德克萨斯州为急需的供应链大修提供模型

艾米丽·皮克雷尔（Emily Pickrell），超高温能源学者

半导体芯片一直在变小，但供应足够数量背后的危机已经足以引发对美国未来绿化的质疑。 

芯片在从计算机到智能手机的所有领域都发挥着关键作用，但它们在应该取代化石燃料技术的技术中也至关重要，尤其是电动汽车以及太阳能和风力发电厂。

随着全球供应链在中国问题和新冠疫情的推动下陷入困境，它强调了我们国内供应链的不足。 制造我们自己的芯片的最大限制因素之一是什么？

所需的稀土材料。

稀土元素是高中化学图表上的名字——原子序数 57 到 71（镧系元素），加上钪和钇。

这些元素具有导电或磁性，非常适合包括半导体在内的不同高科技产品。

近年来，美国进口了大部分稀土元素或 REE，其中 80% 来自中国。 微处理器芯片的大部分制造已大部分转移到海外更便宜的地方，尤其是亚洲。 稀土在世界范围内并不稀缺，但很难提取。 这是因为它们的矿石氧化迅速。 采矿难度也意味着这些矿山经常造成大面积的水和土壤污染。

快进到 2020 年，在供应中断和家庭办公室急剧增加的推动下，对计算机和微芯片的需求激增，扰乱了半导体供应链。

所有新车计算机化程度的提高使汽车行业容易受到这些供应链问题的影响。 去年，这种短缺对汽车行业造成了严重破坏：福特、捷豹路虎、大众、通用汽车、日产、戴姆勒、宝马和雷诺以芯片不可用为由关闭了工厂或缩减了产量。

而且短缺很容易变得更糟。 拜登政府设定了到 50 年 2030% 的电动汽车销售份额目标。电动汽车，包括混合动力汽车和电池汽车，都需要 REE 来生产这些汽车所需的电动机。 实现这些电动汽车销售目标可能需要强大的国内稀土供应链，特别是如果该国打算从经济上受益于其所有绿色投资。 

然而，越南、俄罗斯、澳大利亚和巴西等地丰富的稀土材料并不意味着美国没有足够的资源——远非如此。 得克萨斯州、加利福尼亚州、明尼苏达州、怀俄明州和阿拉斯加州都有大量稀土矿物供应。

甚至在这场严重危机之前，特朗普和拜登政府都在承诺重振国内制造业的基础上开展竞选活动，并专注于建立这些供应链的必要性。

特朗普总统的 2020 年行政命令宣布采矿业进入全国紧急状态，预算政府在弹药和导弹中的稀土元素支出高达 1.75 亿美元，在微电子领域支出高达 350 亿美元。

拜登政府以这种供应链发展为基础，鼓励在基础设施立法中生产关键稀土矿物。

美国是否能够以及以多快的速度满足预期的需求激增是另一个问题。

莱斯大学贝克研究所能源、矿产和材料研究员 Michelle Michot Foss 表示，对于传统的采矿和金属项目投入运营来说，15 到 XNUMX 年是一个更合理的估计时间。 Foss 去年在国会就脱碳运输的供应链考虑作证。

“对于成本高得多的地下采矿，谁知道要花多长时间，”福斯说。 “包括美国和加拿大在内的各个地方都有一些项目尚未出现，需要 15 到 20 年的努力。 镍、铂/钯、稀土——真的很难。” 

与此同时，得克萨斯州正试图树立自己的榜样，展示稀土供应链的发展如何发挥作用。

它的州政府官员已经支持将这种供应链的发展作为政府和私人参与者的优先事项的想法。

德克萨斯州商业协会的首席执行官格伦·哈默 (Glenn Hamer) 说：“这是德克萨斯州越来越感兴趣的一个问题，德克萨斯州在能源生产方面处于全国领先地位。” “保持这种独立性的一部分意味着确保我们拥有正确的供应链，无论是在国内还是通过我们的国际朋友。”

该州在 2021 年 XNUMX 月的一份报告中制定了积极开发稀土矿床的具体计划。 

国家有能力将计划付诸实施。 相对有利于采矿的法规、良好的基础设施和税收激励措施已经帮助鼓励像美国稀土这样的公司开店。 USA Rare Earth 计划到 950 年开始在德克萨斯州西部 Sierra Blanca 的 2023 英亩国有土地上开采某些稀土。该公司计划就地加工稀土，预计该矿将生产 16 或 17 种稀土元素。 （目前，加利福尼亚州圣贝纳迪诺只有一个国内矿山。）

得克萨斯州也在努力建立所需的稀土加工场所——这是目前由中国主导的采矿业的一部分。 其中一家位于德克萨斯州的公司 Blue Line 已获得联邦资金，用于在德克萨斯州 Hondo 建立稀土分离设施。 稀土矿物将来自其澳大利亚合作伙伴莱纳斯稀土有限公司。

孤星州还拥有首批从电子垃圾中回收稀土元素的设施之一，总部位于圣马科斯的 Urban Mining Co. 该公司与国防部签订了一项旨在收获可用稀土的小型试点项目的合同元素。

德州希望通过做好事来做好事。 它相信它将吸引更多拥有生产线的公司需要这些稀土属性，从而更好地创造更多就业机会并发展经济。

其中一些似乎已经发生。

今年 17 月，三星宣布计划在德克萨斯州的芯片工厂投资 1 亿美元，理由是基础设施是选址的原因之一。 特斯拉于 XNUMX 月正式宣布将总部迁至德克萨斯州的计划。 它计划投资 XNUMX 亿美元，继续扩大该州的电动汽车生产。

显然，这条新生的德克萨斯供应链不足以满足美国对芯片及其所需稀土元素不断增长的需求。 尽管如此，这是一个令人鼓舞的迹象，表明我们可能正在从离岸关键制造过程不会产生后果的错觉中醒来。

休斯顿大学供应链和物流技术项目主任玛格丽特·基德说：“这是一个不稳定的进展，但至少它正在朝着某个方向发展。” “德州不会解决我们整个国家的芯片供应链问题，但这是积极的一步。”

据估计，要实现拜登的 25 年绿色经济，我们目前的稀土供应量需要 2050 倍，这不会太快。

艾米丽·皮克瑞尔（Emily Pickrell） 是一位资深的能源记者，拥有超过12年的经验，涵盖从油田到工业用水政策，再到最新的墨西哥气候变化法律的所有内容。 艾米丽（Emily）报告了美国，墨西哥和英国各地的能源问题。 在从事新闻工作之前，艾米丽（Emily）曾在美国政府问责办公室担任政策分析员，并在国际援助组织（CARE）担任审计员。 

UH Energy是休斯顿大学进行能源教育，研究和技术孵化的枢纽，致力于塑造能源未来并在能源行业中开拓新的业务方法。