داخل مركز معالجة المعادن الأرضية النادرة الشامل الرائد في أمريكا الشمالية

كسر اعتماد الغرب على العناصر الأرضية النادرة

لسنوات عديدة، أصبحت الدول الغربية تعتمد دون علم منها على مصادر خارجية لمورد حيوي. وبينما ازدهرت التطورات التكنولوجية في قطاعات مثل الطيران والإلكترونيات والمركبات الكهربائية، ظلت العناصر الأرضية النادرة الأساسية التي تدعم هذه الابتكارات إلى حد كبير خارج سيطرة الغرب.

حالياً، تتحمل الصين مسؤولية معالجة الغالبية العظمى - حوالي 95% - من العناصر الأرضية النادرة في العالم. ويمنحها هذا التفوق تأثيراً كبيراً، مع إمكانية تعطيل اقتصادات الغرب بسرعة إذا تم تقييد الإمدادات.

عصر جديد للعناصر الأرضية النادرة في أمريكا الشمالية

يشهد كندا تغيراً كبيراً. حيث يقوم مجلس أبحاث ساسكاتشوان (SRC)، ثاني أكبر مؤسسة بحثية وتكنولوجية في البلاد، ببناء أول مصنع متكامل تماماً لمعالجة العناصر الأرضية النادرة في أمريكا الشمالية. تم تصميم هذا المرفق، المدعوم بالذكاء الاصطناعي، ليعمل بشكل مستقل عن التكنولوجيا الصينية.

رؤى رئيسية من قيادة SRC

• سيطرة الصين شبه الكاملة على معالجة العناصر الأرضية النادرة تشكل خطراً أمنياً خطيراً على الدول الغربية.
• يعمل SRC على تطوير ما قد يصبح أكثر منشآت معالجة العناصر الأرضية النادرة تقدماً في العالم.
• المنافسون متأخرون عن SRC بخمس إلى ست سنوات من حيث القدرات التكنولوجية.
• شراكة مع REalloys ستؤسس أول مورد في أمريكا الشمالية للعناصر الأرضية النادرة الثقيلة المعالجة بحلول عام 2027.
• لا توجد حالياً بدائل قابلة للتطبيق للعناصر الأرضية النادرة.
• والمزيد من التفاصيل...

أبرز ما جاء في المقابلة: الطريق إلى الاستقلال في العناصر الأرضية النادرة

لماذا بناء منشأة للعناصر الأرضية النادرة؟

جيمس ستافورد: ما الذي دفع SRC للشروع في هذا المشروع الذي بدأ قبل أكثر من خمس سنوات؟

مايك كربتري: كان لدى SRC أكثر من عقد من الخبرة في معالجة العناصر الأرضية النادرة على مستوى التجارب المعملية والنموذجية. وبعد إدراكنا للطلب المتزايد، اقترحنا على حكومة ساسكاتشوان إنشاء أول مصنع متكامل تماماً في كندا لتحويل المعادن إلى معادن. كان الهدف من هذه المبادرة تحفيز نمو القطاع محلياً ووطنياً. وقد دعمتنا الحكومة معتمدة على خبرتنا الواسعة.

توقع تحدي العناصر الأرضية النادرة

JS: كيف تمكن SRC من تحديد مشكلة إمدادات العناصر الأرضية النادرة قبل أن تصبح معروفة على نطاق واسع؟

MC: قدمت لنا قاعدة عملائنا العالمية معلومات سوقية قيمة، كشفت مدى سيطرة الصين على السوق. ومن خلال هذه التفاعلات، اكتسبنا رؤى حول التحديات التقنية والاقتصادية والاستراتيجية التي تواجه الصناعة.

التحول من النفط إلى معادن الطاقة

كان القرن العشرون يعرف بالنفط والمواد الهيدروكربونية؛ أما القرن الحادي والعشرون فسيشكله معادن وفلزات الطاقة. برزت العناصر الأرضية النادرة كأهم هذه المعادن، مما منح SRC فرصة لإحداث تأثير كبير.

تأثير الصين في السوق

JS: هل يمكنك توضيح كيف شكلت الصين سوق العناصر الأرضية النادرة؟

MC: خلال السنوات العشر إلى الخمس عشرة الماضية، سيطرت الصين على سلسلة توريد العناصر الأرضية النادرة، متحكمة في الإنتاج والأسعار من خلال آليات مثل مؤشر المعادن الآسيوي. ومع ذلك، تحدث ثلاثة تحولات رئيسية:

• الطلب العالمي على العناصر الأرضية النادرة في ازدياد، متجاوزاً حتى قدرة الإنتاج المحلية في الصين.
• تستهلك الصين الآن 60% من إنتاجها من العناصر الأرضية النادرة في صناعاتها المحلية، مما يقلل من الصادرات.
• أدرك الغرب أن الاعتماد على الصين في جميع المعادن الحيوية تقريباً أمر غير مستدام.

