China a descoperit zăcăminte imense de pământuri rare, cruciale pentru producţia de magneţi permanenţi pentru maşini electrice şi turbine eoliene

În ultimii ani, auzim tot mai des despre turbine eoliene tot mai puternice, de pe o parte, şi maşini electrice cu electromotoare tot mai puternice, dar în acelaşi timp compacte. Koenigsegg are un electromotor de 39 kg şi 600 kW putere, iar acum câteva zile scriam despre un nou motor care pretinde la un record mondial de putere raportată la greutate, cu 40 kg şi 630 kW. Toate generatoarele performante de turbine eoliene şi toate motoarele performante şi compacte din maşinile electrice au, însă, un lucru comun — ele folosesc pământuri care în compoziţia lor, pentru a creşte densitatea puterii. Problema pământurilor rare este că acestea sunt disponibile în cantităţi relativ mici în lume, în puţine zone ale planetei, iar extracţia lor anuală e limitată. Şi până acum, 95% din aceste pământuri rare erau extrase în China. Azi, însă, China a anunţat despre o nouă descoperire de o importanţă imensă în regiunea Yunnan, acolo unde au fost descoperite zăcăminte imense, de 1,15 milioane de tone de pământuri rare!

Ce sunt pământurile rare şi de ce e nevoie de ele în electromotoarele maşinilor electrice şi ale turbinelor eoliene? Sunt o listă de 17 elemente din tabelul periodic, clasificată ca „pământuri rare”, în care se includ: neodim, scandiu, ytriu, lantan, praseodim, ceriu, promeţiu, samariu, europiu, holmiu, yterbiu, luteţiu, disprosiu, gadoliniu, terbiu, tuliu şi gadoliniu. Mai multe dintre acestea sunt extrem de importante în producţia de magneţi permanenţi, iar compoziţia magneţilor permanenţi e crucială în densitatea lor energetică. Asta determină şi ce putere poate dezvolta un motor compact.

Foto: Cele 17 elemente clasificate drept pământuri rare

Magneţii actuali cei mai performanţi sunt realizaţi pe bază de neodim, pentru că ei sunt de 10-11 ori mai puternici la aceeaşi masă decât cei simpli. Inventatorul acestor magneţi e japonezul Masato Sagawa, iar punerea în producţie a acestor magneţi permanenţi pe baza invenţiei sale a durat aproape 40 de ani şi a impulsionat enorm randamentul electromotoarelor care conţin aceşti magneţi, pe de o parte, şi a generatoarelor de turbine eoliene care conţin aceleaşi elemente.

Foto: Motorul Koenigsegg de 39 kg şi 600 kW

Doar că extracţia anuală de neodim era de doar câteva mii de tone până de curând, iar acum, odată cu dezvoltarea maşinilor electrice a trecut în ordinul a zeci de mii. Marea majoritate a neodimului, dar şi a altor pământuri rare folosite în aceleaşi domenii, sunt extrase din China, însă, iar marea luptă nu se dă pentru litiu, cu anume pentru aceste pământuri rare. Pentru că fără ele pot fi realizate motoare, dar metodele clasice prin inducţie nu dau aceeaşi eficienţă în consumul de energie. Putere se poate obţine, dar nu şi aceeaşi randament, şi nici aceeaşi densitate energetică.

Tocmai de asta, inginerii din întreaga lume muncesc de mai mulţi ani la dezvoltări de noi electromotoare care să nu conţină pământuri rare, în primul rând pentru că resursele acestora sunt mici şi finite, şi în al doilea rând pentru că asta înseamnă dependenţă de China. Câteva asemenea realizări există deja, iar în 2023 şi germanii de la ZF anunţau un electromotor care nu mai conţine pământuri rare. Şi Tesla are asemenea elaborări, şi alţi producători, dar dependenţa de ele rămâne mare în lume.

Foto: Motorul ZF fără magneţi permanenţi

Iar într-un articol din septembrie scriam despre cifrele dezvăluite de suedezii de la Vatenfall, care spuneau că la o singură turbină eoliană modernă puternică, e nevoie de 8 tone de magneţi permanenţi! Desigur, asta nu înseamnă că toate 8 tone sunt neodim, dar cota acestuia poate ajunge la 30%, deci 2,4 tone de neodim tot se pot consuma pentru o singură turbină de asemenea tip, dacă se doreşte densitatea maximă! Deci, de asta turbinele eoliene au preţuri de milioane de euro!

Iar China tocmai şi-a descoperit noi resurse imense de pământuri rare, de 1,15 milioane de tone, dintre care 470.000 tone sunt elementele cele mai interesante pentru industria maşinilor electrice şi ale turbinelor eoliene — neodim, praseodim disprosiu şi terbiu. E cel mai mare zăcământ unic de acest tip descoperit până acum în China şi putem doar să ne imaginăm că, dacă azi extracţia anuală a acestor materiale e de circa 26-30 mii tone, atunci cele 470 mii tone noi de materiale direct aplicabile pot asigura creşteri imense de producţie, întrucât acoperă peste 15 ani de extracţie globală în ritmul actual!

Fireşte, China deja anunţă că noua descoperire va impulsiona enorm industria sa de maşini electrice şi turbine eoliene, dar şi alte industrii aferente care au nevoie de aceste pământuri rare. Descoperirea nu e una întâmplătoare, ci e rezultatul a 10 ani de căutări şi forări geologice a oamenilor de ştiinţă chinezi.