UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE ACADEMIEJAAR Zeldzame aarde(n)?

Transcriptie

1 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE ACADEMIEJAAR Zeldzame aarde(n)? Een economische analyse van zeldzame aardmetalen en toetsing van hun prijzen ( ) aan de basistheorie van Hotelling Masterproef voorgedragen tot het bekomen van de graad van Master of Science in de Algemene Economie Zander Vliegen onder leiding van Prof. dr. R. Bracke

2 ii

3 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE ACADEMIEJAAR Zeldzame aarde(n)? Een economische analyse van zeldzame aardmetalen en toetsing van hun prijzen ( ) aan de basistheorie van Hotelling Masterproef voorgedragen tot het bekomen van de graad van Master of Science in de Algemene Economie Zander Vliegen onder leiding van Prof. dr. R. Bracke iii

4 PERMISSION Ondergetekende verklaart dat de inhoud van deze masterproef mag geraadpleegd en/ of gereproduceerd worden, mits bronvermelding. Zander Vliegen iv

5 Contemplation of the world s disappearing supplies of minerals, forests, and other exhaustible assets had led to demands for regulation of their exploitation. The feeling that these products are now too cheap for the good of future generations, that they are being selfishly exploited at too rapid a rate, and that in consequence of their excessive cheapness they are being produced and consumed wastefully has given rise to the conservation movement. - Harold Hotelling (1931, p.137) v

6 Voorwoord. Een masterproef schrijven, t is hard labeur. Hoewel je de mogelijkheid hebt je te verdiepen in een onderwerp naar keuze, kom je alsnog jezelf een aantal keer tegen. Je leert jezelf kennen, dwarrelt naar het einde toe gans de tijd tussen euforie en neerslachtigheid. Hoewel je inderdaad zelf het meeste werk opknapt, kon deze masterproef onmogelijk tot stand komen zonder de hulp van anderen. In de eerste plaats wil ik mijn promotor, prof. dr. Roeland Bracke, bedanken. Nergens staat geschreven dat dit verplicht is, maar toch wil ik dat oprecht doen. Voor het ingaan op mijn verzoek, het geduld, de input, de flexibiliteit, zijn steeds positieve feedback, en voor zijn aangename, ondersteunende en rustgevende zelf. Wat vast staat is dat je tijdens het schrijven van een masterproef terugdenkt aan vele cursussen en colleges, en dat je de puzzelstukken aan elkaar plakt die je bijeensprokkelde. Dit werk vormt dan ook een persoonlijk sluitstuk. Niet alleen van deze tweede Master in de Algemene Economie, maar tevens van zes jaar aan 'onze' Universiteit Gent. Zes jaar studie, zes jaar vrienden, zes jaar vloeken, en daar levenslang van genieten. Verdienen ook nog tonnen respect en dank: mijn ouders, lieve Greet, vrienden, familie en iedereen die ik onderweg tegenkwam en zo lief was om minstens een keer vriendelijk te knikken. Het was prachtig. Tot slot: deze masterproef was tevens nooit tijdig tot stand gekomen zonder de onvoorwaardelijke steun van Google Scholar, de imac, het koffiezetapparaat en de 'Nighthawks' Spotify-afspeellijst van Toon. Bedankt. Ook u, bedankt, voor het lezen. Zander. vi

7 Inhoudstafel. Voorwoord. Inhoudstafel. Gebruikte afkortingen. Lijst met figuren. Lijst met tabellen. vi vii ix x xi 0. Inleiding. 1 1.Zeldzame aardmetalen: een economische analyse. 5 a. Terminologie. 5 b. Opdeling. 8 c. Productie. 9 i. Algemeen. 9 ii. Externe effecten van de productie. 10 d. Enkele toepassingen. 11 e. De casus China. 14 i. Zeldzame zeldzame aardmetalen? 14 ii. Productie. 15 iii. Wereldhandel. 15 iv. Chinees overheidsbeleid. 17 f. Markten en prijzen. 18 i. Metalen en metaaloxides. 18 ii. Prijzen. 19 iii. Historische prijsevolutie. 20 g. Duurzaamheidseffecten. 23 i. Substitutie. 23 ii. Recyclage. 24 iii. Urban Mining. 26 vii

8 2. Niet-hernieuwbare grondstoffen: een economische bespreking. 27 a. Grondstoffen en reserves: een milieu-economische benadering. 27 b. De theorie van Harold Hotelling. 30 i. Inleiding. 30 ii. Hotelling s model en de r-procent-regel Hotelling s model empirisch onderzocht. 34 a. Literatuuroverzicht. 34 b. Zeldzame aardmetalen en de r-procent-regel. 36 i. Doelstelling van het onderzoek. 36 ii. Begrippen en variabele gegevens. 37 iii. Meetniveau en verzameling van gegevens. 40 iv. Methode. 42 v. Beperkingen van het onderzoek. 43 c. Bespreking van de bevindingen. 45 d. Aanbevelingen en suggesties voor verder onderzoek Besluit Geraadpleegde werken Appendix. 73 Bijlage 1. Index, inflatie, nominale en reële rente ( ). Bijlage 2. Prijzen van de vijf elementen ( ). viii

9 Gebruikte afkortingen. BBP BEA BGS BRIC BTW CPI-U ECE EU FED FOB GDP HREE ICC IPCC LME LREE MREE MRS NYSE OECD OPEC ppm REE REM REO SHME T-Bills TOCOM UNEP USGS Bruto Binnenlands Product United States Bureau of Economic Analysis British Geological Survey Brazilië, Rusland, India en China Belasting (over de) Toegevoegde Waarde All Items Consumer Price Index for All Urban Consumers Energy Critical Elements Europese Unie Federal Reserve System Free On Board Gross Domestic Product Heavy Rare Earth Element International Chamber of Commerce Intergovernmental Panel on Climat Change London Metal Exchange Light Rare Earth Element Middle Rare Earth Element Materials Research Society New York Stock Exchange Organisation for Economic Co-operation and Development Organization of the Petroleum Exporting Countries parts per million Rare Earth Element Rare Earth Metal Rare Earth Oxide Shangai Metal Exchange Treasury Bills Tokyo Commodity Exchange United Nations Environment Programme United States Geological Survey ix

10 Lijst met figuren. Figuur 1. Productie en gekende reserves (2010). Figuur 2. Evolutie van de wereldproductie van zeldzame aardmetalen (REE) Figuur 3. Reserves. Figuur 4. Terbium (nominaal). Figuur 5. Terbium (reëel). Figuur 6. Terbium (nominaal en reëel). Figuur 7. Cerium (nominaal en reëel). Figuur 8. Dysprosium (nominaal en reëel). Figuur 9. Europium (nominaal en reëel). Figuur 10. Neodymium (nominaal en reëel). Figuur 11. Cerium (nominaal). Figuur 12. Cerium (reëel). Figuur 13. Cerium (nominaal en reëel). Figuur 14. Cerium (focus op nominaal en reëel). Figuur 15. De vijf elementen (reëel). Figuur 16. Cerium en dysprosium (incl. trendlijnen). Figuur 17. Dysprosium (nominale en reële prijs). Figuur 18. Prijzen metaal en oxide. x

