Dự trữ đất hiếm toàn cầu: Nơi đặt các kim loại hiếm nhất trên Trái đất

Khi thế giới thúc đẩy chuyển đổi sang năng lượng sạch và công nghệ tiên tiến, các kim loại hiếm nhất trên trái đất đã trở nên quan trọng về chiến lược không kém gì dầu mỏ trước đây. 17 nguyên tố tự nhiên này—được biết chung là các kim loại đất hiếm—là xương sống của xe điện, turbine gió, điện thoại thông minh và hệ thống quân sự. Tuy nhiên, trong khi nhu cầu toàn cầu tăng cao, nguồn cung các kim loại hiếm nhất vẫn tập trung ở một số ít quốc gia, tạo ra cả rủi ro lẫn cơ hội cho các nước muốn đa dạng hóa nguồn cung.

Triển vọng toàn cầu về đất hiếm bị chi phối bởi một nghịch lý cơ bản: các nhà sản xuất lớn nhất không luôn có trữ lượng lớn nhất, và các quốc gia có trữ lượng khổng lồ thường vẫn còn phát triển chậm. Khoảng cách giữa sự phong phú về địa chất và năng lực công nghiệp này sẽ định hình ngành công nghiệp đất hiếm trong nhiều năm tới.

Cảnh quan đất hiếm toàn cầu: Cung gặp cầu

Theo dữ liệu mới nhất từ Cục Địa chất Hoa Kỳ, trữ lượng đất hiếm toàn cầu ước tính khoảng 130 triệu tấn oxit đất hiếm tương đương. Năm 2024, sản lượng toàn cầu đạt 390.000 tấn, tăng đáng kể so với chỉ 100.000 tấn cách đây một thập kỷ. Sự tăng gần bốn lần này phản ánh sự cấp bách trong việc đảm bảo các khoáng sản quan trọng này cho sự bùng nổ xe điện và hạ tầng năng lượng tái tạo.

Tuy nhiên, sản lượng và trữ lượng kể câu chuyện khác nhau hoàn toàn. Trong khi một số quốc gia chi phối khai thác, các quốc gia khác lại sở hữu các mỏ chưa khai thác lớn. Brazil là ví dụ điển hình: nước này có trữ lượng đất hiếm lớn thứ hai thế giới, đạt 21 triệu tấn oxit đất hiếm, nhưng chỉ sản xuất 20 tấn trong năm 2024. Khoảng cách này cho thấy trong vòng năm đến mười năm tới, cảnh quan thị trường đất hiếm có thể thay đổi đáng kể khi các hoạt động mới đi vào hoạt động và các nhà sản xuất ngoài Trung Quốc mở rộng khả năng của họ.

Thành phần của các nguyên tố đất hiếm cũng quan trọng như số lượng của chúng. Các kim loại này chia thành hai loại—đất hiếm nặng và đất hiếm nhẹ—dựa trên trọng lượng nguyên tử. Đất hiếm nặng, đặc biệt là neodymium, praseodymium, terbium và dysprosium, có giá cao hơn vì chúng cần thiết cho nam châm hiệu suất cao dùng trong động cơ điện và ứng dụng quốc phòng. Đất hiếm nhẹ, dù ít được săn đón hơn, lại đóng vai trò quan trọng trong chiếu sáng, xúc tác và sản xuất thủy tinh.

Sự thống trị của Trung Quốc: Các kim loại hiếm nhất dưới quyền kiểm soát của một quốc gia

Sự thống trị của Trung Quốc trong sản xuất và trữ lượng đất hiếm là không gì sánh nổi. Quốc gia này kiểm soát 44 triệu tấn trữ lượng—khoảng một phần ba tổng trữ lượng thế giới—và đã sản xuất 270.000 tấn trong năm 2024, chiếm 69% sản lượng toàn cầu. Mỏ Bayan Obo ở Nội Mông, do Tập đoàn Sắt và Thép Baotou nhà nước vận hành, vẫn là mỏ đất hiếm lớn nhất thế giới.

