США та Україна можуть укласти угоду про співпрацю у видобутку рідкісноземельних металів – стратегічно важливих ресурсів для високотехнологічної промисловості. На тлі глобального попиту на ці елементи, які використовують у виробництві електроніки, магнітів та оптичних матеріалів, Україну розглядають як перспективного партнера для зменшення залежності Заходу від китайських постачань.
Про те, чому для України є цінними ці метали та в яких сферах їх використовують, для ІА Дивись.info розповіли декан хімічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка Григорій Дмитрів та доцентка кафедри вищої геодезії та астрономії Національного університету «Львівська політехніка» Любов Янків-Вітковська.
Що таке рідкісноземельні метали
Григорій Дмитрів пояснює, що до рідкісноземельних металів (РЗМ) належать винятково скандій, ітрій та лантаноїди — група елементів від лантану до лютецію.
«Ніякий літій, ніякий титан до рідкісноземельних металів не належить, як пишуть деякі медіа», — наголошує науковець.
За словами Володимира Саркісяна, рідкісноземельні елементи не є такими вже рідкісними в природі. Вони трапляються в багатьох мінералах, і багато з них мають комерційне значення. Наприклад, гадолініт містить до 23% оксиду церію (Ce₂O₃), а деякі різновиди мінералів можуть містити до 1 кг оксиду скандію (Sc₂O₃) на тонну. Зазвичай поклади з вмістом металів понад 5% вважають перспективними для видобутку.
Перші значні відкриття лантаноїдів стали можливими лише наприкінці ХІХ століття завдяки новим методам спектрального аналізу. Лантаноїди мають схожі хімічні властивості, але відрізняються фізичними характеристиками, що робить їх цінними в різних промислових галузях, зокрема в магнітних, оптичних та термічних технологіях.
Де видобують такі метали
Щодо покладів цих металів в Україні, зокрема на Львівщині, Дмитрів пояснює: «Як таких спеціальних покладів у нас немає. Основні місця видобутку рідкісноземельних металів у світі — це США, Австралія, Китай і трохи Південна Африка».
Проте українські науковці працюють над альтернативними методами їхнього отримання. «Наш університет (Львівський національний університет — ред.) зараз розробляє проєкт отримання їх не з руд, а з відвалів кам’яновугільного басейну», — розповідає хімік. Йдеться про відходи вугільних шахт Львівсько-Волинського басейну, зокрема Шептицького.
За словами Дмитріва, проведені аналізи засвідчили, що в цих відвалах можна знайти певні кількості лантану, скандію та інших рідкісноземельних металів. Нині триває співпраця з німецькими партнерами, яка передбачає можливість їхнього вилучення.
Водночас науковець зауважує, що промислового видобутку РЗМ в Україні немає. «Вони можуть бути як супутні елементи інших металів. Наприклад, там, де є залізна або марганцева руда, можна отримувати рідкісноземельні метали з відвалів. Але окремих шахт для їхнього видобутку в Україні немає», — зазначає Дмитрів.
Одна з головних перешкод у промисловому освоєнні цих металів — складність їхнього розділення. «Якщо їх добути більш-менш можна, то розділити дуже важко. Вони мають дуже подібні хімічні властивості, хоча за фізичними вже потім відрізняються», — пояснює науковець.
Де застосовують рідкісноземельні метали
Попри це, Дмитрів наголошує, що рідкісноземельні метали мають широкий спектр застосування. «Не можна сказати, які з них цінніші. Наприклад, без одного не можна отримати магнітів, а без іншого — оптичних матеріалів. Церій потрібен для каталізаторів переробки нафти. Вони всі важливі, але кожен має свою нішу застосування. Але щоб їх отримати у чистому вигляді, потрібні складні технології», — пояснює науковець.
Хоча їх використовують у невеликих кількостях, вони є незамінними в багатьох технологіях.
«У стандартному смартфоні є майже всі лантаноїди. Вони наявні в невеличких кількостях, але без них обійтися не можна», — наголошує вчений.
Зокрема, Любов Янків-Вітковська пояснює, що рідкісноземельні метали є стратегічно важливими для сучасних технологій, зокрема для комп’ютерної техніки та космічних досліджень.
За її словами, після розпаду СРСР космічна галузь, яку раніше була монополізував Радянський Союз, не отримала належної уваги з боку української влади.