11 Lijst met tabellen. Tabel 1.Opdeling van de elementen. Tabel 2. Exporttarieven voor zeldzame aardmetalen in China. Tabel 3. Prijsverschillen tussen elementen. xi

12 0. Inleiding. Een groeiende wereldbevolking, immer toenemende welvaart en een mondiaal veranderende levensstandaard, veroorzaken een stijging van de mondiale consumptie, waardoor er een steeds grotere vraag naar grondstoffen is. De verachtvoudiging van het materiaalverbruik de laatste 100 jaar ligt niet zozeer aan de toename per capita (die verdubbelde), maar wel aan de verviervoudiging van de wereldbevolking (UNEP, 2010). Het materiaalverbruik verschilt ook aanzienlijk per land: India en China deden het in 2005 bijvoorbeeld nog met vijf ton per capita, tegen dertien ton in Japan en Europa, 23 ton in de VS en tegen de 40 ton in Australië (De Walsche & Vandaele, 2011). De som van alle BBP s in de wereld steeg de voorbije eeuw met een factor 23, beduidend harder dan de verachtvoudiging van het materiaalverbruik. Er deed zich dus een dematerialisatie voor, voornamelijk in de industriële economieën (Raw Materials Initiative, 2008). Cijfers tonen echter aan dat het materiaalverbruik sinds 2000 opnieuw enorm stijgt, voornamelijk omdat nu ook in de BRIC-landen (Brazilië, Rusland, Indië, China) een Westers consumptiepatroon op gang getrokken wordt. Volgens dit patroon zouden we met negen miljard mensen tegen 2050 jaarlijks 140 miljard ton grondstoffen nodig hebben, vergeleken met de 59 miljard ton in 2005 (UNEP, 2010). Schaarste van verschillende grondstoffen dwingt bedrijven, instellingen en overheden tot het maken van juiste keuzes en, waar en wanneer nodig, het (her)bekijken van het beleid. Het inschatten van de schaarsheid van hernieuwbare en niet-hernieuwbare grondstoffen, waaronder energie, water, land en mineralen, wordt gegeven het voorgaande steeds belangrijker. Het Grondstoffeninitiatief van de Europese Commissie, waarbij men veertien kritieke grondstoffen analyseert, is hier een voorbeeld van (Grondstoffeninitiatief, 2008). Vaak zijn deze verschillende niethernieuwbare grondstoffen met elkaar verbonden in verschillende processen als ontginning en verwerking. Dit betekent dat zowel oorzaken van als oplossingen voor schaarste van deze grondstoffen vaak complex zijn. Een andere uitdaging voor ons allen, en toekomstige generaties, is om het probleem van de klimaatopwarming op te lossen, welke veelal de vertaling is van ons huidig economisch/industrieel model gekoppeld aan een immer stijgende welvaart en wereldbevolking. De doelstelling van het Intergovernmental Panel on Climat Change (IPCC) is om de uitstoot van broeikasgasemissies tegen 2050 met 80 tot 1

13 95 % te verminderen ten opzichte van het niveau van 1990 (IPCC Special Report, 2010). De huidige strategie bestaat er onder andere uit om in te zetten op energieefficiëntie, het produceren van hernieuwbare energie en, kort samengevat, een omschakeling naar meer duurzame (veelal hoogtechnologische) producten. Opbrengsten van deze investeringen bevinden zich voornamelijk op het publieke domein, wat een bijkomende uitdaging en overigens politieke beslissing wordt om inspanningen passend te alloceren. Er is dus niet alleen de schaarste van grondstoffen waarmee men rekening moet houden, ook dient men in het kader van de klimaatopwarming in te zetten op energieefficiëntie en het produceren van hernieuwbare energie. De producten en toepassingen die dit moeten bewerkstelligen, maken nu, en zeker ook in de toekomst, volop gebruik van een aantal specifieke niet-hernieuwbare grondstoffen. De klimaatverandering is dus een bijkomende factor die druk zet op allerlei vormen van materiaalconsumptie. Een aantal van die specifieke niet-hernieuwbare grondstoffen zijn de zeldzame aardmetalen, ook wel zeldzame aarden genoemd. Deze niet-hernieuwbare grondstoffen worden nu massaal gebruikt in bijvoorbeeld windmolens, batterijen van hybride wagens en computers. En het zijn net de prijzen van deze zeldzame aardmetalen die de laatste jaren meer dan eender welke andere niet-hernieuwbare grondstof zijn gestegen (Ernst & Young, 2011). Anderzijds zouden deze marktvooruitzichten op langere termijn tot omstandigheden kunnen leiden die gunstig zijn voor nieuwe mijnbouw- en recyclingprojecten in de wereld. Beleidsmakers zouden bijvoorbeeld een reeks barrières voor de verdere ontwikkeling van de recyclingmarkten kunnen wegwerken waardoor grote economische mogelijkheden worden geopend (OECD, 2006). Wanneer we te maken hebben met schaarste van een niet-hernieuwbare grondstof impliceert dit niet per se een einde aan de voorraad van deze grondstoffen. Het is dus helemaal niet zeker dat er een historisch productiemaximum aankomt, omdat stijgende prijzen voorheen onrendabele voorraden rendabel maken. De economische logica hierachter wordt verder uiteengezet. Het is echter niet omdat het mondiale aanbod aan de vraag kan voldoen, dat de voorraden de komende decennia gelijk verdeeld zullen zijn over de wereld. Vaak neigen de voorraden voor te komen in 2

14 een beperkt aantal landen, en bijna altijd heeft dit implicaties op de markt. Zeldzame aardmetalen zijn hier een overduidelijk voorbeeld van. De laatste tien jaar komen zeldzame aardmetalen voor minstens 95% uit China (Tse, 2011). Bijgevolg worden economische regio s als de Europese Unie, Japan en de Verenigde Staten bijna volledig afhankelijk van import uit China. Hierdoor ontstaat er nog meer bezorgdheid omtrent onder andere de prijzen, aanbodszekerheid en geopolitieke verschuivingen aangezien deze niet-hernieuwbare zeldzame aardmetalen een cruciale rol spelen in sectoren die de komende decennia het uitzicht van de wereld mee zullen bepalen. En net dat maakt het allemaal zo interessant. Mondiale uitdagingen als klimaatopwarming, een duurzaam economisch model en economische en geopolitieke stabiliteit vormen met o.a. continentale, nationale en regionale beleidsbeslissingen, wereldhandel en technologische vooruitgang samen een netwerk waarin de zeventien zeldzame aardmetalen een belangrijk bindmiddel van zijn. Als dat je interesseert is het leuk een masterproef te maken over zeldzame aardmetalen en de meest fundamentele economische basistheorie van niet-hernieuwbare grondstoffen, namelijk de theorie van Hotelling en zijn r-procent-regel (Hotelling, 1931). Een eerste analyse van de lectuur leerde dat er zowel in populaire als wetenschappelijke artikelen veel terminologische en evengoed inhoudelijke onduidelijkheid was over deze zeldzame aardmetalen. Het grotere verhaal met de economische fundering ontbreekt vaak, en de problematiek is m.i. niet bekend genoeg ondanks de grote impact en toch wel zeer opmerkelijke periode (met bijvoorbeeld zeer sterke prijsstijgingen) waarin we ons nu bevinden. Dat daarbij historische prijsgegevens van zeldzame aardmetalen nog niet empirisch getoetst werden aan Hotelling s r-procent-regel, verantwoordt de opzet van deze masterproef. In het eerste hoofdstuk analyseren we op verschillende gebieden wat zeldzame aardmetalen precies zijn, en welke economische aspecten er hierbij komen kijken. We gaan dieper in op verschillen in terminologie, we beschrijven hoe de productie verloopt, waarvoor zeldzame aardmetalen gebruikt worden en of dit een invloed heeft op de vraag. Er wordt uitvoerig beschreven wat de rol van China is, en hoe deze specifieke situatie een grote invloed heeft op de wereldmarkt. Voorts wordt beschreven hoe de markt van zeldzame aardmetalen er uit ziet, en hoe prijsvorming gebeurt. Het 3

