Welke kritieke mineralen moeten deel uitmaken van uw risicomanagementstrategie?

Belangrijkste punten uit het artikel:

• Het Amerikaanse Department of Energy definieert kritieke mineralen als materialen die “(i) een hoog risico op supply chain-verstoring hebben; en (ii) een essentiële functie vervullen in een of meer energietechnologieën, waaronder technologieën voor energieproductie, -transmissie, -opslag en -besparing.”
• Zeldzame aardmetalen vormen een groep van 17 metaalachtige elementen — de 15 elementen uit de lanthanidenreeks van het periodiek systeem, aangevuld met scandium en yttrium — met een breed scala aan toepassingen in de hightechindustrie.
• De vijf belangrijkste kritieke materialen waarop organisaties hun SCRM-inspanningen moeten richten zijn: kobalt, gallium, grafiet, lithium en nikkel.

Sinds het eerste jaar van de regering-Biden in 2021 is de Amerikaanse overheid zich zeer bewust van de risico’s binnen de kritieke materialen-supply chain van de VS. Een beoordeling die de Biden-regering in zijn eerste ambtsjaar liet uitvoeren, en die in 2022 werd gepubliceerd, concludeerde dat de VS overmatig afhankelijk was van tegenstanders voor uiteenlopende kritieke mineralen en materialen. Daarnaast wees een bijbehorend rapport van het Department of Energy op de wijze waarop China dankzij een first-mover-strategie een concurrentievoordeel heeft verworven in het beheersen van grote delen van de wereldwijde kritieke materialen-supply chain. Landen als China “hebben gecoördineerde, door de overheid geleide strategieën en industrieel beleid ingevoerd om significante investeringen in essentiële supply chain-segmenten te stimuleren en te ontsluiten.”

Hoewel de Amerikaanse overheid streeft naar enige mate van onafhankelijkheid van kritieke mineralen ten opzichte van geopolitieke rivalen als China, is er nog een lange weg te gaan. In de tussentijd zouden Amerikaanse ondernemingen die voor hun productieprocessen afhankelijk zijn van kritieke mineralen en zeldzame aardmetalen (REEs) direct risicobeheersmaatregelen moeten nemen om deze supply chains te beschermen. Volgens de U.S. Geological Survey zijn er echter 50 kritieke mineralen en 17 zeldzame aardmetalen. Hoe bepaalt u welke materialen het meest gebaat zijn bij een robuust risicomanagement-framework? In dit artikel bespreken wij de vijf materialen waarop inkoop- en supply chain-resilienceprofessionals hun aandacht vooral moeten richten. 

Wat zijn kritieke mineralen?

Gezien hun strategisch belang voor de Amerikaanse industrie, defensie en nationale veiligheid — naast andere toepassingen — heeft het Amerikaanse Department of Energy in de Energy Act 2020 een eigen definitie gegeven van een kritisch materiaal. De instantie omschrijft kritieke materialen als: “Elk niet-brandstofmineraal, element, stof of materiaal dat de minister van Energie bepaalt als (i) een hoog risico op supply chain-verstoring en (ii) een essentiële functie in een of meer energietechnologieën, waaronder technologieën die energie produceren, transporteren, opslaan en besparen.”

Een stof moet dus zowel een essentiële functie vervullen als kwetsbaar zijn voor supply chain-verstoring om als kritisch materiaal te gelden. In 2022 publiceerde de U.S. Geological Survey (USGS), onderdeel van het Department of the Interior, een lijst met materialen die zij als kritieke mineralen aanmerkt. De volgende 50 stoffen voldoen aan bovengenoemde definitie van “kritieke mineralen”:

Wat zijn zeldzame aardmetalen?

