เท็กซัสมอบแบบจำลองสำหรับการยกเครื่องซัพพลายเชนที่จำเป็นมาก

Emily Pickrell นักวิชาการด้านพลังงานของ UH

ชิปเซมิคอนดักเตอร์มีขนาดเล็กลงตลอดเวลา แต่วิกฤตที่อยู่เบื้องหลังการจัดหาให้เพียงพอนั้นใหญ่พอที่จะทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมของอเมริกาในอนาคต 

ชิปมีบทบาทสำคัญในทุกอย่างตั้งแต่คอมพิวเตอร์ไปจนถึงสมาร์ทโฟน แต่ก็มีความสำคัญในเทคโนโลยีที่ควรแทนที่ความรู้ด้านเชื้อเพลิงฟอสซิลโดยเฉพาะ EVs และโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม

ในขณะที่ห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกส่งเสียงคำราม - ขับเคลื่อนด้วยปัญหาในประเทศจีนและการระบาดใหญ่ของโควิด - มันเน้นย้ำถึงความไม่เพียงพอของห่วงโซ่อุปทานในประเทศของเรา หนึ่งในปัจจัยจำกัดที่ใหญ่ที่สุดในการผลิตชิปของเราเองแทน?

ต้องการวัสดุแรร์เอิร์ธ

ธาตุแรร์เอิร์ธเป็นชื่อที่ตรงกับแผนภูมิเคมีของโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย – เลขอะตอม 57 ถึง 71 (แลนทาไนด์) รวมถึงสแกนเดียมและอิตเทรียม

องค์ประกอบเหล่านี้มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าหรือแม่เหล็กที่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ไฮเทคต่างๆ รวมถึงเซมิคอนดักเตอร์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สหรัฐฯ ได้นำเข้าธาตุหายากหรือ REE เกือบทั้งหมด โดย 80% มาจากประเทศจีน การผลิตชิปไมโครโพรเซสเซอร์ส่วนใหญ่ส่วนใหญ่ถูกย้ายไปยังที่ตั้งที่ถูกกว่าในต่างประเทศ โดยเฉพาะในเอเชีย REE ไม่ได้หายากทั่วโลก แต่แยกออกได้ยาก นี่เป็นเพราะแร่ของพวกมันออกซิไดซ์อย่างรวดเร็ว ความยากลำบากในการขุดยังหมายถึงเหมืองเหล่านี้มักก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำและดินเป็นจำนวนมาก

กรอไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วสู่ปี 2020 และความต้องการคอมพิวเตอร์และไมโครชิปที่พุ่งสูงขึ้น ซึ่งได้รับแรงหนุนจากการหยุดชะงักของอุปทานและโฮมออฟฟิศที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ซัพพลายเชนเซมิคอนดักเตอร์ต้องคำราม

การใช้คอมพิวเตอร์ที่เพิ่มขึ้นของยานพาหนะใหม่ทั้งหมดทำให้ภาคยานยนต์เสี่ยงต่อปัญหาห่วงโซ่อุปทานเหล่านี้ การขาดแคลนทำให้เกิดความหายนะในอุตสาหกรรมยานยนต์ในปีที่แล้ว: Ford, Jaguar Land Rover, Volkswagen, General Motors, Nissan, Daimler, BMW และ Renault ปิดโรงงานหรือลดการผลิตลง โดยอ้างว่าชิปไม่พร้อม

และการขาดแคลนอาจเลวร้ายลงได้ง่าย ฝ่ายบริหารของ Biden ได้กำหนดเป้าหมายส่วนแบ่งการขาย EV 50% ภายในปี 2030 รถยนต์ไฟฟ้า ทั้งรถยนต์ไฮบริดและแบตเตอรี่ จำเป็นต้องมี REE สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับยานพาหนะเหล่านี้ การบรรลุเป้าหมายการขาย EV เหล่านี้อาจจำเป็นต้องมีห่วงโซ่อุปทาน REE ในประเทศที่แข็งแกร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากประเทศตั้งใจที่จะได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจทั้งหมดจากการลงทุนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม 

ทว่าความอุดมสมบูรณ์ของวัสดุหายากในสถานที่ต่างๆ เช่น เวียดนาม รัสเซีย ออสเตรเลีย และบราซิล ไม่ได้หมายความว่าสหรัฐฯ ไม่มีทรัพยากรเพียงพอในตัวเอง ห่างไกลจากสิ่งนี้ เท็กซัส แคลิฟอร์เนีย มินนิโซตา ไวโอมิง และอลาสก้าล้วนมีแร่ธาตุหายากจำนวนมาก