15 hoofdstuk sluit af met een bespreking van mogelijke duurzaamheidseffecten als substitutie en recyclage. Het tweede, meer theoretische, hoofdstuk behandelt onder andere de economische mechanismen waaraan grondstoffen en reserves onderhevig zijn, en behandelt de theorie van Harold Hotelling (1931), de fundamentele economische theorie bij niet-hernieuwbare grondstoffen. Dit hoofdstuk wordt afgesloten met een intuïtieve afleiding van de r-procent-regel die gebruikt wordt in het onderzoek in het volgende hoofdstuk. Het derde hoofdstuk omvat het eigenlijke empirische onderzoek. Na een grondig literatuuroverzicht, waaruit belangrijke inzichten resulteren, wordt er over gegaan tot het bepalen van de doelstelling van het onderzoek, namelijk het definiëren van variabelen en hoe deze verzameld worden. Er wordt ingegaan op de twee gebruikte methodes en zeer expliciet op de beperkingen van het onderzoek. Na het bespreken van de bevindingen zullen mogelijke verklaringen worden aangereikt, en worden aanbevelingen en suggesties voor verder onderzoek geformuleerd. 4

16 1. Zeldzame aardmetalen: een economische analyse. Hoewel de laatste jaren zeldzame aardmetalen meer en meer in populaire (wetenschappelijke) artikelen verschenen, bestaat er bij zowel het brede publiek, bedrijfsleiders en beleidsmakers heel wat verwarring en vooral onduidelijkheid omtrent de term, en wat hier nu precies onder vervat zit. Soms worden ze bijvoorbeeld op dezelfde hoop gegooid met kritieke grondstoffen, of weet men niet over welke zeventien specifieke elementen het gaat als het over zeldzame aardmetalen gaat. Eerst worden de verschillende termen geduid. Vervolgens wordt het verschil uiteengezet met andere benamingen en waarom dit zo belangrijk is. Aansluitend komen de verschillende categorieën van zeldzame aardmetalen aan bod, en de relevantie van deze opdeling. Er wordt uiteengezet waar deze grondstoffen te vinden zijn en wie ze produceert. Nadien wordt op economische wijze bekeken hoe de zeldzame aardmetalen onder andere ontgonnen en verwerkt worden, en wordt een aanzet gegeven met welke externe effecten men hierbij te maken krijgt. Er wordt dieper ingegaan op huidige en toekomstige toepassingen en er wordt een overzicht gegeven van de wereldhandel in zeldzame aardmetalen. Daarbij wordt het economisch verschil tussen de metalen zelf en hun oxides besproken. Met al deze informatie in het achterhoofd wordt uiteengezet hoe de marktprijzen van zeldzame aarden zich vormen, welke mechanismen een rol spelen en welke voorspellingen we voor de komende jaren al dan niet kunnen maken. Tenslotte wordt onderzocht of en wanneer substitutie en/of recyclage van zeldzame aardmetalen economisch interessant worden. a. Terminologie. Het gebruik van de term zeldzame aardmetalen is niet eenduidig. Dit zorgt vaak voor verwarring. Zowel wetenschappelijke artikels als populaire pers gebruiken vaak andere benamingen, en dit ook nog in verschillende talen. Hierdoor is het vaak moeilijk om teksten en stellingen over zeldzame aardmetalen naast elkaar te leggen en te vergelijken. Dat bijvoorbeeld beleidrapporten van agentschappen en overheden ook nieuwe termen (die soms deels overlappen) gebruiken, maakt het geheel nog onoverzichtelijker. 5

17 Zeldzame aardmetalen zijn grondstoffen. In tegenstelling tot olie en gas die onder de categorie van de energetische grondstoffen vallen, zijn zeldzame aardmetalen mineralen, en dat zijn non-energetische grondstoffen. Een belangrijke deelcategorie van de mineralen zijn de elementen, waaronder zeldzame aardmetalen die onder de groep van de metalen vallen 1. De zeldzame aardmetalen zijn een groep van zeventien chemisch op elkaar gelijkende metalen, namelijk de vijftien lanthaniden, scandium en yttrium. De lanthaniden komen allen voor in de natuur, hoewel het zeldzaamste (en tevens radioactieve) element promethium enkel zeer uitzonderlijk voorkomt omdat het geen stabiele isotopen heeft (Castor and Hedrick, 2004). Scandium en yttrium worden bij de zeldzame aardmetalen gerekend omdat ze gelijkaardige chemische en fysieke kenmerken vertonen. Het gebruik van het woord zeldzaam is ietwat verraderlijk, aangezien deze zeldzame aardmetalen algemeen genomen relatief veel voorkomen (9,2 ppm) in de gehele aardkorst (Tse, 2011). Verder wordt hier nog op in gegaan. Vooreerst is er de benaming groene elementen. Aangezien zeldzame aardmetalen ook wel zeldzame aarden genoemd veelal hun toepassingen vinden in de sector van hernieuwbare energie en duurzame/groene producten, worden ze ook soms groene elementen genoemd. In het Engels hebben we dan te maken met Rare Earth Elements (REE s), Rare Earth Metals (REM s) of green elements, welke allen synoniemen zijn. Ook een aantal andere termen die soms wel verband houden met, maar niet hetzelfde zijn als de zeldzame aardmetalen, zorgen vaak voor verwarring. Soms gebruikt men kritieke elementen terecht als synoniem, maar sinds de Europese Commissie het Raw Materials Initiative of Grondstoffeninitiatief uitbracht in 2008, is de verwarring nog groter geworden. De Commissie spreekt daarin over veertien kritieke grondstoffen die werden opgelijst omdat ze strategisch belangrijk zijn voor de Europese Unie. Daarin staat: De toenemende energiekosten en de sterke afhankelijkheid van de EU van ingevoerde energie staan al vooraan op de politieke agenda, maar tot nog toe 1 Dit is volgens de classificatie van Strunz (Europa); een andere classificatie is bvb. die van Dana (VS). 6