Điều làm cho vị thế của Trung Quốc còn chiếm ưu thế hơn nữa là cách tiếp cận chiến lược trong quản lý trữ lượng. Năm 2012, chính quyền Trung Quốc thừa nhận trữ lượng đang giảm, buộc chính phủ phải hành động. Đến năm 2016, quốc gia này đã phát động một chương trình lớn nhằm xây dựng lại cơ sở dự trữ thông qua kho dự trữ thương mại và quốc gia. Đồng thời, Trung Quốc bắt đầu đóng cửa có hệ thống các mỏ đất hiếm trái phép và không tuân thủ môi trường, đồng thời kiểm soát sản lượng qua hệ thống hạn ngạch.

Điều này không chỉ đơn thuần về quản lý tài nguyên—đây là chiến lược địa chính trị. Khi Trung Quốc cắt giảm xuất khẩu năm 2010, giá đất hiếm tăng vọt, gây chấn động chuỗi cung ứng toàn cầu. Sự kiện này đã thúc đẩy các nỗ lực quốc tế phát triển nguồn thay thế, nhưng hai thập kỷ sau, Trung Quốc vẫn là người dẫn đầu không thể tranh cãi trên thị trường. Căng thẳng thương mại Mỹ-Trung chỉ làm tăng thêm cuộc chiến chiến lược này, đặc biệt về công nghệ sản xuất nam châm đất hiếm.

Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã bắt đầu nhập khẩu đất hiếm nặng từ Myanmar để bổ sung nguồn cung nội địa, tiếp cận các mỏ nằm trong dãy núi dọc biên giới Trung Quốc. Thỏa thuận outsourcing này, dù hợp lý về mặt kinh tế, đã gây ra thiệt hại môi trường nghiêm trọng tại Myanmar—mẫu hình này nhấn mạnh chi phí môi trường của việc tập trung đất hiếm.

Cơ hội mới nổi lên: Các quốc gia sẵn sàng mở rộng quy mô

Brazil: Gã khổng lồ ngủ quên

Tình hình của Brazil minh họa rõ ràng cho quá trình chuyển đổi trong cung đất hiếm. Với trữ lượng 21 triệu tấn oxit đất hiếm—xếp thứ hai sau Trung Quốc—Brazil gần như chưa hoạt động cho đến năm 2024. Điều này đã thay đổi khi Serra Verde bắt đầu sản xuất thương mại oxit đất hiếm từ mỏ Pela Ema ở bang Goiás. Pela Ema là một trong những mỏ đất sét ion lớn nhất thế giới và có điểm đặc biệt quan trọng: nó sản xuất cả bốn loại đất hiếm nam châm thiết yếu (neodymium, praseodymium, terbium và dysprosium) và là mỏ duy nhất ngoài Trung Quốc làm được điều này. Dự kiến, Serra Verde sẽ sản xuất khoảng 5.000 tấn oxit đất hiếm mỗi năm vào năm 2026, cho thấy Brazil đang chuyển từ vị trí giữ trữ lượng sang nhà sản xuất tích cực.

Ấn Độ: Khai thác cát biển và xây dựng nghiên cứu

Trữ lượng đất hiếm của Ấn Độ là 6,9 triệu tấn, cùng với gần 35% các mỏ khoáng cát biển và cát ven biển toàn cầu, giúp quốc gia này trở thành một đối tác dài hạn. Sản lượng năm 2024 đạt 2.900 tấn, dù chưa tăng nhiều trong những năm gần đây. Điều thay đổi vào cuối 2023 là cam kết của chính phủ Ấn Độ trong việc phát triển ngành này. Các chính sách và luật mới nhằm hỗ trợ nghiên cứu và phát triển đất hiếm. Tháng 10 năm 2024, Trafalgar, một công ty kỹ thuật và mua sắm, công bố kế hoạch xây dựng nhà máy tích hợp đầu tiên của Ấn Độ về sản xuất kim loại đất hiếm, hợp kim và nam châm—động thái này có thể thúc đẩy Ấn Độ chuyển từ nhà sản xuất nguyên liệu thô sang nhà sản xuất giá trị gia tăng.

