TÓM TẮT

Vai trò then chốt của các nguyên tố đất hiếm trong các ứng dụng chiến lược, từ công nghệ năng lượng và thiết bị điện tử tiên tiến đến các hệ thống hàng không vũ trụ và quốc phòng, kết hợp với chuỗi cung ứng tập trung cao độ, đã nâng tầm quan trọng của chúng trong các cuộc thảo luận về an ninh năng lượng cũng như an ninh kinh tế vĩ mô trong những năm gần đây. Báo cáo này đánh giá hiện trạng thị trường các nguyên tố đất hiếm, xem xét các động lực cung - cầu và các bước tiến công nghệ trọng tâm. Báo cáo phân tích toàn bộ chuỗi giá trị từ khâu khai thác mỏ đến sản xuất nam châm vĩnh cửu, đánh giá các điểm yếu trên toàn chuỗi cung ứng, và nêu bật những hệ lụy của các nguy cơ gián đoạn nguồn cung tiềm ẩn. Dựa trên các phân tích này, báo cáo vạch ra tám khuyến nghị chính sách có mục tiêu, nhằm mở đường cho các chuỗi cung ứng nguyên tố đất hiếm an toàn, đa dạng và có khả năng phục hồi tốt hơn.

TÓM TẮT BÁO CÁO

Các nguyên tố đất hiếm đã nhanh chóng vươn lên vị trí ưu tiên hàng đầu trong chương trình nghị sự về chính sách kinh tế và năng lượng Các nguyên tố đất hiếm đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hàng loạt ứng dụng chiến lược, từ công nghệ năng lượng, giao thông vận tải và trí tuệ nhân tạo (AI) cho đến các hệ thống hàng không vũ trụ, y tế và quốc phòng. Phạm vi ứng dụng rộng rãi, kết hợp với chuỗi cung ứng tập trung cao độ, đã làm tăng tầm quan trọng của chúng trong các cuộc thảo luận về an ninh năng lượng và an ninh kinh tế rộng lớn hơn. Mặc dù khá dồi dào trong lớp vỏ Trái Đất, nhóm 17 nguyên tố này được gán mác "hiếm" vì hiếm khi tìm thấy các mỏ có nồng độ đủ lớn để khai thác mang lại hiệu quả kinh tế và chúng hiếm khi tồn tại ở dạng tinh khiết. Sự tương đồng về mặt hóa học khiến chúng khó bị phân tách trong quá trình chiết xuất, nhưng các đặc tính vật lý và từ tính khác nhau mang lại cho từng nguyên tố đất hiếm giá trị riêng biệt đối với các ứng dụng công nghệ khác nhau.

Nguồn cung cấp đất hiếm dùng cho nam châm vẫn nằm trong số các loại khoáng sản thiết yếu có mức độ tập trung địa lý cao nhất Chuỗi giá trị đất hiếm trải qua một loạt các giai đoạn đòi hỏi kỹ thuật khắt khe, mỗi giai đoạn đều gia tăng giá trị riêng biệt khi vật liệu chuyển từ các mỏ địa chất sang các sản phẩm tinh chế và nam châm vĩnh cửu. Các giai đoạn này bao gồm: khai thác mỏ (extraction), tuyển khoáng (beneficiation), làm giàu hóa học (chemical upgrading), phân tách thành dạng oxit (separation into oxides), tinh luyện kim loại (metal refining), sản xuất hợp kim (alloying) và chế tạo nam châm (magnet manufacturing). Sau khi khai thác, quặng được nghiền và xát để giải phóng khoáng chất, sau đó được cô đặc. Quá trình phân tách – cốt lõi kỹ thuật của khâu chế biến – chuyển đổi các hỗn hợp đất hiếm thành các oxit riêng lẻ. Các oxit đã tinh chế sau đó được chuyển đổi thành kim loại, và tiếp tục thành bột hợp kim, nguyên liệu đầu vào chính để sản xuất nam châm.

Trong số các khoáng sản chiến lược được Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) phân tích, đất hiếm thể hiện một trong những mức độ tập trung địa lý cao nhất trên toàn chuỗi giá trị. Năm 2024, Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa (sau đây gọi là "Trung Quốc") chiếm 60% sản lượng khai thác quặng đất hiếm dùng cho nam châm toàn cầu. Đối với khâu tinh luyện, mức độ tập trung thậm chí còn rõ rệt hơn khi quốc gia này chiếm 91% sản lượng tinh luyện toàn cầu. Tỷ trọng này còn cao hơn nữa đối với sản xuất nam châm vĩnh cửu. Năm 2005, Trung Quốc chiếm khoảng 50% sản lượng nam châm vĩnh cửu thiêu kết (sintered permanent magnets), nhưng thị phần của họ đã mở rộng đáng kể để đạt tới 94% vào năm 2024. Hoạt động sản xuất nam châm rộng lớn của Trung Quốc tạo ra lợi thế kinh tế theo quy mô (economies of scale) đáng kể và cung cấp một cơ sở nhu cầu mạnh mẽ và ổn định cho các nguyên liệu thô thượng nguồn.