18 hebben vergelijkbare problemen in verband met bepaalde niet-energetische grondstoffen niet de nodige aandacht gekregen (Grondstoffeninitiatief, 2008, p.2). De veertien kritieke grondstoffen van de Europese Commissie omvatten de platinametalen (ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platina), gallium, indium, germanium, kobalt, tantaal, vloeispaat, niobium, antimoon, beryllium, magnesium, wolfraam, grafiet en alle zeventien zeldzame aardmetalen. De zeventien zeldzame aardmetalen maken dus deel uit van deze groep van veertien kritieke grondstoffen, dat dus eigenlijk 30 kritieke stoffen zijn. Daarnaast spreekt de Commissie ook nog over hoogtechnologische metalen welke de elementen kobalt, platina, de zeventien zeldzame aardmetalen, titaan, tungsten en indium omvatten (Grondstoffeninitiatief, 2008, p. 2; Raw Materials Initiative, 2008, p. 8) Tenslotte gaan we dieper in op de mogelijke verwarring met de term Energy Critical Elements (ECE s). Deze wordt onder andere gebruikt door een aantal onderzoeksbureaus, zoals de Materials Research Society (MRS), die al dan niet in opdracht bestuderen welke invloed het aanbod van een aantal elementen kan hebben op de omschakeling naar andere technologieën in de energiesector (Energy Critical Elements, 2011). De ECE s omvatten ten eerste de zeldzame aardmetalen, maar holmium, erbium, promethium en hulium horen hier niet bij. Dit wegens respectievelijk onstabiel en geen energetisch nut. De term ECE s omvat echter ook nog andere elementen, zoals gallium, germanium, selenium, indium en tellurium, wegens het gebruik van fotovoltaïsche cellen. Tenslotte vervolledigen kobalt, helium, lithium, rhenium en zilver de lijst ECE s. De term ECE s groepeert dus een aantal elementen die een oplossingen kunnen bieden aan dezelfde uitdaging, namelijk een vlotte en snelle omschakeling naar gewenste (duurzame) technologieën. Voor alle duidelijkheid: hoewel de verschillende termen en opdelingen op zich nuttig kunnen zijn in specifieke omstandigheden en in andere beleidsdomeinen, beperkt deze masterproef zich tot de zeventien zeldzame aardmetalen. 7

19 b. Opdeling. Op basis van chemische verschillen (die tevens een economische rol spelen), deelt men de zeldzame aardmetalen meestal op in twee groepen volgens hun atomisch gewicht. Ten eerste zijn er de lichte of cerische zeldzame aardmetalen (LREE), namelijk van lanthanum tot europium. De tweede groep zijn de zware ( heavy ) of yttrische zeldzame aardmetalen (HREE), namelijk van gadolinium langs lutetium en yttrium. Soms wordt de term middelzware zeldzame aardmetalen (MREE) ook gebruikt. Deze duidtop de elementen tussen europium en dysprosium (British Geological Survey, 2011). Tabel 1. Opdeling van de elementen. element symbool atoomnummer scandium* Sc 21 lanthanum La 57 lichte zeldzame aardmetalen cerium Ce 58 praseodymium Pr 59 neodymium Nd 60 (LREE) promethium Pm 61 samarium Sm 62 middelzware zeldzame aardmetalen (MREE) zware zeldzame aardmetalen europium Eu 63 gadolinium Gd 64 terbium Tb 65 dysprosium Dy 66 holmium Ho 67 erbium Er 68 lanthaniden (HREE) thulium Tm 69 ytterbium Yb 70 lutetium Lu 71 yttrium* Y 39 8

20 c. Productie. i) Algemeen. Zeldzame aardmetalen komen in de natuur niet op zichzelf voor als metalen. Veelal zitten ze verspreid in kleine concentraties in rotsvormende mineralen. Er zijn ongeveer 200 mineralen die zeldzame aardmetalen bevatten, maar wegens grote verschillen in concentratie zijn er maar enkele commercieel interessant (Long, Van Gosen, Foley, Cordier, 2010). Omwille van technologische en economische redenen is het belangrijk te vermelden dat er in ruwe ertsen ofwel overwegend LREE s zitten, ofwel overwegend HREE s. Dit is belangrijk om weten, want zoals we verder zullen zien, zijn er grote (prijs)verschillen tussen LREE s en HREE s. Op de verschillen tussen specifieke ertsen (bijvoorbeeld bastnäsiet, laporiet en monaziet ) en de daarbij horende diversiteit qua voorkomen van bepaalde (groepen van) elementen, gaat deze masterproef niet verder in. Het al dan niet voorkomen van bepaalde elementen in bepaalde ertsen en het verschil in concentratie bij aanwezigheid, zorgt dus ook voor zeer diverse of variërende vormen van ontmijnen en verwerken. Meestal worden zeldzame aardmetalen samen met andere grondstoffen ontgonnen. Dit bepaalt dan ook grotendeels de manier van ontginning, verwerking en het algemeen economisch verloop (dus ook de prijs) van de zeldzame aardmetalen. Bij mijnen en verwerkingsinstallaties waar dit gebeurt, worden de grondstoffen opgedeeld in drie relatieve categorieën die gebaseerd zijn op hun commerciële waarde binnen een bepaald economisch project: primair of hoofdproduct, secundair of coproduct en bij-product (Energy Critical Elements, 2011). Een hoofdproduct op zichzelf bepaalt grotendeels de commerciële haalbaarheid van een project. Zeldzame aardmetalen worden zelden enkel als hoofdproduct ontgonnen. Een uitzondering hier zijn Molycorp Minerals (NYSE: MCP) Mountain Pass -mijn in Californië en Lynas Corporation s (ASX: LYC) Mount Weld -mijn in Australië, waar men enkel zeldzame aardmetalen herwint. Men spreekt van co-producten als deze significant bijdragen aan de winstgevendheid van een onderneming. De zeldzame aardmetalen ontgonnen uit de Bayan Obo -mijn (45% van de wereldproductie) nabij Baotou in China zijn een co-product van de daar 9