وبإدراك هذه الاتجاهات، بدأ SRC في تطوير سلسلة توريد بديلة خارج الصين، مع لعب كندا دوراً محورياً.

استراتيجية متعمدة أم ظرفية؟

JS: هل كانت هيمنة الصين استراتيجية متعمدة؟

MC: منذ أوائل العقد الأول من القرن الحالي، اعتبرت الصين العناصر الأرضية النادرة أصلاً استراتيجياً. وعلى عكس المعادن الأخرى، يمكن أن تؤدي أي اضطرابات في إمدادات العناصر الأرضية النادرة إلى توقف إنتاج التقنيات المتقدمة، كما حدث حين اضطرت شركات غربية إلى الإغلاق أثناء تقييد الصادرات لفترة وجيزة.

نهج اليابان في أمن الإمدادات

JS: كيف أدارت اليابان اعتمادها على العناصر الأرضية النادرة الصينية؟

MC: بنت اليابان احتياطيات وطنية وشركاتية تغطي سنتين إلى ثلاث سنوات من الطلب، مما يبرز الدور الحيوي للعناصر الأرضية النادرة في الاقتصادات الحديثة. وعلى النقيض من ذلك، لم تطور أوروبا وأمريكا الشمالية احتياطيات مماثلة، بل اعتمدتا على سلاسل الإمداد الفوري.

التعاون مع REalloys

JS: ما هي أهداف شراكتكم مع REalloys (NASDAQ: ALOY)؟

MC: صممت منشأتنا لتكون مصنعاً تجريبياً ينتج حوالي 400 طن من المعادن سنوياً - أي ربع إنتاج منشأة كاملة. الهدف هو إثبات التكنولوجيا وقابلية السوق، وجذب الاستثمارات للتوسع. وحيث أن التكنولوجيا خارج الصين كانت مفقودة، قمنا بتطوير أنظمتنا الخاصة لرفع المخرجات والجودة.

تطوير التكنولوجيا الخاصة

JS: كيف بدأتم في تطوير تقنية المعالجة الخاصة بكم؟

MC: بنى SRC تقنيته من الصفر، معتمداً على الكيمياء والفيزياء المعروفة لكنه دمج أنظمة تحكم متقدمة وذكاء اصطناعي. نتج عن ذلك مصنع عالي الكفاءة وصديق للبيئة مع نقاء معدني مرتفع ومعدلات تحويل متفوقة.

الاستثمار والتمويل

JS: ما حجم الاستثمار الذي دخل في هذا المشروع؟

MC: حصلت المنشأة على 187 مليون دولار من حكومة ساسكاتشوان، و13.5 مليون دولار من حكومة كندا، و16 مليون دولار من استثمارات داخلية. وبحلول عام 2027، سيصل إجمالي التمويل إلى 216.5 مليون دولار كندي.

توفير المعادن الحيوية

JS: ما هي المعادن التي تنتجونها لـ REalloys ولماذا هي مهمة؟

MC: ننتج سبائك نيوديوم براسيوديوم (NdPr) الضرورية للمغانط عالية الأداء، بالإضافة إلى كميات أصغر من ديسبروسيوم (Dy) وتيربيوم (Tb) لتعزيز قوة وثبات المغناطيس في الحرارة. ستشتري REalloys كل من NdPr الخام وأكاسيد Dy و Tb القيمة لصناعة المغناطيس.

تعقيد معالجة العناصر الأرضية النادرة

JS: لماذا تعتبر معالجة هذه المعادن تحدياً كبيراً؟

MC: يتضمن العملية ثلاث مراحل رئيسية: المعالجة الهيدرومعدنية، فصل العناصر الأرضية النادرة الفردية، وتحويل الأكاسيد إلى سبائك معدنية. مرحلة الفصل بالذات معقدة للغاية وتحتاج إلى أتمتة متقدمة بالذكاء الاصطناعي. سابقاً، كانت هذه الخبرة حصرية للصين، لذا صممنا أفراننا الآلية الخاصة بنا.

أتمتة تكنولوجيا الأفران

JS: كم استغرق من الوقت لتطوير أفرانكم الخاصة؟

MC: بعد شراء فرن صيني، استغرق الأمر خمسة أشهر لإنتاج المعدن وسنة إضافية لتصميم أفراننا الآلية التي يتحكم فيها الذكاء الاصطناعي بالكامل. تضمن هذه التكنولوجيا إنتاجاً متسقاً وعالي النقاء على مدار الساعة.

تعقيد العمليات ودمج الذكاء الاصطناعي

JS: ما مدى تعقيد سير العمل في المعالجة؟

MC: هناك حوالي اثني عشر عملية رئيسية، كل منها تحتوي على 10 إلى 100 خطوة فرعية، ليصل المجموع إلى آلاف العمليات الفردية. يراقب نظام الذكاء الاصطناعي حوالي 5000 نقطة بيانات كل جزء من الألف من الثانية، ويتخذ قرارات فورية لتحسين الأداء.