Nếu các biện pháp kiểm soát xuất khẩu đất hiếm này được thực thi toàn diện, giá trị kinh tế của khối sản xuất hạ nguồn (downstream production) chịu rủi ro có thể lên tới 6,5 nghìn tỷ USD mỗi năm đối với các quốc gia bên ngoài Trung Quốc. Hoa Kỳ và Châu Âu đối mặt với mức độ rủi ro lớn nhất, với tổn thất kinh tế trực tiếp tiềm ẩn ước tính hơn 1,5 nghìn tỷ USD cho mỗi khu vực. Ngành công nghiệp ô tô dự kiến sẽ chịu tác động lớn nhất với hơn 3 nghìn tỷ USD tổn thất trực tiếp tiềm ẩn bên ngoài Trung Quốc, tiếp theo là điện tử và các lĩnh vực giao thông vận tải khác (hàng không, xe tải và tàu hỏa). Các lĩnh vực dễ bị tổn thương khác bao gồm quốc phòng và các trung tâm dữ liệu. Các tác động của sự gián đoạn vượt xa việc mất doanh số bán sản phẩm trực tiếp, do có rất nhiều dịch vụ giá trị cao phụ thuộc vào các sản phẩm được trang bị công nghệ đất hiếm.

Danh mục các dự án (project pipeline) tại các giai đoạn khác nhau của chuỗi cung ứng diễn ra không đồng đều. Các dự án hiện có và đã được công bố chỉ ra sự mở rộng đáng kể của chuỗi cung ứng đất hiếm nam châm bên ngoài Trung Quốc trong thập kỷ tới. Công suất khai thác mỏ cho thấy tiềm năng gia tăng lớn nhất, vượt qua mức 50 kilotonnes (kt) hàm lượng nguyên tố đất hiếm vào năm 2035, dẫn đầu là Úc và Hoa Kỳ, với những đóng góp bổ sung từ Brazil, Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, Tanzania, Ấn Độ và các nhà sản xuất nhỏ hơn khác. Ngược lại, công suất tinh luyện và phân tách chỉ đạt dưới 40 kt, với hoạt động tập trung ở Malaysia và Hoa Kỳ, tiếp theo là Úc, Việt Nam, Nhật Bản, Vương quốc Anh, Pháp và Estonia. Năng lực hạ nguồn thậm chí còn hạn chế hơn: tổng sản lượng dự kiến của kim loại, hợp kim và nam châm thành phẩm từ các dự án được công bố tính đến đầu năm 2026 chỉ đạt khoảng 18 kt (tính theo hàm lượng nguyên tố đất hiếm), chỉ bằng khoảng 1/3 công suất khai thác mỏ mới được đa dạng hóa. Điều này phản ánh một danh mục dự án tương đối khiêm tốn do Hoa Kỳ dẫn đầu, cùng với những đóng góp từ Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và Việt Nam.

Việc khai thác hợp sản (co-production) nhiều nguyên tố với nhau càng làm phức tạp thêm các quyết định đầu tư. Đất hiếm dùng cho nam châm thường được khai thác cùng với các nguyên tố dồi dào, giá trị thấp hơn như cerium và lanthanum, tạo ra sự mất cân đối cấu trúc giữa cung và cầu đối với từng nguyên tố riêng lẻ. Nếu không có đủ thị trường tiêu thụ cuối cùng cho các sản phẩm phụ này, hiệu quả kinh tế của việc sản xuất đất hiếm nam châm có giá trị cao hơn có thể bị suy yếu.

Chuỗi cung ứng đất hiếm tạo ra nhiều tác động môi trường khác nhau trên nhiều giai đoạn của chuỗi cung ứng, và kéo dài ngay cả sau khi các mỏ đã ngừng hoạt động. Ngâm chiết tại chỗ (in situ leaching) – phương pháp chiết xuất chủ đạo đối với các mỏ đất sét hấp phụ ion – tạo ra nước rỉ axit và quặng đuôi chứa phóng xạ, nếu không được quản lý đúng cách, sẽ làm ô nhiễm các thủy vực, đất đai và hệ sinh thái xung quanh. Quá trình chế biến tạo thêm áp lực thông qua khí thải, bùn độc hại và các tác động đến sức khỏe cộng đồng từ các hoạt động hóa chất cường độ cao. Nhiều loại quặng chứa đất hiếm thường xuất hiện cùng với thorium và uranium, và các hoạt động khai thác có thể cô đặc các vật liệu phóng xạ tự nhiên (NORMs) này vào quặng đuôi và cặn bã chế biến, đòi hỏi những nỗ lực cẩn trọng để giảm thiểu tác động môi trường.