«На жаль, протягом багатьох років не було стратегічного розуміння важливості космічних наук. Натомість Україна зосередилася на розвитку IT-сфери, що, втім, також сприяло зростанню попиту на рідкісноземельні метали», — пояснює Янків-Вітковська.
Вона додає, що на тлі глобального технологічного суперництва Сполучені Штати активно шукають нові джерела постачання критично важливих матеріалів.
«Це бізнес. США, зокрема їхні представники, які займаються космічними дослідженнями, усвідомлюють потребу в цих металах. Водночас Тайвань, лідер у виробництві напівпровідників, також залежить від цих ресурсів», — зазначає науковиця.
Рідкісноземельні елементи завдяки своїм унікальним фізико-хімічним властивостям мають широке застосування в різних галузях промисловості. Наприклад, ітрій, європій та тербій використовують в люмінесценції, надаючи дисплеям RGB характерні червоний, зелений та блакитний кольори. Це робить їх незамінними в комп’ютерних моніторах, екранах смартфонів та світлодіодних лампах.
Іншим важливим напрямом є оптичні пристрої. Лантаноїди знижують поглинання світла лінзами цифрових фотокамер, а їхні фториди формують захисну плівку на об'єктиви та коригують передачу кольорів. Наприклад, половина всіх цифрових камер у світі містить лантан. Ці елементи також використовують як каталізатори в нафтовій промисловості, а сплави лантану застосовують в NiMH-акумуляторах, зокрема в гібридних автомобілях, де міститься до 10 кг лантану.
Магніти на основі неодиму, диспрозію, самарію та празеодиму широко використовують в генераторах вітрових електростанцій та для стабілізації вібрації жорстких дисків комп’ютерів. Згідно з даними журналу U.S. Geological Survey, близько 200 видів промислової продукції залежать від рідкісноземельних елементів.
Чи є екологічні ризики при видобутку
За словами Дмитріва, будь-яке видобування руд несе екологічні загрози, особливо через складність не тільки добування, а й подальшого розділення рідкісноземельних металів.
«Чому їх добувають у таких країнах, як Китай? Тому що цей процес супроводжують великі екологічні ризики. Китай веде видобуток у Внутрішній Монголії – північному регіоні, де щільність населення мінімальна. Це не густозаселені райони біля Янцзи, де розташовані мільйонні міста», — зазначає вчений.
В Україні наразі промислового видобутку рідкісноземельних металів немає, а перспективні дослідження зосереджені на їхньому отриманні з відвалів вугільних шахт, що значно зменшує екологічний вплив.
«Те, що ми хочемо зробити з німцями, — це фактично вторинна переробка. Ми не будемо викопувати з землі нові руди, а будемо працювати з тим, що вже добули та воно стало відходами», — пояснює Дмитрів.
Чому США зацікавлені у цих металах
Останнім часом тему рідкісноземельних металів активно обговорюють у світових медіа через можливе укладання угоди зі США. На думку Дмитріва, основна причина — це монополія Китаю на їхнє виробництво.
«Якщо подивитися на графік, то до 80-х років монополістами були США. А потім 20 років тому Китай здійснив стрибок і тепер диктує умови всьому світу», — пояснює він.
Геополітичне значення рідкісноземельних металів лише зростає. Дмитрів нагадує, що США підтримують Україну у війні з Росією, а Китай, зі свого боку, прагне встановити контроль над Тайванем – стратегічним партнером Америки.
«Якщо Китай перестане продавати рідкісноземельні метали США, це стане для них серйозною проблемою, адже Америка не зможе покривати свої потреби», — наголошує науковець.
Чому важливо співпрацювати з іноземними партнерами
Питання освоєння українських ресурсів викликає значний інтерес як серед іноземних партнерів, так і всередині країни.
«Коли країна, що розвивається, має цінні ресурси, їх закупівля стає одним із найпростіших способів ведення бізнесу. В Україні є багато талановитих менеджерів, зокрема випускників Львівської політехніки та Львівського національного університету імені Івана Франка. Важливо знайти правильний підхід до питання видобутку», — наголошує Любов Янків-Вітковська.