Úc: Xây dựng vị thế dẫn đầu cung cấp không Trung Quốc

Úc sở hữu trữ lượng đất hiếm lớn thứ tư thế giới, đạt 5,7 triệu tấn, và sản xuất 13.000 tấn trong năm 2024. Việc khai thác đất hiếm tại Úc mới bắt đầu từ năm 2007, nhưng quốc gia này đã nhanh chóng trở thành nhà cung cấp đất hiếm không Trung Quốc hàng đầu qua Lynas Rare Earths, vận hành mỏ Mount Weld và nhà máy cô đặc cùng một nhà máy tinh chế tại Malaysia. Lynas đang mở rộng mạnh mẽ, dự kiến hoàn thành nâng cấp nhà máy Mount Weld vào năm 2025. Thêm vào đó, nhà máy xử lý đất hiếm mới của công ty tại Kalgoorlie bắt đầu hoạt động giữa năm 2024, củng cố vai trò của Úc trong chuỗi cung ứng toàn cầu.

Một nhà khai thác khác của Úc, Hastings Technology Metals, đang đưa mỏ Yangibana vào giai đoạn sản xuất. Công ty này mới ký hợp đồng tiêu thụ với Baotou Sky Rock và dự kiến sản lượng hàng năm lên tới 37.000 tấn concentrate đất hiếm, dự kiến bắt đầu sản xuất trong quý 4 năm 2026.

Hoa Kỳ: Khôi phục nguồn cung nội địa

Trong khi Mỹ xếp thứ bảy về trữ lượng với 1,9 triệu tấn, thì sản lượng năm 2024 đạt 45.000 tấn—một minh chứng cho hiệu quả của Mỹ dù trữ lượng hạn chế. Tất cả hoạt động khai thác đất hiếm của Mỹ hiện diễn ra tại cơ sở Mountain Pass của MP Materials ở California. Công ty này đang phát triển khả năng chế biến tại nhà máy Fort Worth để chuyển đổi oxit đất hiếm thành nam châm đất hiếm và các sản phẩm tiền chất, gia tăng giá trị cho sản xuất nội địa.

Chính quyền Biden đã thể hiện cam kết bằng cách phân bổ 17,5 triệu USD vào tháng 4 năm 2024 để thúc đẩy công nghệ chế biến đất hiếm và khoáng sản quan trọng, đặc biệt từ các phụ phẩm than và than đá. Cách tiếp cận này mở ra con đường mới: khai thác đất hiếm từ các dòng chất thải thay vì chỉ dựa vào khai thác chính.

Thách thức và hạn chế: Tại sao trữ lượng không phải lúc nào cũng đi đôi với sản lượng

Tình hình của Nga minh họa cho tính biến động của ước tính trữ lượng. Các số liệu chính thức giảm mạnh từ 10 triệu tấn xuống còn 3,8 triệu tấn trong năm 2023-2024 dựa trên báo cáo cập nhật của các công ty và chính phủ. Nga đã sản xuất 2.500 tấn trong năm 2024, mức gần như bằng các năm trước đó. Nước này đã tuyên bố kế hoạch đầu tư 1,5 tỷ USD vào năm 2020 để cạnh tranh với Trung Quốc, nhưng cuộc xâm lược Ukraine đã phần lớn khiến các dự định đó bị hoãn lại.

Việt Nam là ví dụ cảnh báo khác. USGS đã điều chỉnh giảm trữ lượng của Việt Nam từ 22 triệu tấn xuống còn 3,5 triệu tấn trong năm 2024, một sự điều chỉnh lớn dựa trên đánh giá của các công ty và chính phủ. Sản lượng năm đó chỉ đạt 300 tấn. Trong khi Việt Nam đặt mục tiêu sản xuất 2,02 triệu tấn vào năm 2030, thì việc bắt giữ sáu giám đốc điều hành đất hiếm vào tháng 10 năm 2023—bao gồm chủ tịch Việt Nam Rare Earth Luu Anh Tuan—đã làm dấy lên nghi ngờ về các kế hoạch đó.

