พลังงานสะอาดพึ่งแร่ธาตุสำคัญ จีน–อินโดฯ–ชิลี ครองห่วงโซ่อุปทาน

การเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานสะอาดทำให้แร่ธาตุสำคัญและธาตุหายากถูกจับตามองเป็นพิเศษ แร่เหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งในการผลิตเทคโนโลยีที่ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์และเทคโนโลยีคาร์บอนต่ำ ซึ่งจะช่วยให้สามารถเปลี่ยนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลไปสู่ทางเลือกที่ยั่งยืนมากขึ้น

แร่ธาตุสำคัญมีอยู่ในทุกสิ่ง ตั้งแต่ระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ รถยนต์ไฟฟ้า ไปจนถึงกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์ เพียงแค่ยกตัวอย่างบางส่วนสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) คาดการณ์ว่า ความต้องการแร่ธาตุสำคัญจะต้องเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าภายในปี 2030 และเพิ่มเป็นสี่เท่าภายในปี 2040 หากต้องการบรรลุเป้าหมายการปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์

แร่ธาตุสำคัญคืออะไร และทำไมจึงมีความสำคัญ

แม้นิยามจะแตกต่างกัน แต่มีแร่ธาตุสำคัญและธาตุหายากจำนวนมากที่มีความสำคัญต่อการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน ซึ่งครอบคลุมถึงโลหะอย่างอะลูมิเนียมและสารอื่น ๆ กระทรวงพลังงานของสหรัฐฯ ระบุว่า มีแร่ธาตุสำคัญรวมทั้งหมด 50 ชนิด ขณะที่สหภาพยุโรปให้ความสำคัญกับ 34 ชนิด

รายชื่อของ IEA สำหรับแร่ธาตุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ได้แก่ ลิเทียม นิกเกิล โคบอลต์ แมงกานีส และกราไฟต์ ซึ่งมักใช้ในแบตเตอรี่ อะลูมิเนียมและทองแดงมีความสำคัญต่อโครงข่ายไฟฟ้า ส่วนธาตุหายากใช้สำหรับแม่เหล็กในกังหันลมและมอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้า บางชนิด เช่น แพลทินัม อิริเดียม และพัลลาเดียม ถือเป็นธาตุที่หายากที่สุดบนโลก ในขณะที่บางชนิด เช่น อะลูมิเนียมและซิลิคอน ถือเป็นธาตุที่มีมากที่สุด

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีอยู่มากก็ไม่ได้หมายความว่าจะเข้าถึงได้ง่าย ยกตัวอย่างเช่น แม้ทองแดงจะไม่ใช่ธาตุหายาก แต่ระยะเวลาที่เหมืองใหม่จะสามารถส่งมอบทองแดงสู่ตลาดได้โดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 20 ปี ตามรายงานของ องค์การพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศ (IRENA)

การรีไซเคิลมีความสำคัญอย่างไร

การรีไซเคิลมีความสำคัญมากในการรับประกันว่าทรัพยากรสำคัญเหล่านี้จะมีเพียงพอ ยิ่งวัสดุสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้มากเท่าไหร่ ก็ยิ่งทำให้ความหายากของวัสดุนั้นลดลง นอกจากนี้ การรีไซเคิลยังช่วยลดความจำเป็นในการขุดเจาะจากแหล่งธรรมชาติเพิ่มเติม

IRENA ระบุว่า แม้ความต้องการแร่ธาตุสำคัญจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีและโครงสร้างพื้นฐานในการรีไซเคิลในปัจจุบันยังไม่ทันสมัยเพียงพอ ดังนั้นจนกว่าการรีไซเคิลจะมีบทบาทมากขึ้น ในขณะที่ยังคงต้องพึ่งพาการสกัดแบบดั้งเดิมและห่วงโซ่มูลค่าที่เกี่ยวข้อง

สำหรับแหล่งที่มาของแร่ธาตุสำคัญอยู่ที่ไหน เเละยังคงมีความสำคัญยิ่งต่อการรักษาความมั่นคงของห่วงโซ่อุปทานในอนาคตท่ามกลางความต้องการที่เพิ่มขึ้น

แร่ธาตุสำคัญมาจากไหน

แหล่งกำเนิดของแร่ธาตุสำคัญและธาตุหายากจำนวนมากมีความกระจุกตัวสูง IRENA จัดอันดับว่าแกลเลียม ซึ่งเป็นโลหะที่ใช้ใน LED โทรศัพท์มือถือ และแผงโซลาร์เซลล์ เป็นวัสดุที่มีความกระจุกตัวมากที่สุด โดย 95% มาจากประเทศจีน

