako dvojtretinový deficit oproti dopytu. Ponuka medi, lítia a platiny je tiež nedostatočná, s 30 % až 40 % rozdielom oproti dopytu. A podľa odhadov sa cena lítia pred koncom desaťročia zvýši o 150 % na 15 tisíc dolárov za tonu...

Limitujúce faktory

MMF už varoval, že stúpajúce ceny kovov môžu oddialiť svetovú energetickú transformáciu. Ceny kovov totiž už zaznamenali prudký rast ihneď po oživení ekonomík ochromených pandémiou. V prípade niektorých nerastov by existujúce zásoby umožnili zvýšiť produkciu vďaka väčším investíciám do ťažby, napríklad grafitu a vanádu. V prípade iných nerastov by súčasné zásoby mohli predstavovať obmedzenie budúceho dopytu – najmä lítia a olova, ale aj zinku, striebra a kremíka.

Komplikujúcim faktorom je, že niektoré dôležité zásoby sú vo všeobecnosti veľmi koncentrované. Napríklad Čína kontroluje viac ako polovicu svetových dodávok vanádu, grafitu a hliníka, Austrália je zdrojom takmer 80 % lítia a Konžská demokratická republika dodáva takmer 70 % celosvetovej produkcie kobaltu.

Závislosť na Číne znervózňuje

Úzke miesta pre výrobu v EÚ tvoria dodávka surovín a výroba lítium-iónových článkov: Čína spolu s Afrikou a Latinskou Amerikou poskytuje 74 % všetkých surovín na batérie, pričom Čína sama o sebe dodáva 66 % hotových Li-batérií. Batérie nielen poháňajú elektrické vozidlá, ale uchovávajú aj energiu generovanú z rôznych obnoviteľných zdrojov ako je slnko a vietor. Pre ich výrobu sú nevyhnutné suroviny ako kobalt, lítium, grafit a nikel. Dysprózium, neodým a prazeodým sú zasa prvky vzácnych zemín (REE), ktoré sú životne dôležité pri výrobe motorov pre elektrické vozidlá a veterné generátory.

Malé množstvá, veľa prvkov

Strategické materiály (CRM – Critical Raw Materials) sú obzvlášť dôležité pre high-tech produkty a vznikajúce inovácie – technologický pokrok a kvalita života závisia od prístupu k rastúcemu počtu surovín. Napríklad smartfón môže obsahovať až 50 rôznych kovov, z ktorých všetky poskytujú rôzne vlastnosti, ako je nízka hmotnosť a užívateľsky prívetivé malé rozmery. CRM sú nenahraditeľné v solárnych paneloch, veterných turbínach, elektrických vozidlách a energeticky efektívnom osvetlení, a preto sú veľmi dôležité aj v boji proti zmene klímy a pri zlepšovaní životného prostredia. Očakáva sa napríklad, že výroba nízkouhlíkových technológií, ktoré sú potrebné na to, aby EÚ splnila svoje ciele v oblasti klímy a energetiky, do roku 2030 20-násobne zvýši dopyt po určitých surovinách. Európska komisia už od roku 2011 vydáva zoznam strategických materiálov, ktorý v roku 2020 aktualizovala už po štvrtý krát a ktorý dnes obsahuje 30 rôznych prvkov a surovín.  

Európa bez dovozu neprežije

Hoci Čína je hlavným dodávateľom CRM do EÚ, Európa je závislá aj od dodávok z ďalších krajín, ako sú USA (berýlium a hélium), Rusko (kobalt a skandium) či Mexiko (kazivec a volfrám). Európa musí dovážať aj ďalšie prvky ako antimón, berýlium, boritany, horčík, niób, platinové kovy, fosfor, vzácne zeminy, skandium, tantal a vanád. Je to spôsobené buď absenciou týchto materiálov na európskom území, alebo ekonomickými a spoločenskými faktormi, ktoré negatívne ovplyvňujú prieskum nálezísk (objavenie a charakterizáciu ložísk, odhad zdrojov a zásob) alebo ťažbu (uzatvorenie existujúcich baní, neochota otvárať nové bane atď.). Hafnium je jediná surovina, ktorej hlavným globálnym dodávateľom je členský štát EÚ (Francúzsko), čiastočne sa to týka aj india.