На її думку, Україна могла б співпрацювати з іноземними компаніями, щоб ефективно використовувати власні ресурси. Вона проводить паралелі з історією Борислава та Стебника кінця XIX – початку XX століття, коли розробка нафтових і газових родовищ відбувалася за участі іноземних підприємців.
«Тоді, за часів Австро-Угорщини, в регіон приходили іноземні компанії, які інвестували у технології та видобуток. Так, українці часто працювали лише як робоча сила, але саме завдяки цій співпраці було закладено основу для подальшого розвитку галузі», — пояснює Янків-Вітковська.
Вона підкреслює, що співпраця з міжнародними партнерами може бути вигідною, якщо вона базуватиметься на прозорих умовах і державних інтересах.
«Серед українських бізнесменів є й ті, хто діє недоброчесно, отримуючи контроль над стратегічно важливими родовищами, зокрема в Житомирській області. Тому державі потрібно чітко визначити пріоритети: чи передати видобуток в руки олігархів, які збагатилися за рахунок країни, чи співпрацювати з іноземними компаніями, що мають досвід, технології та чітку систему управління», — додає вона.
За словами науковиці, зважаючи на війну, Україна наразі зосереджена на економічній та оборонній стабільності. Проте після перемоги необхідно буде активно залучати міжнародні компанії, які мають відповідну експертизу.
«Співпраця з іноземцями — це не проблема, головне, щоб вона була обґрунтованою та прозорою. Важливо залучати компанії, які мають реальний досвід у видобутку, а не фірми, що існують лише на папері. Україна багата не лише на рідкісноземельні метали, а й на газ. Ще за радянських часів Дашавський газопровід постачав блакитне паливо до Москви, а потім ситуація змінилася на користь інших держав. Тож важливо, щоб цього разу ми змогли правильно розпорядитися власними ресурсами».
Потрібен комплексний підхід до розвитку ресурсів та науки в Україні
Любов Янків-Вітковська підкреслює важливість розумного та виваженого підходу до використання природних ресурсів України, наголошуючи на необхідності залучення науки та технологій до цього процесу.
«Звичайно, наука і космічні технології — це перспектива для нашої держави. Ми повинні з обережністю підходити до цього питання, адже Україна має величезний потенціал, і треба правильно його використовувати. Не можна боятися співпраці з іноземними компаніями, але все повинно бути прозоро та зважено. Важливо, щоб уряд та президент усвідомлювали важливість кожного кроку, особливо враховуючи помилки попередніх урядів. У нас є всі ресурси для розвитку, і ми маємо підходити до цього з розумінням», — зазначає науковиця.
З її слів, освоєння ресурсів потребує значних інвестицій у сучасну інфраструктуру та техніку, а також підготовки висококваліфікованих фахівців. «Видобуток нафти, газу чи інших корисних копалин вимагає використання високотехнологічного обладнання, яке можуть надати лише іноземні партнери. Звісно, Росія має більше досвіду у видобутку, оскільки ще за радянських часів її фахівці працювали на величезних родовищах Сибіру та Уралу. В Україні ж часто все зводилось до мінімуму», — додає вона.
Також вона порушує важливе питання підготовки нових поколінь науковців. «Ми повинні подумати, чи достатньо в Україні є програм для підготовки фахівців, здатних працювати з нашими ресурсами. На жаль, сьогодні фізику та математику в наших школах скорочують, а Міністерство освіти не завжди ставить на меті підготовку нових поколінь, здатних освоювати надра», — зазначає науковиця.
Особливо важливим є питання розвитку космічних технологій. Янків-Вітковська вважає, що перспективи України в космосі значні, але для цього необхідно активно інвестувати в науку: «Ми вже можемо говорити про освоєння повітряних автомобілів та інші космічні апарати, для яких необхідні спеціальні метали, як-от алюміній, титан чи графен. Проте ці галузі потребують висококласних наукових шкіл і досліджень».
«Це повинно бути комплексне питання, яке потребує ретельного планування. Ми маємо великий потенціал у розвитку чорноземів та сільського господарства, і треба діяти виважено, з урахуванням усіх ризиків та перспектив», — резюмує вона.
Загалом науковиця підкреслює, що для досягнення сталого розвитку Україні необхідно зберігати баланс між використанням природних ресурсів, розвитком високих технологій та підготовкою нових поколінь науковців та фахівців.
Нагадаємо, що Україна та США погодили угоду про корисні копалини.
