Le start-up tecnologiche stanno correndo per trasformare il modo in cui le terre rare vengono raffinate per la transizione verso l'energia pulita, una spinta mirata a mettere il turbo all'espansione dell'Occidente nel settore di nicchia che è alla base di miliardi di dispositivi elettronici.

Lo standard esistente per raffinare questi minerali strategici, noto come estrazione con solventi, è un processo costoso e sporco che la Cina ha impiegato gli ultimi 30 anni a padroneggiare. MP Materials , Lynas Rare Earths e altre aziende occidentali di terre rare hanno lottato a volte per impiegarlo a causa delle complessità tecniche e dei problemi di inquinamento.

Le terre rare sono un gruppo di 17 metalli utilizzati per creare magneti che trasformano l'energia in movimento per veicoli elettrici, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici. Sebbene gli scienziati statunitensi abbiano contribuito a sviluppare l'estrazione con solvente per le terre rare negli anni '50, i rifiuti radioattivi del processo hanno gradualmente reso impopolare il processo negli Stati Uniti.

La Cina ha iniziato ad espandersi rapidamente nel settore a partire dagli anni '80 e ora controlla l'87% della capacità globale di raffinazione delle terre rare, secondo l'Agenzia Internazionale dell'Energia. Questa abilità ha contribuito a spingere l'economia del Paese al secondo posto nel mondo.

I rivali occidentali emergenti offrono ora la prospettiva allettante di lavorare i minerali in modi più veloci, puliti ed economici, se riescono a lanciarsi con successo.

"L'attuale processo di raffinazione delle terre rare è un incubo", ha detto Isabel Barton, professore di ingegneria mineraria e geologica presso l'Università dell'Arizona. "Ecco perché ci sono così tante aziende che promettono nuovi metodi, perché ne abbiamo bisogno".

Dalle interviste con quasi due dozzine di consulenti del settore, accademici e dirigenti, emerge che se una o più di queste nuove tecnologie di lavorazione avranno il successo sperato entro il 2025, potrebbero ridurre la dipendenza dalla tecnologia cinese delle terre rare e dai suoi sottoprodotti tossici, sostenendo al contempo i piani delle aziende occidentali di applicare prezzi premium per i minerali strategici.

Sebbene nessuna sia stata lanciata a livello commerciale - e alcuni consulenti e analisti del settore dubitano che saranno in grado di farlo presto - un gruppo di aziende sta portando avanti piani di sviluppo aggressivi.

In un'ex base dell'aeronautica militare statunitense in Louisiana, Ucore Rare Metals mira a lavorare le terre rare entro la metà del 2025, utilizzando una tecnologia nota come RapidSX che, a suo dire, è almeno tre volte più veloce dell'estrazione con solvente, non produce rifiuti chimici pericolosi e richiede solo un terzo dello spazio fisico.

"Il nostro obiettivo è quello di ristabilire una catena di approvvigionamento di terre rare in Nord America", ha dichiarato Michael Schrider, direttore operativo di Ucore, durante una visita al sito.

Costituita nel 2006, Ucore aveva inizialmente pianificato di estrarre un deposito di terre rare in Alaska. Ma l'azienda ha cambiato rotta nel 2022 per concentrarsi sulla raffinazione, non sull'estrazione, un cambiamento nato da ciò che due dirigenti hanno detto di vedere come un difetto nella strategia dell'Occidente per indebolire il dominio dei minerali della Cina, cercando di padroneggiare entrambe le fasi contemporaneamente.

Ucore, che ha testato il suo processo con il finanziamento del Pentagono, è in trattative con 17 società minerarie per acquistare forniture di terre rare leggermente lavorate, note come concentrati, spedirle al porto di New Orleans, quindi trasportarle in un magazzino di 80.800 metri quadrati che sarà attrezzato con la tecnologia RapidSX a partire da gennaio.

I minatori di terre rare affermano sempre più spesso di volersi concentrare sullo scavo della roccia, piuttosto che aggiungere alle loro operazioni la fase di lavorazione.

"Le aziende minerarie dovrebbero concentrarsi sulla ricerca di nuovi giacimenti", ha detto Luisa Moreno, presidente di Defense Metals, che mira ad aprire una miniera di terre rare nella Columbia Britannica entro quattro anni ed è interessata a concedere in licenza la tecnologia di Ucore. "Probabilmente, la raffinazione dovrebbe essere gestita da altri che si specializzano in questo campo".

Rainbow Rare Earths prevede di implementare entro il 2026 la tecnologia di raffinazione delle terre rare in Sudafrica, sviluppata dal suo partner K-Technologies, con sede in Florida, che utilizza un processo noto come scambio ionico continuo, utilizzato da alcuni produttori di litio.