Lộ trình hướng tới các chuỗi cung ứng đất hiếm an toàn và đa dạng

Đa dạng hóa không thể đạt được nếu thực hiện đơn độc, đòi hỏi phải tăng cường phối hợp quốc tế

Việc xây dựng các chuỗi cung ứng đất hiếm đa dạng đòi hỏi một loạt các nỗ lực, bao gồm nguồn vốn tài chính, khả năng tiếp cận tài nguyên địa chất, các công nghệ chế biến và phân tách tiên tiến, kỹ năng chuyên môn, cơ sở hạ tầng hỗ trợ, và một nền tảng công nghiệp hạ nguồn (downstream industrial base) vững mạnh. Rất ít khu vực sở hữu toàn bộ các năng lực này ở trong nước. Nhiều khu vực giàu tài nguyên nhưng lại thiếu công suất chế biến hoặc chuyên môn công nghệ, trong khi các nền kinh tế sản xuất tiên tiến thường phụ thuộc vào việc nhập khẩu quặng tinh (concentrates), các sản phẩm trung gian hoặc các linh kiện bán thành phẩm. Sự phân bổ không đồng đều về tài sản, công nghệ và kỹ năng này đồng nghĩa với việc không một quốc gia hay khu vực đơn lẻ nào có thể tự mình phát triển các chuỗi giá trị toàn trình (end-to-end value chains) có khả năng phục hồi tốt nếu hoạt động đơn độc. Có một không gian đáng kể cho sự hợp tác quốc tế, bao gồm đầu tư xuyên biên giới, quan hệ đối tác công nghệ, các thỏa thuận bao tiêu (offtake agreements) dài hạn và các khuôn khổ chính sách phối hợp nhằm giảm thiểu rủi ro và huy động vốn. Sự hợp tác như vậy có thể giúp gắn kết sự phát triển thượng nguồn (upstream) với nhu cầu hạ nguồn, đẩy nhanh tiến độ dự án và hỗ trợ sự hình thành của các mạng lưới cung ứng đa dạng.

Ngoài ra, những nỗ lực nhằm nuôi dưỡng và mở rộng các ngành công nghiệp hạ nguồn – chẳng hạn như xe điện (EV), các công nghệ năng lượng mới và sản xuất công nghệ cao – bên ngoài Trung Quốc có thể đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc hỗ trợ phát triển các chuỗi cung ứng đất hiếm đa dạng. Nếu thiếu đi sự tăng trưởng song song về năng lực hạ nguồn, các dự án thượng nguồn và trung nguồn (midstream) có thể phải đối mặt với nhu cầu yếu hoặc không chắc chắn. Việc củng cố các ngành công nghiệp hạ nguồn có thể giúp xây dựng một nền tảng nhu cầu vững chắc, củng cố niềm tin của thị trường và hỗ trợ khả năng cạnh tranh trong dài hạn của các chuỗi cung ứng mới nổi.

Việc giải quyết các rủi ro môi trường trong khai thác và chế biến đất hiếm cũng đòi hỏi sự phối hợp quốc tế về các tiêu chuẩn quy định và sự hỗ trợ cho phát triển công nghệ, đặc biệt là khi hoạt động sản xuất đang mở rộng sang các khu vực tài phán có khung pháp lý khác nhau. Đặc biệt, các tiêu chuẩn quy định về quản lý vật liệu phóng xạ tự nhiên (NORM) vẫn còn phân mảnh ở các khu vực sản xuất và sẽ mang lại lợi ích lớn hơn nếu có sự phối hợp quốc tế chặt chẽ hơn. Vì hợp tác quốc tế là yếu tố cốt lõi để xây dựng các chuỗi cung ứng đất hiếm an toàn và có khả năng phục hồi, Chương trình An ninh Khoáng sản Thiết yếu của IEA cung cấp một nền tảng có cấu trúc nhằm thúc đẩy các hành động chính sách phối hợp, được củng cố bởi các phân tích dựa trên dữ liệu và các công cụ chuẩn bị sẵn sàng ứng phó khẩn cấp mang tính thực tiễn.

Nguồn: IEA