21 ontgonnen ijzererts. Lopariet (waaruit het zeldzame aardmetaal cerium wordt gehaald) is dan weer een co-product van de titaniumontginning in het Russische Kola Peninsula door Lovozersky GOK (Hedrick, Sinha, Kosynkin, 1997). Bijproducten spelen een veelal kleine rol in het geheel van de onderneming, zoals recuperatie van afval of restwarmte. Een opdeling in hoofd-, co- en bijproducten is relatief. Bijgevolg kan een veranderende vraag een verschuiving veroorzaken in huidige, maar vooral ook in toekomstige economische projecten. Omwille van geologische redenen gaat de ontginning van eender welk zeldzaam aardmetaal steeds gepaard met het produceren van een ander zeldzaam aardmetaal. Hierdoor zijn ze co- of bijproducten van elkaar. Aangezien sommige elementen nu eenmaal een grotere economische waarde hebben dan andere, en omdat sommige elementen in verschillende concentraties voorkomen, zal er voor sommige elementen steeds een aanbodoverschot zijn. Voor andere elementen is er dan weer een aanbodtekort, zelfs als bijvoorbeeld de gemiddelde markt van zeldzame aardmetalen in evenwicht is (Energy Critical Elements, 2011). ii) Externe effecten van de productie. Er zijn dus verschillende ontginnings- en verwerkingsmethoden. Allen zijn ze zeer kapitaalintensief. Ze hebben ook nog een ander gemeenschappelijk kenmerk, namelijk dat er bijna steeds sterke negatieve externe effecten optreden. Externaliteiten of externe effecten treden op als de handelingen van een partij (individu, huishouden, onderneming) invloed uitoefenen op het nut of de productiemogelijkheden van een andere partij, zonder dat dit in het marktproces wordt verrekend (Verbruggen, 2008, p. 62). Zoals meestal hebben we in dit geval grotendeels te maken met milieubelastende neveneffecten van in casu productieprocessen (Verbruggen, 2008). Inherent aan het ganse opstart- en productieproces, is dat er zonder beperkende maatregelen een enorme druk op het milieu wordt gelegd. Denk hierbij aan: de mijn aanleggen, opstarten, het ontginnen zelf, de verwerking met intens gebruik van chemicaliën, zuren en energie, transport, lawaai, en niet in de minste plaats aan de vrijgekomen radioactiviteit. 10

22 De voorbije tien jaar komen zeldzame aardmetalen voor minstens 95% uit China (Tse, 2011). Rekening houdend met de talrijke negatieve externe effecten, is het voor het milieu problematisch dat er bij de grote productie voor lange tijd geen, en tegenwoordig slechts een beperkte, milieuwetgeving is. De laatste jaren is de Chinese regering echter met een inhaaloperatie bezig. Er wordt hierbij niet enkel ingezet op het verminderen van milieueffecten in het productieproces zelf, maar ook op het verstrengen van de milieuwetgeving (Hurst, 2010). Een derde belangrijke strategie die China volgt om de milieuverontreiniging te beperken, is de strijd tegen illegale mijnen en de daar bijhorende smokkel (Ernst & Young, 2011). Hier komen we verder nog op terug. Omdat verschillende zeldzame aardmetalen vaak samen in eenzelfde erts zitten en soms gelijkaardige eigenschappen bezitten, is het niet makkelijk om deze van elkaar te scheiden. Dit proces vraagt niet alleen heel veel energie, er zijn ook vele chemicaliën nodig. Na dit scheidings- en zuiveringsproces blijft vaak ook radioactief afval achter onder de vorm van uranium en thorium (Verhaeghe, 2011). Xenotime, een mineraal met voornamelijk yttrium, bevat bijvoorbeeld maar liefst 2,7% radioactief uranium en thorium (Pliler & Adams, 1962). De eerste stap in het extractieproces bestaat uit het fijngemalen erts te mengen met geconcentreerd zwavelzuur en dit mengsel te verhitten tot 500 C. Hierbij ontstaan er grote hoeveelheden giftige en agressieve gassen zoals waterstoffluoride (HF), zwaveldioxide (SO2) en zwaveltrioxide (SO3), die men vaak ongecontroleerd in de atmosfeer laat. Na de reactie met zwavelzuur wordt het mengsel met water verdund. De zeldzame aardmetalen lossen op, terwijl het radioactieve thorium en ijzer in het vaste residu achterblijven. Deze vaste stof wordt gefilterd, waarna het in een gigantisch bassin gedumpt wordt waarin de stof opdroogt. Nadien blijft er een zwarte giftige radioactieve stof over die, omdat het onafgedekt is, kan wegwaaien. Na het neerslaan van de zeldzame aardmetalen wordt de zwavelzuuroplossing tevens geloosd in de nabije waterwegen. Verder in het proces worden de metalen omgezet naar hun oxiden ofte nitraatzouten. Hiervoor zijn vele chemicaliën nodig die daarna in het oppervlaktewater terecht komen (Verhaeghe, 2011). Om, indien gewenst, tot zuivere metalen te komen worden de oxiden op conventionele wijze gereduceerd en vacuüm bewaard (Naumov, 2008). 11

23 De productie van zeldzame aardmetalen verbruikt ook ontzettend veel energie, die in China vaak opgewekt wordt door vervuilende en CO2-uitstotende steenkoolcentrales (UNEP, 2010). Paradoxaal genoeg worden de zeldzame aardmetalen precies gebruikt in milieutoepassingen om bijvoorbeeld de energieefficiëntie te verhogen en CO2-uitstoot te beperken. d. Enkele toepassingen. Zeldzame aardmetalen zijn dus onontbeerlijk in vele toepassingen in verschillende sectoren. In dit gedeelte wordt eerst dieper in gegaan op het verschil in marktaandeel en waarde. Daarnaast sta ik stil bij het steeds toenemend gebruik van magneten die vervaardigd zijn met zeldzame aardmetalen en bij enkele andere (letterlijk) kleine toepassingen. Tenslotte wordt er een aanzet gegeven naar welke toepassingen en substituties in de toekomst mogelijk zullen zijn. Een vaak voorkomende toepassing is het gebruik van zeldzame aardmetalen in allerlei katalysatoren, welke een chemische reactie initiëren of versnellen zonder zelf te veranderen. Als we de markt van de zeldzame aardmetalen bekijken, zien we dat katalysatoren in 2008 een belangrijk deel innamen qua volume (19%), maar qua totale marktwaarde niet (slechts 5%) (Kingsnorth, 2010). Een mogelijke verklaring is dat de hiervoor gebruikte zeldzame aardmetalen relatief goedkoper zijn. Een andere en steeds meer voorkomende en belangrijke toepassing van zeldzame aardmetalen is het gebruik ervan in permanente magneten. In de jaren 60 tot midden jaren 80 gebruikte men daarvoor samarium-kobalt-legeringen, maar daarna schakelde men grotendeels over op neodymium-ijzer-boor-legeringen (Castor & Hedrick, 2004), welke 2,5 keer meer magnetische energie bezitten. Omdat deze magneten krachtiger zijn dan hun voorgangers, maakten ze het mogelijk om dezelfde sterkte aan te houden in een kleiner ontwerp, en zo een golf van miniaturisatie van producten op gang trokken. Piepkleine neodymium-magneten worden tegenwoordig dan ook gebruikt in talrijke elektronische toestellen zoals iphones, harde schijven, DVD-spelers,. Een ander domein waarin deze magneten gebruikt worden, is in vele groene CO2-beperkende technologieën. Zo zit er tussen de 600 à 1000 kg neodymium-magneten per megawatt, in hedendaagse windturbines. Immers, hoe sterker de magneten, hoe beter de wisselstroomgenerator en dus hoe meer elektriciteit 12