ทองแดงถือเป็นแร่ที่มีความกระจุกตัวน้อยที่สุด เนื่องจากสามารถหาได้จาก 56 ประเทศ โดยชิลี (28%) และเปรู (10%) เป็นผู้จัดหารายใหญ่ที่สุด ต่อไปนี้คือแร่ธาตุสำคัญบางส่วนและแหล่งที่พบ โดยอ้างอิงข้อมูลจาก Our World In Data

ทองแดง

ทองแดงใช้ในสายไฟ หม้อแปลง แหล่งพลังงานแสงอาทิตย์และลม และระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ ทำให้มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในเทคโนโลยีพลังงานสะอาด แหล่งสำรองที่เข้าถึงได้ทางการค้ากระจายอยู่ทั่วโลก โดยชิลีมีประมาณหนึ่งในห้าของปริมาณทั่วโลก (ข้อมูลปี 2023) ตามด้วยเปรู ออสเตรเลีย สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก และรัสเซีย

การทำเหมืองมีการกระจายตัวคล้ายกัน แต่ในด้านการกลั่น ประเทศจีนเป็นผู้ผลิตหลักของโลก โดยคิดเป็น 44% ของปริมาณทั่วโลก

ลิเทียม

ลิเทียมเป็นองค์ประกอบหลักของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน จึงขาดไม่ได้สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ประจำที่ ลิเทียมยังเป็นองค์ประกอบสำคัญในแบตเตอรี่ LFP ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่ลองเป็นอันดับสอง

แม้จะมีผู้พัฒนาบางรายที่สำรวจเทคโนโลยีที่ไม่ใช้ลิเทียม เช่น โซเดียมไอออน แต่จะต้องมีการนำไปใช้ในวงกว้างเท่านั้นจึงจะทำให้ความต้องการลิเทียมลดลงก่อนถึงปี 2050

ออสเตรเลียเป็นผู้นำในการผลิตลิเทียมของโลก โดยมีสัดส่วนราว 50% ตามด้วยชิลี (25%) และจีน (18%) แหล่งลิเทียมส่วนใหญ่ในออสเตรเลียมาจากหินลิเทียม ส่วนในชิลี อาร์เจนตินา และโบลิเวีย ลิเทียมถูกสกัดจากน้ำเกลือที่มีแร่ลิเทียมอยู่ ทั้งสามประเทศอยู่ใน “สามเหลี่ยมลิเทียม” ในเทือกเขาแอนดีส ซึ่งมีแหล่งสำรองจำนวนมากและยังไม่ได้ถูกใช้ประโยชน์

นิกเกิล

นิกเกิลเป็นองค์ประกอบสำคัญในแคโทดของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ความต้องการนิกเกิลในอนาคตจะขึ้นอยู่กับผลกระทบของเทคโนโลยีทางเลือก เช่น LFP และแบตเตอรี่โซเดียมไอออน ซึ่งไม่ใช้ส่วนผสมนิกเกิล อย่างไรก็ตาม นิกเกิลยังใช้ในเทคโนโลยีพลังงานลมและแสงอาทิตย์ รวมถึงอิเล็กโทรไลเซอร์สำหรับผลิตไฮโดรเจนสีเขียว

เอเชียตะวันออกเฉียงใต้เป็นศูนย์กลางหลักในการทำเหมืองนิกเกิล โดยอินโดนีเซียผลิตได้ครึ่งหนึ่งของปริมาณทั้งหมดทั่วโลก ผู้ผลิตสำคัญอื่น ๆ ได้แก่ ฟิลิปปินส์ นิวแคลิโดเนีย รัสเซีย แคนาดา และออสเตรเลีย

การผลิตนิกเกิลที่ผ่านการกลั่นมีการกระจายตัวมากกว่า โดยอินโดนีเซียอยู่ในอันดับหนึ่ง คิดเป็นประมาณหนึ่งในสาม และจีนประมาณหนึ่งในสี่ อินโดนีเซียยังมีแหล่งสำรองนิกเกิลมากที่สุดของโลก คิดเป็นกว่า 40% ในปี 2023 โดยออสเตรเลียและบราซิลก็มีปริมาณสำรองที่มากเช่นกัน

โคบอลต์

โคบอลต์มีความสำคัญต่อผลิตภัณฑ์และอุตสาหกรรมหลากหลาย แต่สำหรับการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน ความสำคัญหลักคือการเป็นองค์ประกอบสำคัญในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน เช่นเดียวกับนิกเกิล ความต้องการโคบอลต์ในอนาคตขึ้นอยู่กับวิวัฒนาการของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ เนื่องจากทั้ง LFP และโซเดียมไอออนไม่ใช้โคบอลต์

