Từ nhiều năm nay đã có những lo ngại ngày càng tăng về nguy cơ thiếu hụt các loại nguyên liệu hiếm nhưng quan trọng trên toàn cầu. Đây có phải là những lo ngại chính đáng?
Trong lịch sử nhân loại đã xảy ra những thời kỳ thiếu hoặc suy giảm mạnh nguồn cung các nguyên liệu cơ bản, tuy nhiên các nền kinh tế trên thế giới cuối cùng vẫn vượt qua được những thời kỳ bất ổn này.
Trong thập niên 1970, đã có những hoảng loạn lan rộng về nguy cơ thiếu nguồn cung dầu mỏ do những bất ổn chính trị ở Trung Đông. Tuy một số giếng dầu khi đó đã ngừng hoạt động, nhưng các mỏ dầu mới đã sớm được phát triển ở các khu vực khác trên thế giới để tận dụng cơ hội giá dầu tăng cao kỷ lục.
Cuối thế kỷ 1800, nguồn cung phân chim cho sản xuất phân bón suy giảm đã dẫn đến chiến tranh giữa một số quốc gia, nhưng sau đó công nghệ mới (quy trình Haber-Bosch) và nguyên liệu thay thế (quặng phốtphat) đã sớm được phát hiện và triển khai rộng rãi.
Ngày nay, vẫn có những lo ngại không ngừng về nguy cơ thiếu hụt quặng phốtphat, mặc dù các nhà địa chất học đã xác nhận nguồn tài nguyên phốtphat đủ để sử dụng cho 300 năm.
Nhu cầu không ngừng tăng
Lo ngại về tình trạng thiếu hụt nguyên liệu hiếm phần lớn dựa trên nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm làm từ những nguyên liệu đó. Khi công nghệ phát triển, nhu cầu về khoáng chất hiếm, kim loại hiếm và các nguyên tố đất hiếm cũng gia tăng. Đây là những nguyên liệu được sử dụng trong sản xuất vật liệu composit hiện đại, trong các quá trình sản xuất tốc độ cao, các hệ thống điện tử và các hệ thống quốc phòng tiên tiến.
Theo các chuyên gia khoa học, xu hướng gia tăng sử dụng kim loại hiếm đang trở thành vấn đề lớn đối với xã hội. Ví dụ, nếu mỗi bảng mạch in trong thập niên 1980 cần sử dụng 11 nguyên tố hóa học thì đến thập niên 1990 đã chứa 15 và đến thập niên 2000 là 60 nguyên tố. Song song với đó là sự gia tăng sử dụng kim loại hiếm trong các loại xe ôtô. Hơn nữa, quá trình chuyển đổi sang xe ôtô điện những năm tới có thể sẽ làm tăng tiếp lượng sử dụng các kim loại hiếm như liti, coban, niken, mangan, bạc và đồng.
Đáp lại nhu cầu mới, hoạt động khai thác nhiều loại nguyên liệu quan trọng đã phát triển mạnh. Trong thời gian 1990-2000, sản lượng khai thác 11 kim loại (nhôm, crôm, niken, wolfram, đồng, kẽm, sắt, vàng, chì, bạc, thiếc) trên toàn cầu đã tăng rõ rệt.
Tuy nhiên, sự đa dạng ngày càng tăng của nhu cầu nguyên liệu hiếm cần thiết cho sản xuất hiện nay, kết hợp với sự phân phối không đều các loại nguyên liệu trong vỏ Trái Đất khiến cho nhiều nguyên liệu không thể được tăng cường khai thác cho tất cả các thị trường.
Ngoài ra, tình trạng khan hiếm nguồn cung không chỉ giới hạn ở kim loại hiếm. Theo đánh giá của Hội Hóa học Mỹ, trong số 118 nguyên tố hóa học tạo thành mọi thứ trên Trái Đất hiện nay 44 nguyên tố đang đứng trước nguy cơ hạn chế nguồn cung những năm tới. Những nguyên tố quan trọng này gồm có nguyên tố đất hiếm, kim loại quý và thậm chí một số nguyên tố quan trọng đối với cuộc sống như phốtpho.
