Elementi delle terre rare, spiegato

Da Madeline Ruid il 13 luglio 2023

Nonostante il loro nome, gli elementi delle terre rare (REE) sono un gruppo relativamente abbondante di 17 elementi metallici. In effetti, le tre REE più abbondanti, cerio, lantanio e neodimio, sono più abbondanti del piombo.1 Le proprietà fluorescenti, conduttive e magnetiche delle REE le rendono un componente essenziale in oltre 200 applicazioni e prodotti, comprese le rivoluzionarie tecnologie digitali e pulite come i veicoli elettrici (EV), la robotica e le turbine eoliche.2,3 Man mano che queste tecnologie diventano più diffuse, prevediamo che la domanda di REE probabilmente aumenterà in modo significativo. E a nostro avviso, le forti prospettive della domanda abbinate agli sforzi continui per diversificare la catena di fornitura globale di REE possono potenzialmente creare interessanti opportunità di investimento nei prossimi anni.

I 17 elementi delle terre rare sono costituiti dalle 15 serie di lantanidi della tavola periodica, nonché da scandio e ittrio.5 Questi metalli lucenti dall'argento al bianco-argenteo sono spesso malleabili e presentano proprietà speciali, il che aiuta a spiegare perché possono essere utilizzati in un gamma di applicazioni industriali. Ad esempio, neodimio, disprosio, terbio e samario possono essere utilizzati per creare alcuni dei magneti più potenti possibili. Chiamati magneti permanenti delle terre rare, svolgono un ruolo cruciale nella conversione dell'energia eolica in elettricità.6 Questi magneti sono anche fondamentali per le prestazioni della maggior parte dei motori dei veicoli elettrici (EV), dei robot e delle apparecchiature di automazione industriale. I magneti al neodimio-ferro-boro (NeFeB), i magneti delle terre rare più potenti disponibili in commercio, sono quelli maggiormente utilizzati in queste tecnologie.7

Europio, ittrio, erbio e neodimio sono quattro REE che hanno proprietà luminescenti, che li rendono utili per tecnologie di consumo come TV e smartphone.8,9 Cerio e lantanio hanno proprietà catalitiche ed elettriche che li rendono utili nei processi chimici, catalizzatori, e tecnologie delle batterie.10 In breve, la maggior parte delle persone utilizza ogni giorno diverse tecnologie che contengono REE.

A nostro avviso, l’uso di elementi delle terre rare in così tante tecnologie e prodotti crea una forte prospettiva di crescita della domanda per il settore. Secondo una stima, si prevede che la domanda di ossidi di terre rare aumenterà da 171.300 tonnellate nel 2022 a 238.700 tonnellate entro il 2030.11 Il maggiore utilizzo di magneti di terre rare come parte delle transizioni in corso verso l'energia digitale e pulita crea i venti favorevoli più significativi per le terre rare crescita della domanda. Nel 2021, i magneti hanno rappresentato il 43,2% della domanda globale di REE.12 Si prevede che la domanda di magneti NdFeB crescerà a un tasso di crescita annuo composto del 7,5% tra il 2023 e il 2040.13

È probabile che queste transizioni continuino il chiaro cambiamento nel profilo della domanda di REE. La domanda si sta allontanando dalle terre rare come il lantanio e il cerio, che vengono utilizzati in casi d’uso più tradizionali come i processi chimici, e si sta spostando verso le terre rare utilizzate nei magneti, come il neodimio e il disprosio.

Alcune aziende cleantech, in particolare i produttori di veicoli elettrici ed eolici, sono alla ricerca di modi per ridurre o addirittura eliminare completamente le terre rare a causa del loro potenziale impatto ambientale e della volatilità dei prezzi. In particolare, durante l'annuale Investor Day di Tesla nel marzo 2023, Colin Campbell, vicepresidente di Powertrain Engineering di Tesla, ha annunciato che la futura unità di azionamento dell'azienda utilizza un motore a magneti permanenti di prossima generazione che non utilizzerà alcun materiale di terre rare.14 Campbell non ha offerto ulteriori dettagli o calendari per l'eliminazione graduale.

A nostro avviso, se gli sforzi volti a ridurre le REE da parte di Tesla e di altre società cleantech si rivelassero efficaci, riteniamo che dovrebbero avere un impatto relativamente limitato sulla domanda di REE almeno per i prossimi anni. In primo luogo, si prevede che le riduzioni nell’uso delle terre rare nei sistemi eolici su base per megawatt di capacità dovrebbero essere superate dalla crescita della capacità complessiva dell’energia eolica fino al 2030.15

In secondo luogo, riteniamo che la crescita dei veicoli elettrici potrebbe anche superare la diminuzione dell’uso delle terre rare nel settore dei veicoli elettrici. I magneti non appartenenti alle terre rare per i veicoli elettrici non sono ancora ampiamente disponibili in commercio e generalmente hanno ancora costi considerevoli in termini di peso ed efficienza.16