ในการผลิตส่วนใหญ่ โคบอลต์ถูกขุดจากสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก (DRC) คิดเป็นเกือบสามในสี่ของผลผลิตทั่วโลก ผู้ผลิตสำคัญอื่น ได้แก่ อินโดนีเซีย รัสเซีย และออสเตรเลีย DRC ยังมีแหล่งสำรองที่ทราบคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของโลก ตามด้วยออสเตรเลียราว 15% อย่างไรก็ตาม จีนเป็นผู้กลั่นโคบอลต์รายใหญ่ที่สุดของโลก คิดเป็นสามในสี่ของโคบอลต์ที่กลั่นทั่วโลก

กราไฟต์

กราไฟต์เป็นคาร์บอนธรรมชาติที่พบในดินสอ แต่ก็เป็นองค์ประกอบหลักของขั้วแอโนดในแบตเตอรี่ จึงมีความสำคัญต่อรถยนต์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ประจำที่ นอกจากนี้ยังใช้ในอิเล็กโทรดสำหรับเตาหลอมไฟฟ้า ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักในการลดการปล่อยคาร์บอนในอุตสาหกรรมเหล็ก

จีนเป็นผู้ผลิตกราไฟต์ธรรมชาติรายใหญ่ที่สุดของโลก คิดเป็นมากกว่าสามในสี่ของผลผลิตทั้งหมด มาดากัสการ์ โมซัมบิก และบราซิลตามมาในอันดับถัดไป โดยมีปริมาณการผลิตน้อยกว่ามาก

แหล่งสำรองกราไฟต์มีอยู่มากและมีการกระจายตัวน้อยกว่า โดยบราซิลและจีนมีปริมาณใกล้เคียงกัน ตามด้วยโมซัมบิกและมาดากัสการ์ กราไฟต์ยังสามารถผลิตแบบสังเคราะห์จากเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ แต่ศักยภาพในการก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนสูงกว่าการสกัดกราไฟต์ธรรมชาติ 2–3 เท่าหรือมากกว่า

ธาตุหายาก (Rare Earth Elements หรือ REE)

REE คือกลุ่มของธาตุโลหะ 17 ชนิด รวมถึงกลุ่มแลนทาไนด์ สแกนเดียม และอิทเทรียม แม้จะใช้ในผลิตภัณฑ์ในปริมาณน้อยมาก แต่ก็มีความสำคัญอย่างยิ่ง ตัวอย่างหนึ่งคือ แม่เหล็กถาวร ซึ่งหากไม่มีจะทำให้กังหันลมหมุนไม่ได้ และมอเตอร์ของรถ EV หยุดทำงาน

REE พบได้บ่อยในเปลือกโลก แต่ในความเข้มข้นที่น้อยมากเมื่อเทียบกับโลหะอื่น เช่น เหล็ก ทองแดง หรือทองคำ

จีนครองการผลิตและสำรอง REE ของโลก โดยคิดเป็นมากกว่าสองในสามของทั้งหมด ผู้ผลิตสำคัญอื่น ได้แก่ สหรัฐฯ เมียนมา และออสเตรเลีย แหล่งสำรองมีการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์มากกว่า แม้ว่าจีนยังคงเป็นผู้นำ (40%) ตามด้วยเวียดนามและบราซิลประมาณ 20% ต่อประเทศ

การประกันแหล่งสำรองแร่ธาตุสำคัญและธาตุหายากในอนาคต

เมื่อการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานเดินหน้าและขยายตัวมากขึ้น การประกันแหล่งสำรองที่เพียงพอของแร่ธาตุสำคัญและ REE จะมีความสำคัญต่อการลดคาร์บอนทั่วโลก

สมุดปกขาวจากเวทีเศรษฐกิจโลก (WEF) และบริษัท McKinsey วางแผนภาพห่วงโซ่มูลค่าของแร่ธาตุสำคัญไว้ในเอกสาร Securing Minerals for the Energy Transition: Unlocking the Value Chain through Policy, Investment and Innovation

เอกสารดังกล่าวชี้ให้เห็นว่า นโยบาย การลงทุน และนวัตกรรม คือกุญแจสำคัญในการเพิ่มปริมาณแหล่งสำรอง รวมถึงการเปิดเหมืองและโรงกลั่นใหม่ เช่น ในทวีปแอฟริกา และการลดความต้องการโดยใช้น้อยลงหรือหาอะไรมาทดแทน