Để hỗ trợ quá trình hiện đại hóa liên tục trong các ngành công nghiệp, duy trì hoạt động của những lĩnh vực quan trọng thiết yếu như viễn thông và quốc phòng, ngày nay chính phủ nhiều nước trên thế giới đã tập trung nỗ lực cho mục đích bảo đảm nguồn cung các nguyên liệu hiếm.
Những nguyên liệu quan trọng có nguy cơ thiếu nguồn cung
Ủy ban châu âu hiện đã lập danh sách các nguyên liệu có tầm quan trọng lớn đối với nền kinh tế nhưng có rủi ro cao về nguồn cung. Các cơ quan khác của EU cũng đã đánh giá những yếu tố khác như ảnh hưởng đối với môi trường, khả năng thay thế, vai trò trong các mâu thuẫn tranh chấp (chẳng hạn hoạt động khai thác thiếc, wolfram, tantali và vàng tại CHDC Cônggô đã dẫn đến nội chiến, khiến cho 6 triệu người thiệt mạng).
Báo cáo khảo sát mới đây của Ủy ban châu âu đã đưa ra danh sách các nguyên liệu thiết yếu có rủi ro về nguồn cung, trong đó bao gồm cả một số kim loại công nghiệp truyền thống, đặc biệt là những kim loại liên quan đến sản xuất thép (quặng sắt, than cốc, Cr, Ni) và cơ sở hạ tầng điện lực (Cu). Hơn nữa, theo khảo sát này thì thách thức lớn nhất về dài hạn trong lĩnh vực khai thác nguyên liệu là ngăn ngừa khả năng leo thang mạnh của giá năng lượng trong các quá trình sản xuất.
Dự báo của Ủy ban châu âu về nguy cơ khan hiếm nguồn cung nguyên liệu đã được một nghiên cứu của Đại học Yale (Mỹ) hỗ trợ, trong đó tuyên bố tình trạng khan hiếm nguyên liệu hiện nay là vấn đề có thực, đặc biệt khi nhu cầu và mức sống ở các nước đang phát triển “đuổi kịp” các nền kinh tế phát triển.
Nghiên cứu của Đại học Yale thậm chí đã khẳng định, trong tương lai nguồn cung một số nguyên liệu sẽ không thể đủ để đáp ứng nhu cầu – cho dù với bất cứ giá nào! Nghiên cứu kết luận, nếu cần cung cấp kim loại đồng (và tương tự là thiếc, có khả năng là platin) cho toàn thế giới ở mức độ như các nước phát triển ngày nay thì về cơ bản sẽ phải khai thác toàn bộ lượng quặng hiện có trong vỏ Trái Đất cộng với tái chế gần như toàn bộ các kim loại đó, bắt đầu từ thời điểm hiện nay trở đi.
Tuy những dự báo tương lai như trên chỉ có tính lý thuyết, nhưng một điều rõ ràng là các thị trường nguyên liệu hiếm sẽ cần phải thay đổi để đáp ứng nhanh nếu xu hướng hiện nay vẫn tiếp diễn.
Những phương án ngăn ngừa tình trạng thiếu hụt gồm có tăng cường tái chế các nguyên tố đất hiếm và khoáng chất hiếm, áp dụng các phương pháp chế biến hiệu quả hơn, hoặc thay đổi các ưu tiên trong sản xuất, do nhiều nguyên tố đất hiếm hiện đang được sản xuất ở dạng sản phẩm phụ của các quá trình sản xuất khác. Nếu thực hiện tất cả các phương án này, chúng ta có thể sẽ phần nào ngăn ngừa nguy cơ thiếu những nguyên liệu quan trọng trên toàn cầu.
Hoahocngaynay.com/Hoahoc.info
Nguồn: Chemistry & Industry