Greenland: Tiềm năng bị hạn chế bởi chính trị

Greenland chứa 1,5 triệu tấn trữ lượng đất hiếm qua hai dự án lớn: Tanbreez và Kvanefjeld. Công ty Critical Metals đã mua lại cổ phần kiểm soát trong Tanbreez vào tháng 7 năm 2024 và bắt đầu khoan thăm dò vào tháng 9 để làm rõ ước tính tài nguyên. Tuy nhiên, Energy Transition Minerals gặp khó khăn về quy định với chính phủ Greenland về giấy phép khai thác Kvanefjeld. Giấy phép khai thác của công ty bị thu hồi do kế hoạch khai thác uranium. Dù đã nộp kế hoạch sửa đổi loại trừ uranium, nhưng cũng bị từ chối vào tháng 9 năm 2023. Tính đến tháng 10 năm 2024, công ty đang chờ quyết định của tòa án về kháng cáo. Các rắc rối chính trị liên quan đến Greenland—đặc biệt là với lợi ích của Mỹ trong khu vực—thêm một lớp bất định nữa vào các tính toán về đất hiếm.

Thực tế môi trường và địa chính trị

Khai thác các kim loại hiếm nhất gây ra chi phí môi trường không thể bỏ qua. Quặng đất hiếm thường chứa thorium và uranium—các nguyên tố phóng xạ. Việc tách rời và xử lý chất thải không đúng cách đã làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và suối ở các vùng núi phía nam Trung Quốc và Myanmar phía bắc. Các cuộc điều tra của Global Witness đã ghi nhận hơn 2.700 hồ chứa khai thác trái phép bằng phương pháp rửa trôi tại Myanmar tính đến giữa năm 2022, trải dài trên diện tích tương đương Singapore. Người dân địa phương phản ánh khó khăn trong việc tiếp cận nước sạch, trong khi các loài động vật hoang dã sụp đổ.

Tương tự, hơn 100 vụ sạt lở đất đã xảy ra tại khu vực Ganzhou của Trung Quốc do khai thác rửa trôi tại chỗ. Thiệt hại còn lan rộng ra ngoài biên giới Trung Quốc khi các quốc gia phải đối mặt với di sản môi trường của khai thác đất hiếm.

Các căng thẳng địa chính trị càng làm tăng thêm các lo ngại này. Lệnh cấm của Trung Quốc vào tháng 12 năm 2023 về xuất khẩu công nghệ sản xuất nam châm đất hiếm trực tiếp nhắm vào khả năng cạnh tranh của Mỹ trong xe điện và công nghệ cao. Những động thái này nhấn mạnh cách mà an ninh nguồn cung đất hiếm gắn liền với chiến lược quốc gia, chính sách công nghiệp và ưu thế công nghệ.

Tương lai: Đa dạng hóa và khả năng phục hồi chuỗi cung ứng

Cuộc đua đảm bảo nguồn cung đất hiếm và giảm phụ thuộc vào Trung Quốc đã tăng tốc. Liên minh châu Âu, qua Đạo luật Khoáng sản quan trọng, đang tích cực hỗ trợ phát triển các mỏ như Per Geijer của Thụy Điển—được xác định bởi LKAB là mỏ đất hiếm lớn nhất châu lục với hơn 1 triệu tấn oxit.

Sản lượng đất hiếm toàn cầu đã tăng từ khoảng 100.000 tấn mỗi thập kỷ trước lên 390.000 tấn vào năm 2024. Quỹ đạo này cho thấy các dự án mới tại Brazil, Úc, Greenland và các nơi khác sẽ định hình thị trường một cách rõ ràng vào năm 2027-2028. Tuy nhiên, mỗi nguồn mới đều mang theo những thách thức riêng: chậm trễ trong cấp phép, lo ngại về môi trường, đòi hỏi vốn lớn và độ phức tạp kỹ thuật.