Všemocné batérie

Pokiaľ ide o jednotlivé suroviny, každá z nich má svoje odlišné špecifiká čo sa týka dostupnosti a využitia v spojení s očakávaným nárastom produkcie. Aby sa napríklad uspokojil rastúci dopyt po batériách, všetok dodatočný dopyt a tým aj nová kapacita sa musí presunúť na nikel s vysokou čistotou. Táto štrukturálna zmena na trhu s niklom predstavuje vážnu technologickú výzvu pre problémy s dostupnosťou geologických zdrojov a kvôli možným obchodným prekážkam. Čo sa týka

vzácnych zemín (REE), dominancia Číny na trhu spôsobuje, že hodnotové reťazce sú mimoriadne zraniteľné. Najvyššiu mieru rizika nesie lantanoid dysprózium (Čína ho dodáva na svetový trh 40%) v dôsledku vyššej miery rastu dopytu a nižšieho podielu v rudách vzácnych zemín.

Rizikové zdroje

Vyhliadky pre lítium sú napriek najvyššiemu rastovému faktoru z krátkodobého pohľadu menej znepokojujúce v porovnaní s niklom a vzácnymi zeminami. Zo strednodobého hľadiska sú však potrebné veľké investície, aby sa predišlo výraznému deficitu trhu po roku 2025. Pokiaľ ide o kobalt, koncentrácia ponuky v Konžskej demokratickej republike bude naďalej znepokojovať vzhľadom na veľký podiel krajiny na celosvetovej ťažbe. Navyše, až 80% konžského kobaltu pochádza z malých baní s kritickými pracovnými podmienkami, v ktorých údajne pracuje až štyritisíc detí. Čo sa týka prírodného grafitu, Čína je dominantná vo výrobe sférického grafitu, avšak keď sa ceny zvýšia, výrobcovia môžu siahnuť po syntetickom grafite.  

Bitka o dodávateľa

Úzke miesta v zásobovaní strategickými surovinami si do istej miery spôsobuje konkurencia medzi výrobnými odvetviami navzájom. Všetky sektory čoraz viac potrebujú vyspelejšie a stabilnejšie trhy pre high-tech špecifické legovacie prvky. Tieto materiály ako napríklad superzliatiny zahŕňajú niób, skandium, hafnium a zirkón, všetky s veľmi obmedzenou alebo vysoko koncentrovanou bázou dodávok. Veterná energia a trakčné motory súperia o rôzne vzácne zeminy ako aj o boritany – potrebuje ich tiež robotika a drony. Palivové články a digitálne technológie si zasa vyžadujú veľké množstvo kovov platinovej skupiny (PGM); digitálne technológie a výroba počítačov súperia o niektoré materiály ako germánium, indium, gálium a kremíkový kov. O základné kovy ako meď, hliník, horčík, nikel, železná ruda a ich legujúce prvky ako volfrám, vanád, mangán a chróm tiež súperia viaceré odvetvia.

Riešenie z recyklácie

Samozrejme, jedným z možných spôsobov získavania strategických materiálov je ich recyklácia z vyradených zariadení. Zatiaľ síce neexistuje všeobecne dohodnutá definícia „cirkulárneho využívania“ surovín, avšak podiel druhotných zdrojov na dodávkach surovín je jedným zo základných princípov obehovej ekonomiky..

Hoci viaceré CRM majú vysoký technický a skutočný ekonomický recyklačný potenciál, aj napriek podpore zo strany vlád je miera recyklačných vstupov (podiel druhotných zdrojov na dodávkach surovín) CRM vo všeobecnosti nízka. Dôvodov je viacero - technológie triedenia a recyklácie pre mnohé CRM ešte nie sú dostupné za konkurencieschopné ceny. Dodávka mnohých CRM je v súčasnosti zablokovaná v aktívach s dlhou životnosťou, čo znamená oneskorenia medzi výrobou a zošrotovaním, čo negatívne ovplyvňuje súčasnú mieru recyklácie. Dopyt po mnohých CRM v rôznych sektoroch rastie a ich množstvo z recyklácie nepostačuje na uspokojenie dopytu.

Spása menom cirkulácia

Niektoré CRM, menovite vanád, volfrám, kobalt a antimón, majú vysokú mieru recyklácie. Iné CRM majú dobrú mieru recyklácie na konci životnosti (napr. miera recyklácie PGM dosahuje až 95 % v prípade priemyselných katalyzátorov a 50 – 60 % v prípade automobilových katalyzátorov), ale to predstavuje príspevok, ktorý je do značnej miery nedostatočný na uspokojenie rastúceho dopyt a tým aj miera recyklácie vstupov je nízka (napr. 14 % pre PGM). Stručne povedané, cirkulárne využívanie CRM závisí od mnohých parametrov - dopyt a doba používania CRM sú závislé od konkrétnych produktov, v ktorých sú zabudované. Okrem toho obeh niektorých CRM výrazne závisí od schém spätného odberu, ktoré sú pomerne náročné a nákladné.

