用迴圈經濟克服稀土礦物短缺

Adamas Intelligence 的一份報告預測，如果全球稀土礦物繼續以同樣的方式開採，三到五年內需求將超過供應。這對製造業來說是令人擔憂的消息，因為稀土的稀缺將影響電動汽車和機器人等高科技產品的生產。在這裡，自動化零件供應商 EU Automation 的美國國家經理 Claudia Jarrett 討論了稀土在製造業中的重要性以及迴圈經濟模型如何説明克服稀土短缺。

據《稀土金屬表面結構》一書的作者介紹，我們今天使用的稀土元素是在大約一百億年前的超新星爆炸中誕生的。它們存在於我們日常生活中的許多產品中，例如在螢光燈泡內，在 PC、手機、電動汽車和許多其他日常產品的硬碟驅動器中。

從物理上講，稀土並不稀缺。它們在地殼中比金、鈾或錫等許多其他金屬更常見。然而其被認為罕見的原因在於它們的可開採濃度，其開採濃度不如大多數其他礦石。由於暫時沒有辦法對其進行人工複製，目前的稀土資源都是有限的，也找不到替代品。

稀土具有獨特的磁性、催化和光學特性，廣泛應用於許多高科技和低碳技術，從硬碟驅動器、電動汽車和光纖電纜到導彈制導系統、醫療設備和清潔能源技術。

鉭、銀、鋰、鎵和銦五種稀土元素被廣泛應用于現代技術。例如，鉭因其儲能能力而被廣泛用於電腦和手機中的電子電容器。由於故障率低，它也被用於汽車和航空電子、原子能和風力渦輪機。

另一種重要的稀土鎵以其液態形式用於人機界面 (HMI)、螢幕和太陽能電池板。由於它的熔點低但沸點高，因此它的傳熱和冷卻性能被用於半導體中的砷化鎵 (GaAs) 和氮化鎵 (GaN) 化合物。

這些材料複雜的回收過程和環境影響是稀土供不應求的原因之一。部門貴金屬礦物（如黃金）可以通過回收利用從傳統技術中提取。然而，回收稀土更加困難，是因為冶煉的過程非常耗能，可能會產生有害排放物，並且需要進一步的下游分離過程。

如今人們擁有更多的技術產品，但不知道如何再利用或回收它們，這一現狀也導致了稀土的稀缺。根據英國皇家化學學會委託進行的 Ipsos MORI 調查，51% 的英國家庭至少擁有一個未使用的電子設備。其中，82% 沒有計劃回收或出售他們的設備。在 COVID-19 大流行期間，囤積冗餘技術變得更加普遍，當時許多人轉向遠端工作和教育。

稀土元素被用於生產高強度永磁體，這些永磁體使消費電子產品（如手機和筆記型電腦）的生產以及製造中採用的自動化技術成為可能。如果不採取措施，對釹、鐠、鏑和鋱等稀土礦物的快速增長的需求可能會在未來二十年內超過其供應量。

為了限制稀土在全球的使用，製造商可以考慮用迴圈模型取代傳統的線性經濟模型。在迴圈經濟模型中，產品和材料在使用壽命結束時進行回收和再生。話雖如此，當含有稀土的自動化部件出現故障時，採購過時或翻新的部件可能是更可持續的解決方案。

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