La startup Aether sta sviluppando una nanotecnologia che programma le proteine per legarsi selettivamente con le terre rare ed estrarle dai depositi minerari.

In Norvegia, la società privata REETec afferma che il suo processo di raffinazione brevettato emette il 90% in meno di anidride carbonica rispetto all'estrazione con solventi e dovrebbe essere operativo entro la fine del 2024.

All'inizio di quest'anno, l'azienda privata Phoenix Tailings ha iniziato a raffinare piccole quantità di terre rare in Massachusetts, utilizzando un processo che, a suo dire, è privo di emissioni e di rifiuti.

"Ci sono tecnologie che possono essere sviluppate e che sono di gran lunga migliori dell'estrazione con solvente", ha detto Robert Fox, scienziato dell'Idaho National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Il mese scorso il laboratorio ha accettato di ricercare nuove tecniche di raffinazione per la società privata U.S. Critical Materials, che sta sviluppando un deposito di terre rare.

SCETTICISMO

Nonostante la fame di nuove tecniche di raffinazione, i consulenti del settore hanno avvertito che i produttori potrebbero aspettarsi troppo e troppo presto da questo gruppo di tecnologie nascenti, ancora non sperimentate, soprattutto in considerazione degli obiettivi di elettrificazione aggressivi del mondo.

La tecnologia di Ucore, ad esempio, non ha mai funzionato su scala commerciale e si prevede che non otterrà la protezione del brevetto fino al prossimo anno, una tempistica che i consulenti del settore hanno segnalato come causa di preoccupazione, date le forti rivalità per la proprietà intellettuale.

"L'orizzonte temporale necessario per sviluppare tutte queste nuove tecnologie di raffinazione sarà più lungo di quanto molti si aspettino", ha dichiarato Frank Fannon, consulente dell'industria mineraria ed ex assistente segretario di Stato degli Stati Uniti. Parlare di produzione entro pochi anni "crea un falso senso di sicurezza per i politici".

Tuttavia, la necessità di alternative è in aumento, soprattutto sulla scia della decisione di Pechino, all'inizio di quest'anno, di limitare le esportazioni di germanio, grafite e altri metalli. Questo ha scatenato la preoccupazione che le terre rare possano essere le prossime.

Fannon e diversi politici statunitensi hanno chiesto ai governi occidentali di creare hub centrali per la lavorazione delle terre rare, un piano già perseguito dal Canada.

Nel Saskatchewan, gli scienziati del governo stanno lavorando per lanciare la propria tecnologia di lavorazione delle terre rare, dopo che i tentativi di acquistare la tecnologia cinese si sono arenati nel 2020.

"Abbiamo esaminato le tecnologie esistenti e abbiamo detto: 'C'è un modo migliore per farlo'", ha detto Mike Crabtree, CEO del Consiglio di Ricerca del Saskatchewan (SRC), finanziato dal governo provinciale. "Volevamo metterci del nostro".

Utilizzando l'intelligenza artificiale, l'azienda ha progettato un'apparecchiatura di lavorazione che ritiene più efficiente dei rivali cinesi. Invece di richiedere fino a 100 persone per il funzionamento, come nel caso dell'estrazione con solvente tradizionale, l'SRC stima che saranno necessarie solo quattro persone per gestire il suo impianto, che spera di aprire entro la fine del 2024.

Sebbene l'obiettivo dell'SRC sia quello di stimolare l'estrazione mineraria in tutto il Canada, Crabtree ha detto di essere aperto a concedere in licenza la tecnologia per utilizzarla in tutto il mondo.

"Questo settore nel suo complesso deve crescere al di fuori della Cina, per sostenere la transizione energetica", ha detto.

Crabtree e l'SRC prevedono che il loro impianto costerà di più per la costruzione rispetto ai rivali cinesi, ma meno per il funzionamento, in funzione del loro desiderio di produrre apparecchiature di lavorazione che non producono rifiuti e riciclano l'acido e altri prodotti chimici chiave.

E mentre MP Materials e altri hanno lottato per adattare le loro attrezzature di lavorazione a depositi geologici specifici, SRC, Ucore e altri affermano di credere che i loro nuovi processi di raffinazione saranno in grado di lavorare i minerali critici provenienti da diverse località del mondo.

"Queste nuove fonti di terre rare saranno fondamentali se vogliamo raggiungere gli obiettivi globali di zero emissioni", ha detto Steve Schoffstall dello Sprott Energy Transition Materials ETF, che detiene azioni di diverse società di terre rare.

Le azioni di Ucore sono salite di oltre il 6% lunedì nelle contrattazioni canadesi dopo la notizia di Reuters, mentre le azioni scambiate al banco negli Stati Uniti hanno guadagnato quasi l'8%.

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