Rizikové faktory v kľúčových odvetviach

Batérie

Úzke miesta pre EÚ sú vo fáze surovín a výroby lítium-iónových článkov: Čína spolu s Afrikou a Latinskou Amerikou poskytuje 74 % všetkých surovín na batérie. Čína sama o sebe dodáva 66 % hotových Li-batérií.

Palivové články

Priemysel palivových článkov sa vo veľkej miere spolieha na katalyzátory na báze platiny, pričom platina tvorí asi polovicu nákladov na sadu palivových článkov. Najväčší producent platiny na svete je Juhoafrická republika, za ňou nasleduje Rusko a Zimbabwe. Napriek vysokému riziku dodávok spojenému so všetkými surovinami v palivových článkoch, najväčšia zraniteľnosť dodávok sa týka montážneho kroku, kde vo výrobe dominujú USA s Kanadou (48 %) a Japonsko s Južnou Kóreou (51 %). EÚ v súčasnosti vyrába menej ako 1 % palivových článkov z celosvetovej produkcie.

Veterné elektrárne

V rámci dodávateľského reťazca pre veterné generátory existujú najvyššie riziká vo fáze surovín. EÚ disponuje len jedným percentom surovín pre výrobu zariadení veternej energie. Veľké obavy existujú v súvislosti s dodávkami vzácnych zemín na výrobu permanentných magnetov – kľúčových komponentov pre generátory veterných turbín – v ktorých má Čína monopol. EÚ hrá hlavnú úlohu len v štádiu montáže, kde je jej podiel nad 50 %.

Elektromotory

Rozhodujúcimi surovinami sú vzácne zeminy a boritany obsiahnuté v permanentných magnetoch. Hlavný problém sú dodávateľské riziká súvisiace s ťažbou a spracovaním vzácnych zemín, kde čoraz viac dominuje Čína. Japonsko je kľúčový hráč vo výrobe trakčných motorov (60 % trhu), v EÚ sa vyrába iba 8 % trakčných motorov.

Solárne panely

Príspevok EÚ je v každom kroku dodávateľského reťazca marginálny. Diverzifikovaná sada technológií v prípade panelov na báze kremíka však vedie k vysokému počtu dodávateľov surovín, pričom polovicu trhu predstavuje opäť Čína. Aj tu sa úloha Číny približuje k monopolu, čo vedie k vysokému riziku dodávok. EÚ poskytuje iba 1 % fotovoltických zostáv na báze kremíka.

Robotika

Pre robotiku je relevantných 44 surovín, z ktorých EÚ vyrába len 2 %. Čína je hlavným dodávateľom surovín pre robotiku s 52 %, nasleduje Južná Afrika (15 %) a Rusko (9 %). Podobné potenciálne úzke miesta by sa mohli vyskytnúť aj pri dodávkach komponentov pre robotiku. Na druhej strane je EÚ hlavným hráčom v oblasti spracovaných materiálov a zostáv robotiky s 21 % a 41 % celosvetovej ponuky.

Drony

EÚ je veľmi závislá od externých dodávateľov surovín a komponentov, ako aj hotových bezpilotných lietadiel. Celkovo Čína dodáva viac ako jednu tretinu surovín, nasleduje Južná Afrika (7 %) a Rusko (6 %). Viac ako 50 % surovín pochádza z mnohých menších dodávateľských krajín, čo poskytuje dobré príležitosti na diverzifikáciu dodávok. Čína dominuje vo výrobe civilných dronov a čoraz viac aj v sektore profesionálnych dronov, zatiaľ čo USA a Izrael dominujú vo výrobe vojenských dronov.

Zozam strategických materiálov EÚ 2020: (zeleným sú vyznačené nové prvky, pridané do zoznamu po roku 2017) 

Antimón — Baryt — Bauxit —Berýlium — Bizmut — Boritan — Fosfátové horniny  — Fosfor  — Gálium  — Germánium  — Grafit  — Hafnium  — Indium  — Kazivec  — Kobalt  — Koksovateľné uhlie  — Kremíkový kov  — Lítium  — Ľahké prvky vzácnych zemín  — Niób  —  Platinové kovy  — Prírodný kaučuk  — Skandium  —  Stroncium  — Titán —  Tantal  — Ťažké prvky vzácnych zemín  —  Vanád  — Volfrám