Các kim loại hiếm nhất của thế giới vẫn tập trung trong các mỏ địa chất rải rác ở chỉ tám quốc gia lớn. Khi nhu cầu tăng cùng với quá trình chuyển đổi năng lượng sạch, giai đoạn tiếp theo của nguồn cung đất hiếm sẽ không chỉ dựa vào trữ lượng địa chất mà còn phụ thuộc vào khả năng các quốc gia chuyển đổi trữ lượng thành sản lượng thực tế, đồng thời quản lý các hạn chế về môi trường và chính trị. Đối với các nhà đầu tư, nhà hoạch định chính sách và công nghệ, việc hiểu rõ cảnh quan đất hiếm là điều thiết yếu để điều hướng các cuộc cách mạng năng lượng và công nghệ phía trước.

Các câu hỏi thường gặp

Kim loại đất hiếm là gì?

Kim loại đất hiếm gồm 17 nguyên tố tự nhiên: 15 nguyên tố trong chuỗi lanthanide cộng với yttrium và scandium. Dù tên gọi là “hiếm”, chúng không thực sự hiếm—việc tìm ra các mỏ có thể khai thác kinh tế mới là thách thức chính. Đất hiếm được phân loại theo trọng lượng nguyên tử thành đất hiếm nặng và nhẹ, trong đó đất hiếm nặng có giá cao hơn do được sử dụng trong nam châm hiệu suất cao.

Mỗi năm, toàn cầu sản xuất bao nhiêu đất hiếm?

Năm 2024, sản lượng đất hiếm toàn cầu đạt 390.000 tấn, tăng từ 376.000 tấn năm 2023. Trong thập kỷ qua, sản lượng đã hơn ba lần so với khoảng 100.000 tấn, phản ánh nhu cầu tăng mạnh từ các ngành xe điện và năng lượng tái tạo.

Quốc gia nào sản xuất nhiều đất hiếm nhất?

Trung Quốc chiếm lĩnh với 270.000 tấn mỗi năm—tương đương 69% sản lượng toàn cầu. Mỏ Bayan Obo ở Nội Mông, do Tập đoàn Sắt và Thép Baotou nhà nước vận hành, vẫn là mỏ đất hiếm lớn nhất thế giới. Ngoài Trung Quốc, Lynas Rare Earths của Úc là nhà sản xuất không thuộc Trung Quốc lớn nhất.

Có mỏ đất hiếm nào ở châu Âu không?

Hiện tại, không có mỏ đất hiếm nào hoạt động ở châu Âu, nhưng lục địa này sở hữu trữ lượng đáng kể. Mỏ Per Geijer của Thụy Điển, được LKAB phát hiện đầu năm 2023, là lớn nhất châu Âu với hơn 1 triệu tấn oxit. Na Uy, Phần Lan và Thụy Điển đều có các mỏ trong Vành đai Fennoscandian—khu vực địa chất tương tự Greenland, chứa khoáng sản đất hiếm.

Tại sao khai thác đất hiếm lại khó khăn?

Việc tìm ra các mỏ có thể khai thác kinh tế, đặc biệt là đất hiếm nặng, rất khó khăn. Sau khi khai thác, việc tách các nguyên tố đất hiếm ra khỏi nhau đòi hỏi quá trình chiết xuất dung môi phức tạp—có thể cần hàng trăm đến hàng nghìn chu kỳ để đạt độ tinh khiết cao. Quản lý môi trường còn phức tạp hơn nữa vì quặng đất hiếm thường chứa thorium và uranium phóng xạ, đòi hỏi xử lý chất thải cực kỳ cẩn thận.

Đất hiếm được sử dụng trong công nghệ hiện đại như thế nào?

Đất hiếm xuất hiện trong hầu hết các công nghệ cao cấp. Nam châm neodymium và praseodymium cung cấp năng lượng cho động cơ xe và turbine gió. Các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh và laptop sử dụng nhiều loại đất hiếm cho các thành phần. Ứng dụng quốc phòng, động cơ máy bay và hệ thống chiếu sáng đều phụ thuộc vào các nguyên tố này. Europium, terbium và yttrium tạo ra các phosphor giúp màn hình và đèn chiếu sáng hiện đại hoạt động.