24 opgewekt kan worden. Wetende dat deze magneten zo n 30% neodymium, 69% ijzer en 1% boor bevatten, en windmolens tot zelfs zeven megawatt kunnen opwekken, gaat het om 2100kg zuivere neodymium per windmolen (Levkowitz & Beauchamp, 2010). Neodymium-magneten zijn ook een essentieel onderdeel in hybride wagens, die de minder of geen fossiele brandstof verbruiken. In zo n wagen zit tot zo n 1 kg neodymium verwerkt (Baylis & Chegwidden, 2012). Het gebruik van magneten met zeldzame aardmetalen zorgt ook voor een verhoogde energie-efficiëntie in andere, minder voor de hand liggende toepassingen. Zo kan dankzij het gebruik in airconditioningapparatuur het energieverbruik met 50% dalen, zonder te moeten inleveren op de capaciteit. Ook verhindert het gebruik van zeldzame aardmetalen (zoals dysprosium of terbium) dat magneten hun magnetische kracht verliezen als ze worden blootgesteld aan hogere temperaturen (Castor & Hedrick, 2004). Een ander voorbeeld is het gebuik van lanthanum i.p.v. nikkel-cadmium in herlaadbare batterijen. Aangezien ze dan geen lood of cadmium bevatten, worden de batterijen hierdoor mijn milieubelastend. Andere toepassingen zijn het gebruik in andere legeringen, fosfors (TV- of PC beeldschermen), de glasindustrie, keramiek, de nucleaire sector, defensie, verfindustrie, landbouw en medische toepassingen. Zeldzame aardmetalen zullen ook in de toekomst een belangrijke rol spelen in de beoogde duurzame economie van de 21 ste eeuw. Met het geavanceerder worden van onderzoek en technologie, zitten er vele toepassingen in de pijplijn, voornamelijk in hoogtechnologische sectoren als de milieu- en energiesector en de computerindustrie. Nieuwe elektronische technologieën zoals nieuwe microprocessoren, geavanceerde satellietcommunicatie, en toekomstige supergeleiders zullen hun opmaak maken. Met de vooruitgang in de materiaalleer, is het waarschijnlijk dat er los van deze nog meer toepassingen van en met zeldzame aardmetalen zullen ontwikkeld worden, bijvoorbeeld in de nano-industrie (Kennedy, 2010). Men verwacht in de nabije toekomst ook een commerciële doorbraak van magnetische koelkasten waarin thulium zit verwerkt, welke veel efficiënter zijn dan de huidige luchtgekoelde en op deze manier de CO2-uitstoot mee beperken (British Geological Survey, 2011). 13

25 Een laatste voorbeeld is het gebruik van zeldzame aardmetalen bij waterzuivering. Hierdoor is er slechts een fractie van het volume van het te gebruiken materiaal nodig, wat er op zijn beurt voor zorgt dat het afval beperkt kan worden tot 1/3 de van wat de huidige technologie bieden kan (Wood, 1990). e. De casus China. i) Zeldzame zeldzame aardmetalen? Anders dan hun benaming doet uitschijnen, zijn zeldzame aardmetalen niet echt zeldzaam. Ze komen quasi in heel de aardkorst voor. Hoewel cijfers vaak verschillen (al dan niet wegens het gebruik van een andere definitie), schat men de huidige gekende reserves in op ton (USGS, 2011). In het volgende hoofdstuk wordt de economische logica achter de reserves van niet-hernieuwbare grondstoffen grondig besproken. Figuur 1. Productie en gekende reserves (2010). China 97% China 49% Rusland 17% VS 11% Overig 19% Productie. Gekende wereldreserves. China Indië Brazilië Maleisië VS Rusland Indië China Australië Overig Bron: USGS (2011). 14

26 Hoewel China in ,31% van de zeldzame aardmetalen op de markt bracht, zitten de gekende reserves veel meer verspreid over de ganse wereld (USGS, 2011). In 2010 bezat China 48,37% van het gekende wereldreserve (USGS, 2011), maar als we specificeren naar de zware zeldzame aardmetalen (HREE s) bezit het land hiervan ongeveer 80% (Castor & Hedrick, 2004). De overige gekende reserves van zeldzame aardmetalen zitten bijvoorbeeld verspreid in Rusland (16,71%), de VS (11,43%), Indië (2,37%) en Australië (1,41%). ii) Productie. De laatste tien jaar heeft China met meer dan 95% een feitelijk monopolie op het aanbod van zeldzame aardmetalen (USGS, 2011). Producenten in andere landen kunnen onmogelijk concurreren met de (voorheen; zie infra) laaggeprijsde Chinese export. Een uitzondering was de reeds vermelde Mountain Pass -mijn van Molycorp Minerals (NYSE: MCP) in Californië, maar die sloot in 2002 wegens voornamelijk ecologische redenen (Tse, 2011). Goedkope arbeidskrachten in China spelen slechts een beperkte rol, omdat het hier gaat om een zeer kapitaalintensieve industrie. Zo kost het anno 2009 maar liefst gemiddeld US$ per ton jaarlijks geproduceerde zeldzame aardmetalen (Korinek & Kim, 2010). Voorts duurt het minstens tussen de 7,5 en 10 jaar om een project op te starten buiten China (Hocquard, 2010). De weinige nieuwe projecten die dan al opgestart worden (hergebruik Mountain Pass en Lynas Corporation in Australië), lopen tevens achter op schema. Dit is ook een van de redenen waarom het aanbod bij een vraagoverschot zo traag wijzigt. Het aanbod van zeldzame aardmetalen is zeer inelastisch. Ondanks de mondiale aanwezigheid van gekende voorraden (zie supra), kunnen anno 2012 niet-chinese projecten China dus zeker niet van de troon stoten. iii)wereldhandel. De grootte van de wereldmarkt van zeldzame aardmetalen schat men anno 2012 tussen de 2 à 3 miljard Amerikaanse Dollar (Humphries, 2011), wat relatief klein is in vergelijking met andere mineralen. Met een vraag naar 4067 ton, bedroeg de grootte van de mondiale goudmarkt in 2011 bijvoorbeeld zo n 200 miljard Amerikaanse Dollar (Swaenepoel, 2012). Omdat we te maken hebben met veel elementen en hun 15