ก่อนเกิดวิกฤตรุนแรงนี้ ทั้งฝ่ายบริหารของทรัมป์และฝ่ายบริหารของไบเดนได้ร่วมกันรณรงค์ตามคำมั่นสัญญาว่าจะรื้อฟื้นการผลิตในประเทศ และให้ความสำคัญกับความจำเป็นในการสร้างห่วงโซ่อุปทานเหล่านี้

คำสั่งผู้บริหารปี 2020 ของประธานาธิบดีทรัมป์ ซึ่งประกาศภาวะฉุกเฉินระดับชาติในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ รัฐบาลใช้งบประมาณสูงถึง 1.75 พันล้านดอลลาร์เพื่อซื้อแร่หายากในอาวุธยุทโธปกรณ์และขีปนาวุธ และ 350 ล้านดอลลาร์สำหรับไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ฝ่ายบริหารของ Biden ได้สร้างการพัฒนาห่วงโซ่อุปทานนี้ โดยสนับสนุนการผลิตแร่ธาตุหายากที่สำคัญในกฎหมายโครงสร้างพื้นฐาน

สหรัฐฯ สามารถทำได้เพื่อตอบสนองความต้องการที่คาดว่าจะเพิ่มขึ้นหรือไม่และเร็วเพียงใดนั้นเป็นอีกคำถามหนึ่ง

Michelle Michot Foss เพื่อนร่วมงานด้านพลังงาน แร่ และวัสดุจาก Baker Institute แห่งมหาวิทยาลัยไรซ์ กล่าวว่า สิบปีถึง 15 ปีเป็นเวลาที่เหมาะสมกว่าสำหรับโครงการเหมืองแร่และโลหะแบบดั้งเดิม Foss ให้การเป็นพยานเมื่อปีที่แล้วก่อนที่รัฐสภาจะพิจารณาถึงการพิจารณาห่วงโซ่อุปทานสำหรับการขนส่งแบบแยกคาร์บอน

“สำหรับการขุดใต้ดินซึ่งมีราคาแพงกว่ามาก ใครจะรู้ว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหน” Foss กล่าว “มีโครงการในหลาย ๆ แห่ง รวมถึงสหรัฐอเมริกาและแคนาดา ที่ยังไม่เห็นแสงสว่าง ซึ่งต้องใช้เวลา 15-20 ปี นิกเกิล แพลตตินั่ม/แพลเลเดียม แรร์เอิร์ธ – มันยากจริงๆ” 

ในขณะเดียวกัน เท็กซัสกำลังพยายามสร้างตัวอย่างของตัวเอง โดยแสดงให้เห็นว่าการพัฒนาห่วงโซ่อุปทานของแร่หายากอาจทำงานอย่างไร

เจ้าหน้าที่ของรัฐได้สนับสนุนแนวคิดในการพัฒนาห่วงโซ่อุปทานดังกล่าวเป็นสำคัญ ทั้งในภาครัฐและเอกชน

Glenn Hamer ซีอีโอของ Texas Association of Business กล่าวว่า "นี่เป็นประเด็นที่เพิ่มความสนใจในเท็กซัส ซึ่งเป็นผู้นำประเทศในการผลิตพลังงาน “ส่วนหนึ่งของการรักษาความเป็นอิสระนั้นหมายถึงการทำให้มั่นใจว่าเรามีห่วงโซ่อุปทานที่เหมาะสม ไม่ว่าจะในประเทศหรือผ่านเพื่อนของเราในต่างประเทศ”

รัฐได้จัดทำแผนเฉพาะเพื่อพัฒนาแหล่งแร่หายากในรายงานพฤศจิกายน 2021 

และรัฐมีคุณสมบัติที่จะนำแผนไปใช้จริง กฎระเบียบที่ค่อนข้างเป็นมิตรกับการขุด โครงสร้างพื้นฐานที่ดี และสิ่งจูงใจด้านภาษีได้ช่วยส่งเสริมให้บริษัทต่างๆ เช่น USA Rare Earth ตั้งร้านค้า USA Rare Earth วางแผนที่จะเริ่มขุดแร่หายากบางอย่างบนพื้นที่ 950 เอเคอร์ของรัฐในเซียร์ราบลังกาในเวสต์เท็กซัสภายในปี 2023 บริษัท วางแผนที่จะดำเนินการกับแร่หายากในสถานที่และคาดว่าเหมืองจะผลิตธาตุหายาก 16 หรือ 17 ธาตุ (ปัจจุบัน มีเหมืองในประเทศอีกเพียงแห่งเดียวในเมืองซานเบอร์นาดิโน รัฐแคลิฟอร์เนีย)

เท็กซัสยังพยายามสร้างไซต์แปรรูปแร่หายากที่จำเป็น ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอุตสาหกรรมเหมืองแร่ที่จีนครอบงำอยู่ในปัจจุบัน บริษัทแห่งหนึ่งในเท็กซัสชื่อ Blue Line ได้รับเงินทุนจากรัฐบาลกลางสำหรับโรงงานเพื่อแยกแร่หายากในเมืองฮอนโด รัฐเท็กซัส แร่ธาตุหายากจะมาจากบริษัทพันธมิตรในออสเตรเลีย Lynas Rare Earths Ltd.

