희토류 원소, 설명

매들린 루이드가 2023년 7월 13일에 작성

이름에도 불구하고 희토류 원소(REE)는 17개의 금속 원소로 구성된 상대적으로 풍부한 그룹입니다. 실제로 가장 풍부한 세 가지 REE인 세륨, 란타늄, 네오디뮴은 납보다 더 풍부합니다.1 REE의 형광성, 전도성 및 자기적 특성으로 인해 파괴적인 디지털 및 청정 기술을 포함한 200개 이상의 응용 프로그램 및 제품에서 필수 구성 요소로 사용됩니다. 전기 자동차(EV), 로봇공학, 풍력 터빈 등이 있습니다.2,3 이러한 기술이 더욱 널리 보급됨에 따라 REE에 대한 수요도 크게 증가할 것으로 예상됩니다. 그리고 우리의 견해로는 강력한 수요 전망과 REE 글로벌 공급망을 다각화하려는 지속적인 노력이 결합되어 잠재적으로 향후 몇 년간 매력적인 투자 기회를 창출할 수 있습니다.

17개의 희토류 원소는 주기율표의 15개 란탄족 계열과 스칸듐 및 이트륨으로 구성됩니다.5 이러한 은~은백색 광택 금속은 종종 가단성이 있고 특수한 특성을 나타내며, 이는 왜 이들이 다음과 같은 용도로 활용될 수 있는지 설명하는 데 도움이 됩니다. 다양한 산업 응용 분야. 예를 들어 네오디뮴, 디스프로슘, 테르븀, 사마륨을 사용하면 가장 강력한 자석을 만들 수 있습니다. 희토류 영구 자석이라고 불리는 이 자석은 풍력을 전기로 변환하는 데 중요한 역할을 합니다.6 이 자석은 또한 대부분의 전기 자동차(EV) 모터, 로봇 및 공장 자동화 장비 성능의 기본이기도 합니다. 상업적으로 이용 가능한 가장 강력한 희토류 자석인 네오디뮴-철-붕소(NeFeB) 자석이 이러한 기술에 가장 많이 사용됩니다.7

유로뮴, 이트륨, 에르븀, 네오디뮴은 발광 특성을 지닌 4가지 REE로 TV, 스마트폰과 같은 소비자 기술에 유용합니다.8,9 세륨과 란타늄은 화학 공정, 촉매, 및 배터리 기술.10 간단히 말해서, 대부분의 사람들은 매일 REE가 포함된 여러 기술을 사용합니다.

우리가 보기에 수많은 기술과 제품에 희토류 원소가 사용되면서 업계에 대한 수요 증가 전망이 강력해졌습니다. 한 추정에 따르면, 희토류 산화물에 대한 수요는 2022년 171,300미터톤에서 2030년까지 238,700미터톤으로 증가할 것으로 예상됩니다.11 지속적인 디지털 및 청정 에너지 전환의 일환으로 희토류 자석 사용 증가는 REE에 가장 큰 순풍을 불러일으킵니다. 수요 증가. 2021년에 자석은 전 세계 REE 수요의 43.2%를 차지했습니다.12 NdFeB 자석에 대한 수요는 2023년부터 2040년까지 연평균 성장률 7.5%로 증가할 것으로 예상됩니다.13

이러한 전환은 REE 수요 프로필의 명확한 변화를 계속할 가능성이 높습니다. 수요는 화학 공정과 같은 보다 전통적인 사용 사례에 사용되는 란타늄 및 세륨과 같은 REE에서 벗어나 네오디뮴 및 디스프로슘과 같은 자석에 사용되는 REE로 이동하고 있습니다.

일부 청정기술 기업, 특히 EV 및 풍력 장비 생산업체는 잠재적인 환경 영향과 가격 변동으로 인해 REE를 줄이거 나 완전히 제거할 수 있는 방법을 찾고 있습니다. 특히, 2023년 3월 Tesla의 연례 투자자의 날 동안 Tesla의 파워트레인 엔지니어링 부사장인 Colin Campbell은 회사의 미래 구동 장치가 희토류 재료를 사용하지 않는 차세대 영구 자석 모터를 사용한다고 발표했습니다.14 Campbell은 추가 세부 정보를 제공하지 않았습니다. 또는 단계적 폐지 일정.

우리의 견해로는 Tesla 및 기타 청정 기술 기업의 REE 감소 노력이 성공한다면 적어도 향후 몇 년 동안 REE 수요에 상대적으로 제한적인 영향을 미칠 것이라고 믿습니다. 첫째, 2030년까지 용량 메가와트당 풍력 발전 시스템의 희토류 사용 감소가 전체 풍력 발전 용량 증가를 앞지르게 될 것으로 예상됩니다.15

둘째, 우리는 EV의 성장이 EV 산업에서 REE 사용 감소를 앞지르는 속도를 넘어설 수 있다고 믿습니다. EV용 비희토류 자석은 아직 널리 상용화되지 않았으며 일반적으로 무게와 효율성 측면에서 상당한 비용이 듭니다.16