Zeldzame aardmetalen, vaak afgekort als REEs (rare earth elements), vormen een groep van 17 metaalachtige elementen — de 15 elementen in de lanthanidenreeks van het periodiek systeem, plus scandium en yttrium — met een brede toepassing in de hightechindustrie. Dankzij hun unieke chemische eigenschappen worden zeldzame aardmetalen ingezet als magneet, katalysator en batterijlegering in consumentenelektronica, duurzame energietechnologieën, elektrische voertuigen en medische apparatuur. Hoewel deze producten vaak slechts sporenhoeveelheden REEs bevatten, zijn deze componenten essentieel voor de prestatie en functionaliteit ervan. Dat een zeldzaam aardmetaal slechts een klein deel vertegenwoordigt van het gewicht of de waarde van een product, betekent niet dat het eenvoudig kan worden weggelaten of vervangen.

De zeldzame aardmetalen

• lantaan (La)
• cerium (Ce)
• praseodymium (Pr)
• neodymium (Nd)
• promethium (Pm)
• samarium (Sm)
• europium (Eu)
• gadolinium (Gd)
• terbium (Tb)
• dyprosium (Dy)
• holmium (Ho)
• erbium (Er)
• thulium (Tm)
• ytterbium (Yb)
• lutetium (Lu)
• scandium (Sc)
• yttrium (Y)

Zeldzame aardmetalen zijn een bijzonder aandachtspunt voor de Amerikaanse overheid vanwege de wijze waarop China de productie van deze elementen in de 21e eeuw is gaan domineren. Volgens USGS was in 1993 38% van de wereldwijde productie van REEs afkomstig uit China, terwijl 33% uit de VS kwam (Australië produceerde 12%). In de daaropvolgende twee decennia veranderden deze verhoudingen drastisch. In 2011 was China goed voor 97% van de wereldproductie van REEs. 

Zeldzame aardmetalen zijn een bijzonder aandachtspunt voor de Amerikaanse overheid vanwege de wijze waarop China de productie van deze elementen in de 21e eeuw is gaan domineren.

Hoewel dat percentage recentelijk is afgenomen — China was in 2023 verantwoordelijk voor 69% van de wereldwijde REE-productie — behoudt het land een ijzeren greep op grote delen van de supply chain van zeldzame aardmetalen. 

Vijf onmisbare kritieke mineralen voor uw SCRM-strategie

Kobalt (Co)

• Belangrijkste toepassingen: Oplaadbare batterijen; harde schijven en elektronische componenten; superlegeringen in luchtvaart, defensievoertuigen, raketmotoren en energiecentrales.
• Percentage bewerkt in de VS: <1%
• Belangrijkste wereldwijde producent: Democratische Republiek Congo (DRC)

Kobalt is uniek vanwege de essentiële rol in veel uiteenlopende producten en productieprocessen. Door de hoge energiedichtheid en thermische stabiliteit wordt dit overgangsmetaal ingezet in halfgeleiders en lithium-ionbatterijen. Door de gunstige materiaaleigenschappen is het bovendien een onmisbaar onderdeel van superlegeringen die in de luchtvaart, defensie en zware machinebouw worden toegepast. 

Naast het belang voor diverse sectoren, moet kobalt als een van de eerste kritieke mineralen onder een SCRM-framework vallen vanwege de risicovolle supply chain. Het metaal wordt voornamelijk gedolven in de Democratische Republiek Congo (DRC) — een politiek instabiel land met een bewogen geschiedenis van geweld, uitbuiting van werknemers en kinderarbeid. Een artikel uit 2023 van de Yale School of the Environment beschreef de mijnbouwactiviteiten in de DRC als “door milities gecontroleerde gebieden…waar kinderen van vijf jaar met ruwe schoppen en stukken betonijzer de basis vormen van een wereldwijde supply chain die eindigt op de fabrieksvloeren van ’s werelds grootste en machtigste bedrijven.” Wat het extra gecompliceerd maakt, is dat een groot deel van het in de DRC gewonnen kobalt vervolgens naar China wordt getransporteerd voor verwerking en raffinage. 