انتشار العناصر الأرضية النادرة

JS: لماذا تعتبر العناصر الأرضية النادرة لا غنى عنها؟

MC: إذا اختفت العناصر الأرضية النادرة، سيتوقف نمط الحياة الحديث—ستنطفئ الشاشات، سيتوقف التصنيع، وحتى الأشياء اليومية مثل النظارات والهواتف ستتأثر. هذه العناصر مدمجة في عدد لا يحصى من المنتجات والآلات التي تصنعها.

مشهد الإمدادات في أمريكا الشمالية

JS: هل هناك موردون آخرون في أمريكا الشمالية؟

MC: بينما تحاول بعض الشركات دخول السوق، لم يحقق أي منها تقدمنا أو طور تكنولوجيا مستقلة. معظمهم لا يزال يعتمد على الأنظمة الصينية، بينما أزلنا هذا الاعتماد تماماً.

بناء ذكاء اصطناعي متقدم للمعالجة

JS: كم سيستغرق من الوقت للآخرين لتقليد الذكاء الاصطناعي الخاص بكم؟

MC: بدون فريق متعدد التخصصات مثل فريقنا، سيستغرق تطوير تقنية مماثلة من الصفر خمس إلى ست سنوات. وقد منحنا تكامل خبراتنا في المعادن والمعالجة والذكاء الاصطناعي بداية قوية.

المعرفة كميزة تنافسية

JS: هل ميزتكم الأساسية تكنولوجية فقط؟

MC: سمحت لنا معرفتنا العميقة بأساسيات العمليات بتصميم معدات مخصصة والحفاظ على المرونة في كل مرحلة. هذه المعرفة الأساسية تميزنا عن المنافسين.

الجدول الزمني للإنتاج

JS: متى ستبدؤون إنتاج المواد المغناطيسية؟

MC: في عام 2024، أصبح SRC الأول في أمريكا الشمالية الذي ينتج معادن أرضية نادرة بجودة تجارية باستخدام مصهرنا الخاص. تقترب المنشأة من الاكتمال وستكون جاهزة للعمل بكامل طاقتها بحلول عام 2027.

تطوير الذكاء الاصطناعي الصناعي

JS: كيف تم تطوير نظام الذكاء الاصطناعي الخاص بكم؟

MC: أمضى فريق من ستة متخصصين في الذكاء الاصطناعي الصناعي عامين في بناء النظام وتطويره. من خلال الاختبارات المستمرة والتحديات الواقعية، تعلم الذكاء الاصطناعي حل المشكلات ذاتياً، وجمع بيانات تشغيلية واسعة على مدار عام تقريباً من العمل المتواصل.

الإنتاج المتوقع والطلب السوقي

JS: ما هي أهدافكم الإنتاجية للأعوام القادمة؟

MC: بنهاية عام 2027، نتوقع الوصول إلى 400 طن من المعادن سنوياً، لترتفع إلى 600 طن بحلول عام 2029. ستشتري REalloys معظم إنتاجنا، مع توفر الباقي لعملاء آخرين.

رؤيتنا هي جعل ساسكاتشوان مركزاً رئيسياً لسوق العناصر الأرضية النادرة المتوسطة في أمريكا الشمالية.

المسؤولية البيئية

JS: كيف تعالج عمليتكم المخاوف البيئية؟

MC: تم تصميم منشأتنا لتصريف سائل صفري، حيث يتم إعادة تدوير جميع المياه والمواد الكيميائية. المادة الخام، المونازيت، تحتوي على اليورانيوم والثوريوم اللذين نقوم باستخراجهما وبيعهما، مما يقلل من النفايات المشعة. وهذا يجعل مصنعنا من أكثر المنشآت استدامة في العالم.

التحدي الحقيقي: المعالجة وليس الإمداد

JS: لماذا تعتبر المعالجة العقبة الرئيسية أمام الغرب؟

MC: رغم وفرة موارد العناصر الأرضية النادرة في أمريكا الشمالية وأوروبا، إلا أن الخبرة والبنية التحتية للمعالجة المتوسطة فقدت لصالح الصين قبل عقود. إعادة بناء هذه القدرة تتطلب استثمارات كبيرة ووقت طويل، لكن استعادة حتى 20% من الإنتاج العالمي سيساعد على إنشاء سوق ونظام تسعير عادل.

نظرة إلى المستقبل

JS: كم سيستغرق من الوقت لإعادة بناء الخبرات الغربية؟

MC: تطوير معالجة متوسطة فعالة هو مسار طويل الأمد، يشبه بدء قطار ضخم—يحتاج الوقت ليكتسب الزخم. تثقيف المستثمرين والجمهور حول هذا القطاع المعقد أمر ضروري لتحقيق التقدم.

JS: شكراً لك، مايك، على مشاركتك رؤاك. نترقب رؤية تأثير عمل SRC في السنوات القادمة.