รัฐโลนสตาร์ยังเป็นเจ้าภาพในโรงงานแห่งแรกๆ แห่งหนึ่งในการรีไซเคิลธาตุหายากจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ บริษัท Urban Mining ซึ่งตั้งอยู่ในซานมาร์กอส บริษัทมีสัญญากระทรวงกลาโหมสำหรับโครงการนำร่องขนาดเล็กที่พยายามเก็บเกี่ยวแร่หายากที่ใช้งานได้ องค์ประกอบ

เท็กซัสหวังว่าจะทำได้ดีด้วยการทำความดี เชื่อว่าจะดึงดูดบริษัทต่างๆ ที่มีสายการผลิตที่ต้องการคุณสมบัติของแร่หายากเหล่านี้มากขึ้น จะสร้างงานมากขึ้นและเติบโตทางเศรษฐกิจได้ดียิ่งขึ้น

บางอย่างนี้ดูเหมือนจะเกิดขึ้นแล้ว

ซัมซุงประกาศแผนการที่จะลงทุน 17 พันล้านดอลลาร์ในโรงงานชิปเท็กซัสในเดือนพฤศจิกายนนี้ โดยอ้างว่าโครงสร้างพื้นฐานเป็นหนึ่งในเหตุผลของที่ตั้ง เทสลาได้วางแผนที่จะย้ายสำนักงานใหญ่ไปที่เท็กซัสในเดือนตุลาคม กำลังวางแผนการลงทุน 1 พันล้านดอลลาร์ในขณะที่ยังคงขยายการผลิต EV ในรัฐต่อไป

เห็นได้ชัดว่าห่วงโซ่อุปทานของเท็กซัสที่เพิ่งเริ่มต้นนี้ไม่เพียงพอต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นของสหรัฐฯ สำหรับชิปและ REE ที่พวกเขาต้องการ ยังคงเป็นสัญญาณที่ให้กำลังใจว่าเราอาจตื่นขึ้นจากความเข้าใจผิดว่ากระบวนการผลิตหลักนอกชายฝั่งไม่มีผลที่ตามมา

Margaret Kidd ผู้อำนวยการโครงการซัพพลายเชนและเทคโนโลยีลอจิสติกส์แห่งมหาวิทยาลัยฮูสตันกล่าวว่า "ความคืบหน้าเป็นไปอย่างสั่นคลอน แต่อย่างน้อยก็มุ่งไปที่ใดที่หนึ่ง “เท็กซัสจะไม่แก้ปัญหาห่วงโซ่อุปทานของทั้งประเทศสำหรับชิป แต่เป็นขั้นตอนที่ดี”

ด้วยการประมาณการว่าจะใช้เวลา 25 เท่าของการจัดหาแร่หายากในปัจจุบันของเราเพื่อให้บรรลุเป้าหมายเศรษฐกิจสีเขียวในปี 2050 ของไบเดน มันคงมาเร็วเกินไปไม่ได้

เอมิลี่ พิกเรลล์ เป็นนักข่าวด้านพลังงานที่มีประสบการณ์มากกว่า 12 ปีซึ่งครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่แหล่งน้ำมันไปจนถึงนโยบายน้ำเพื่ออุตสาหกรรมจนถึงล่าสุดเกี่ยวกับกฎหมายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของเม็กซิโก Emily ได้รายงานปัญหาด้านพลังงานจากทั่วสหรัฐอเมริกาเม็กซิโกและสหราชอาณาจักร ก่อนที่จะทำงานด้านสื่อสารมวลชน Emily เคยทำงานเป็นนักวิเคราะห์นโยบายของ US Government Accountability Office และเป็นผู้ตรวจสอบบัญชีขององค์กรช่วยเหลือระหว่างประเทศ CARE 

UH Energy เป็นศูนย์กลางการศึกษาพลังงานการวิจัยและการบ่มเพาะเทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยฮูสตันซึ่งทำงานเพื่อกำหนดอนาคตของพลังงานและสร้างแนวทางธุรกิจใหม่ในอุตสาหกรรมพลังงาน