China heeft belangen in een groot aantal Congolese mijnen en bijna driekwart van alle kobalt wordt uiteindelijk in China geraffineerd. 

Lithium (Li)

• Belangrijkste toepassingen: Lithium-ionbatterijen voor uiteenlopende elektronica; elektrische voertuigen (EV’s); glas en keramiek; cementformules. 
• Percentage bewerkt in de VS: <1%
• Belangrijkste wereldwijde producent: Australië

Lithium is een alkalimetaal met zeer lage dichtheid en wordt met name toegepast in oplaadbare batterijen voor onder andere smartphones, laptops en EV’s. Lithium-ionen maken deze batterijen mogelijk door te bewegen tussen de anode en kathode — twee essentiële batterijcomponenten. Zoals het Amerikaanse Department of Energy uitlegt: “Tijdens het ontladen en leveren van stroom geeft de anode lithium-ionen af aan de kathode, waardoor een elektronenstroom ontstaat van de ene naar de andere zijde.” Tijdens het opladen “gebeurt het tegenovergestelde: lithium-ionen worden vanuit de kathode vrijgegeven en door de anode opgenomen.”

Australië is de grootste producent van lithium ter wereld, gevolgd door Chili en China. Net als bij veel andere kritieke mineralen domineert China echter het raffinageproces: het land verwerkt meer dan 70% van ’s werelds lithium. Aangezien de overgang van voertuigen met verbrandingsmotor (ICE) naar EV’s lithium centraal stelt, is China’s dominante positie in de raffinage zorgwekkend voor Amerikaanse bedrijven en fabrikanten. Organisaties die een groeiende vraag verwachten, doen er verstandig aan hun mineralen-supply chain te monitoren en te overwegen buiten China te sourcen. 

Grafiet (Gr/C)

• Belangrijkste toepassingen: Batterijen en elektroden; elektromotoren; brandvertragers; hoogovens (“vuurvaste producten”). 
• Percentage bewerkt in de VS: Geen
• Belangrijkste wereldwijde producent: China

Grafiet komt van nature voor in zwarte kristallen en kristallijne massa’s. Het is een stabiele vorm van koolstof met unieke eigenschappen die het waardevol maken voor uiteenlopende sectoren. De chemische en thermische stabiliteit en hoge elektrische geleidbaarheid zijn van groot belang in de metaalindustrie, luchtvaart, defensie en automotive. In de elektronicasupply chain is grafiet een sleutelingrediënt voor batterijen, elektroden, printplaten en diverse IP&E-componenten (interconnect, passive & electromechanical). 

China is wereldwijd marktleider op het gebied van zowel de mijnbouw als raffinage van grafiet, en beheerst daarmee de kritieke supply chain. Andere belangrijke producenten zijn India, Brazilië en Afrikaanse landen als Mozambique en Tanzania. Sinds de jaren vijftig verwerkt de VS geen grafiet meer in eigen land, maar volgens de USGS beschikt het land over grafietvoorraden in onder meer Alaska, Colorado, Montana, Pennsylvania en Texas. Deze reserves bieden op termijn mogelijkheden voor binnenlandse productie, maar vooralsnog zijn Amerikaanse fabrikanten afhankelijk van supply chains die via China lopen. 

Nikkel (Ni)

• Belangrijkste toepassingen: Batterijen en elektroden; elektromotoren; brandvertragers; hoogovens (“vuurvaste producten”). 
• Percentage bewerkt in de VS: Geen
• Belangrijkste wereldwijde producent: China

Nikkel is een corrosiebestendig overgangsmetaal met materiaaleigenschappen die het essentieel maken voor een breed scala aan producten en sectoren. Het metaal heeft een hoog smeltpunt, is zeer vervormbaar en is magnetisch onder een bepaalde temperatuurdrempel. Nikkel wordt toegepast in onder andere metalen legeringen, onderdelen voor de luchtvaart, batterijen en coatings. Volgens het Nickel Institute is het element “onmisbaar in honderdduizenden producten.” In 2023 bedroeg de wereldproductie ongeveer 3,7 miljoen ton, waarbij de vraag naar verwachting met bijna een derde stijgt tot 4,7 miljoen ton in 2030. 