27 verschillende toepassingen (die dan ook nog door technologische wijzigingen veranderen over de tijd heen), is de markt van de zeldzame aardmetalen zeer heterogeen. Kenmerkend aan de markt van de zeldzame aardmetalen is dat verandering abrupt kunnen voorkomen, en dan ook groot zijn. De vraag naar de verschillende individuele elementen fluctueert dan ook constant en opmerkelijk de laatste decennia (British Geological Survey, 2011). Wanneer bijvoorbeeld de kleurentelevisie werd geïntroduceerd steeg de vraag naar europium drastisch. Wanneer in de jaren 60 de productie van samarium-kobalt magneten op volle toeren kwam, werd samarium het belangrijkste zeldzame aardmetaal in de ganse industrie. Zoals reeds aangehaald werd de vraag naar deze samarium-kobalt magneten midden jaren 80 grotendeels technologisch ingehaald door de vraag naar neodymium magneten, waardoor dit specifiek element het belangrijkste zeldzame aardmetaal werd. Recentelijk is er ook een stijgende vraag naar dysprosium en terbium (Ernst & Young, 2011). Wanneer we de prijzen van deze elementen in het volgende hoofdstuk bekijken, valt dit op. Zo steeg de nominale prijs van dysprosium van 28 US$/kg in mei 2003 naar maar liefst 1925 US$/kg in mei 2012 (Thomson Reuters Datastream, 2012). Los van de mogelijks abrupte verandering van het meest gevraagd element, was in het verleden de algemene balans tussen vraag een aanbod van zeldzame aardmetalen en de prijs meestal vrij stabiel en in evenwicht. Echter, de laatste jaren veranderde de markt aanzienlijk van een aanbodoverschot naar een aanbodtekort. In 2008 bedroeg de vraag naar zeldzame aardmetaaloxides ton, wat 45% meer was dan vijf jaar daarvoor, toen de vraag ton bedroeg. De geschatte vraag in 2015 bedraagt tot ton, in 2020 zelfs tegen de ton (± 25%) (Ernst & Young, 2011). Significante groei wordt voorspeld in verscheidene sectoren en toepassingen van zeldzame aardmetalen, maar toch vooral bij magneten en metaallegeringen, die worden geschat op respectievelijk en ton tegen 2015 (Hocquard, 2010). Statistieken tonen aan dat ongeveer een derde van de in 2008 uit China geëxporteerde zeldzame aardmetalen illegaal werd gesmokkeld (Hurst, 2010). Hoge prijzen, exportquota en in mindere mate de verstrengde milieuwetgeving kunnen verklaren waarom illegale smokkel in China hoogtij viert. Het smokkelwaar wordt dan bijvoorbeeld gemixt met staal, wat detectie moeilijker maakt. In het importerende land 16

28 worden de zeldzame aardmetalen dan geëxtraheerd uit het staal. Een officiële vertegenwoordiger van het Japans Ministerie van Economie stelde bijvoorbeeld dat de Japanse industrie van deze illegale import afhankelijk is (Lewis, 2009). iv)chinees overheidsbeleid. Het is reeds duidelijk dat China, zeker de laatste jaren, de belangrijkste rol speelt in de wereld als het gaat over zeldzame aardmetalen. Dit is geen toeval, als je weet dat Chinese leiders al lang het belang van zeldzame aardmetalen voor hun land benadrukken. Zo benadrukte in 1992 de Chinese eerste leider Deng Xiaoping op een aantal toespraken dat China zeldzame aardmetalen heeft zoals het Midden Oosten olie heeft (Levkowitz & Beauchamp-Mustafaga, 2010). Dat zelfde jaar startte de Chinese overheid met de Baotou Rare Earth Hi-Tech Industrial Development Zone (Hurst, 2010). In deze industriële zone zou hoogtechnologische bedrijven zich makkelijk kunnen ontwikkelen. Eind 2010 waren er 2476 ondernemingen gevestigd. In 1999 schreef de Chinese President Jiang Zemin neer welke richting het land verder zou uit gaan: Improve the development and applications of rare earth, and change the resource advantage into economic superiority (Rare Earth: An introduction, 2012, p. 1). Het moet opgemerkt worden dat China niet alleen dominant is in het ontginnen van zeldzame aardmetalen, het is ook markleider in legeringen, magneten en andere componenten die zeldzame aardmetalen bevatten. Het is voor een land dan ook zeer verstandig in te zetten op productie en export van producten met een grotere toegevoegde waarde, dan louter te exporteren. China wil niet enkel voldoen aan de buitenlandse vraag naar zeldzame aardmetalen. Het land streeft er naar om zo veel mogelijk van deze waardevolle productie binnenlands te houden, om de energieefficiëntie in de eigen industrie te verbeteren, en om CO2-uitstoot te verminderen (Tse, 2011). Het onderliggende principe van deze strategie is dus om zo veel mogelijk van de productieketen in China te houden, om zo de voordelen voor de eigen economie te maximaliseren. Mine to Magnet is in dit geval de benaming van het businessmodel of strategie van verticale integratie dat wordt toegepast (Humphries, 2010). Zeldzame aardmetalen zijn in China eigenlijk sedert 1990 beschermd en strategisch (Seaman, 2010). Hierdoor konden buitenlandse investeerders geen zeldzame aardmetalen ontginnen of produceren zonder dat er een joint-venture was met een Chinees bedrijf. De Chinese overheid voert tot op vandaag talrijke 17

29 maatregelen in om de sector van zeldzame aardmetalen te beschermen en reguleren. Zo zijn er niet alleen productie- en exportquota s, maar ook exportbelastingen. Hierdoor zijn binnenlandse prijzen in China zo n 20% tot 40% goedkoper dan diegenen die geëxporteerd worden (Korinek & Kim, 2010). Yttriumoxide Yttrium element Lanthanumoxide Lanthanum Ceriumoxide Cerium Neodymiumoxide Neodymium Europiumoxide Europium Terbiumoxide Terbium Dysprosium Scandium Overige oxides Gemixt en in toepassingen REE-erts f. Markten en prijzen. Tabel 2. Exporttarieven voor zeldzame aardmetalen in China. 10% 25% 25% 25% 25% 10% 25% 25% 25% 25% 10% 15% 15% 15% 15% ND ND ND ND 25% 10% 15% 15% 15% 15% ND ND ND ND 25% 10% 15% 15% 15% 15% 10% 15% 15% 15% 15% 10% 25% 25% 25% 25% 10% 25% 25% 25% 25% 10% 25% 25% 25% 25% 10% 25% 25% 25% 25% ND ND ND ND 25% 10% 25% 25% 25% 25% 10% 15% 15% 15% 15% 10% 25% 25% 25% 25% 10% 10% 15% 15% 15% Bron: Tse (2011). Nu we een eerste zicht hebben op de economische context waarin zeldzame aardmetalen vertoeven, kan specifiek gekeken worden naar de prijzen van de zeldzame aardmetalen. Eerst wordt er stilgestaan bij het verschil tussen de metalen zelf en hun oxides en kijken we waar en hoe ze verhandeld worden. Daarna vergelijken we de verschillende elementen zowel onderling als in groep, en bekijken we de prijszetting van zeldzame aardmetalen ook historisch. i) Metalen en metaaloxides. Wanneer metalen, en dus ook de zeldzame aardmetalen, in aanraking komen met zuurstof, oxideren ze. De mate waarin dit gebeurt hangt af van de eigenschappen van het metaal. Deze metaaloxides zijn zouten die opgebouwd zijn uit een positief metaal-ion en het negatieve oxide-ion (02-). Voorbeelden zijn magnesiumoxide (MgO) en ijzer(iii)oxide (Fe203) beter bekend als roest. Ook zuivere zeldzame aardmetalen 18