Indonesië is wereldwijd veruit de grootste producent met bijna twee miljoen ton per jaar. Andere belangrijke producenten zijn de Filipijnen, Nieuw-Caledonië en Rusland. Volgens mijnbouwonderzoeksbureau Oregon Group is nikkel momenteel inzet van een globale handelsoorlog tussen Indonesië en westerse landen. Indonesië heeft de prijs van het mineraal de afgelopen twee jaar met meer dan 50% verlaagd om andere landen uit de markt te prijzen. 

Gallium (Ga)

• Belangrijkste toepassingen: Halfgeleiders; zonnepanelen; leds; metaallegeringen.
• Percentage bewerkt in de VS: Geen
• Belangrijkste wereldwijde producent: China

Gallium is een zilverkleurig metaal dat veel gelijkenis vertoont met aluminium, en wordt ingezet in de elektronica-, luchtvaart-, defensie- en energiesector. Het is bovendien van groot belang bij dopeerprocessen in de halfgeleiderproductie en wordt samen met silicium gebruikt om de elektrische geleidbaarheid en materiaaleigenschappen aan te passen. Gallium wordt daarnaast met stikstof gecombineerd tot galliumnitride (GaN), een halfgeleidermateriaal dat vanwege de productie van snellere, efficiëntere chips wordt ingezet als alternatief voor silicium.

China domineert momenteel de winning en raffinage van gallium, met daarnaast belangrijke productie in Zuid-Korea, Oekraïne, Rusland en Kazachstan. Gallium is aantoonbaar gevoelig voor grote supply chain-verstoringen: in december 2024 verbood China de export van het kritieke mineraal naar Amerikaanse bedrijven — een strategische stap die tot op heden voor logistieke en productietechnische uitdagingen zorgt voor Amerikaanse ondernemingen. 

Z2Data helpt bedrijven bij het beheren van risico’s met kritieke mineralen 

SCRM-platform Z2Data biedt OEM’s en andere bedrijven de mogelijkheid inzicht te krijgen in welke kritieke mineralen voor hun supply chain het meest essentieel zijn, en waar hun geografische afhankelijkheden het grootst zijn. Z2Data beschikt over twee sleutel­functionaliteiten die bedrijven in staat stellen hun blootstelling aan risico’s te analyseren en effectieve mitigerende maatregelen te nemen.

SCRM-platform Z2Data biedt OEM’s en andere bedrijven de mogelijkheid inzicht te krijgen in welke kritieke mineralen voor hun supply chain het meest essentieel zijn, en waar hun geografische afhankelijkheden het grootst zijn.

• Mineralenherkenning: De SCRM-tool verzamelt volledige materiaaldeclaraties (FMD’s) en signaleert de kritieke mineralen waarop bedrijven vertrouwen bij hun productie. Dit geeft bedrijven een waardevolle basis om de omvang van hun mineralenafhankelijkheid te bepalen.

• Mineralen­database: Nadat mineralen in FMD’s zijn geïdentificeerd, kan Z2Data deze informatie vergelijken met haar eigen interne mineralendatabase. Met deze bredere context krijgen gebruikers duidelijk zicht op de herkomst van hun mineralen en kunnen zij de risico’s inschatten bij leveranciers uit bijvoorbeeld China, Rusland en de Democratische Republiek Congo (DRC).

Met deze inzichten en intelligence kunnen organisaties een SCRM-framework voor hun kritieke mineralen opstellen, inclusief dual sourcing, diversificatie van de supply chain en risicoreductie buiten China. Wilt u meer weten over hoe Z2Data uw organisatie kan helpen risico’s in de kritieke mineralen-supply chain te beheersen? Plan dan een gratis demo met een van onze productspecialisten.