30 (afgekort als REE s) komen in contact met zuurstof en oxideren tot zeldzame aardmetaaloxides (Rare Earth Oxides, of afgekort REO s). De verhouding in een zeldzaam aardmetaal voor of na oxidatie (dus REE s tot REO s) bedraagt voor elk element ongeveer 1:0,85 (Goonan, 2011). Het analyseren van gegevens omtrent zeldzame aardmetalen wordt, zeker over langere periodes, bemoeilijkt door veranderingen in soort van export en de verschillende manieren waarop dit dan wordt gerapporteerd. In de jaren 70 waren dit voornamelijk ertsen, in de jaren 80 voornamelijk carbonaten en chlorides van zeldzame aardmetalen, in de vroege jaren 90 waren het zuivere metalen en oxides die dan weer het meeste verhandeld werden, op het einde van de jaren 90 waren het dan weer voornamelijk magneten en fosfors, en sinds 2000 zien we dat er voornamelijk in producten zelf (harde schijven, elektrisch motoren, ) wordt geëxporteerd en dus genotuleerd (Kingsnorth, 2008). Het is dus noodzakelijk om steeds de gegevens goed te analyseren. ii) Prijzen. Anders dan bijvoorbeeld goud, aluminium, nikkel, staal en kobalt, die bijvoorbeeld op de London Metal Exchange (LME), de Shangai Metal Exchange (SHME) of de Tokyo Commodity Exchange (TOCOM) worden verhandeld, zijn er geen specifieke beurzen waarop zeldzame aardmetalen worden verhandeld. Deze en hun zeldzame aardmetaaloxides worden veelal verkocht door bedrijven die gespecialiseerd zijn in het verhandelen ervan (British Geological Survey, 2011). Zeldzame aardmetalen worden typisch vertrouwelijk verhandeld met langetermijncontracten waarbij de producenten prijszetter zijn. Ter verduidelijking: de verhouding metaal tot oxide weerspiegelt historisch en in het algemeen ook ongeveer de prijsverhouding tussen het metaal en de oxidevariant van het specifieke element. Echter, zeker de laatste jaren kunnen hier significante verschillen optreden, en het is dus nodig steeds duidelijk het onderscheid te maken. Er zijn ook significante onderlinge prijsverschillen tussen de verschillende zeldzame aardmetalen. Zo wordt ceriumoxide momenteel (mei 2012) verhandeld tegen 25,50 US$/kg, terwijl europiumoxide 2875 US$/kg kost (Thomson Reuters Datastream, 2012). 19

31 Verschillende factoren spelen een rol. Algemeen zijn de HREE s duurder dan de LREE s, voornamelijk omdat ze in de meeste mijnen minder voorkomen. Een andere reden is de specifieke moeilijkheidsgraad (en bijhorende kosten) om een bepaald element te extraheren. In sommige ertsen is de concentratie aan zeldzame aardmetalen nu eenmaal groter dan in andere, wat een invloed heeft op de ontginningskosten. Ook kunnen de onderlinge prijsverschillen verklaard worden door een wijziging van de vraag die, zoals reeds aangehaald, vrij abrupt kan veranderen over de tijd heen. Een laatste prijsbepalende factor is de gewenste zuiverheid van het product, dat wordt bepaald door de eisen van het eindproduct. Een grotere zuiverheid zorgt voor hogere prijzen (Castor & Hedrick, 2004). iii)historische prijsevolutie. Prijzen van zeldzame aardmetalen fluctueerden significant sinds de jaren 50 van de vorige eeuw, in het algemeen veelal door een wijzigende vraag/aanbodverhouding, omwille van milieuwetgeving, technologische vooruitgang en factoren als inflatie en energiekosten (Hedrick, 1997). lichte zeldzame aardmetalen (LREE) zware zeldzame aardmetalen (HREE) Tabel 3. Prijsverschillen tussen elementen. element prijs van oxide (FOB China in US$/kg) 16 augustus 2011 lanthanum 149 cerium 149 praseodymium 247 neodymium 335 samarium 127 europium 5860 terbium 4500 dysprosium 2580 Bron: British Geological Survey (2011). Begin jaren 60 daalden de prijzen aanzienlijk wegens de opening van de Mountain Pass -mijn in Californië (VS), en de verspreiding van commerciële producten die zeldzame aardmetalen gebruikten. Massaproductie nam toe, maar het aanbod kon goed volgen. Eind de jaren 70 stegen de operationele kosten van de productie door torenhoge inflatie en hogere energieprijzen, waardoor ook de prijzen van zeldzame aardmetalen nominaal mee de hoogte in gingen. Reëel stagneerde de daling of waren 20

32 er afhankelijk van het aardmetaal kleine prijsstijgingen. Begin jaren 80 waren de prijzen terug stabiel. Tegen 1985 zorgde milieuwetgeving in de olie-industrie echter voor een vraagterugval, omdat er moest gewerkt worden met toen minder milieubelastende vloeibare katalysatoren. Daarop verminderden mijnen het aanbod, waardoor rond 1987 de meeste prijzen zowel nominaal als reëel terug stegen (Hedrick, 1997). Begin de jaren 90 kwam dan de Chinese productie-industrie van zeldzame aardmetalen op gang. Hun aandeel in het wereldaanbod groeide gestaag, en de Chinezen dreven de productie sterk op vanaf 1995 als reactie op een sterk toegenomen vraag (Naumov, 2008). In 1997 voorziet China dan ook in 76,59% van het wereldwijde aanbod, een marktaandeel dat zal stijgen tot bijvoorbeeld meer dan 99% in Vanaf 2000 steeg de vraag naar neodymium en dysprosium aanzienlijk wegens het gebruik ervan in neodymium-ijzer-boor magneten (voor bijvoorbeeld windmolens) waarop China opnieuw antwoordde met een toename in productie. Omdat zeldzame aardmetalen niet afzonderlijk kunnen worden ontgonnen, leidde dit tot een overproductie van andere elementen en een algemene daling in prijzen. In een poging dit te verhelpen, verminderde China de productie. Omdat de vraag naar telecommunicatieapparatuur en computers aanzienlijk daalde tijdens de eerste helft van 2001 (cf. internetzeepbel) had deze aanbodbeperking geen effect en bleef het aanbod de vraag overtreffen. Op de koop toe sloot in 2002, omwille van milieuwetgeving en de zeer lage prijzen van zeldzame aardmetalen, de Mountain Pass -mijn, waar er anderzijds al sinds 1995 een jaarlijkse productievermindering was. In 1998 voorziet bijna-monopolist China in maar liefst 88% van het wereldaanbod van zeldzame aardmetalen, een percentage dat zoals gezegd nog zal blijven stijgen, zoals we in figuur 2 kunnen zien. 21

33 Figuur 2. Evolutie van de wereldproductie van zeldzame aardmetalen (REE) (in ton) VS Brazilië China Indië USSR/Rusland Maleisië Australië Zuid-Afrika Overige Overige landen zijn Burundi, Nigeria, Zaïre/Congo, Sri Lanka, Thailand en Madagascar. Bron: verschillende jaarrapporten van World Mineral Statistics en World Mineral Production (British Geological Survey - Gecorrigeerd naar zuivere zeldzame aardmetalen (REE s) volgens aanwijzingen BGS. 22