Cái nhìn toàn cảnh về sự thống trị trong ngành công nghiệp đất hiếm của Trung Quốc

Trung Quốc đang tăng cường việc nắm bắt chuỗi cung ứng đất hiếm và có thể sử dụng vị thế nước thống trị ngành công nghiệp này làm lợi thế thương lượng trong cuộc chiến tranh thương mại với Mỹ.

Trung Quốc đã mạnh tay đầu tư vào cơ sở vật chất dùng để thực hiện phần lớn công việc khai thác và chế biến các loại quặng bẩn gây hại cho môi trường, Trung Quốc biến những phương pháp và bí quyết của quá trình trên một cách có hệ thống thành các bằng sáng chế và có thể cho Trung Quốc lợi thế để cạnh tranh với các đối thủ.

Quốc gia này, vốn đã là nguồn cung cấp hơn 80% kim loại đất hiếm cho thế giới, đang nhanh chóng tích lũy các văn bằng sáng chế có liên quan đến các nguyên tố hiếm, dựa theo James Kennedy, Chủ tịch của công ty tư vấn ThREE có trụ sở tại St Louis, bang Missouri, Mỹ - năm 2018, ông James Kennedy là người đã khởi xướng cuộc tìm kiếm bằng sáng chế toàn cầu nhằm sao lưu những nỗ lực vận động hành lang mà ông đã làm cho Chính phủ Mỹ.

Vào tháng 10/2018, Trung Quốc đã nộp 25,911 bằng sáng chế liên quan đến tất cả nguyên tố đất hiếm, dẫn xa so với 9,810 bằng sáng chế của Mỹ, 13,920 bằng của Nhật Bản và 7,280 bằng của Liên minh châu Âu (EU) kể từ năm 1950, thời điểm đơn xin cấp bằng sáng chế đầu tiên ở Mỹ được nộp, dựa trên dữ liệu của công ty cung cấp nghiên cứu PatentManiac của ông Kennedy.

Số lượng bằng sáng chế liên quan đến đất hiếm của Trung Quốc tăng vọt từ năm 2011, chiếm hơn một nửa tổng số bằng sáng chế mà Trung Quốc tích lũy từ trước đến lúc đó và hơn gấp đôi so với phần còn lại của thế giới cộng lại.

Năm nguồn dữ liệu về bằng sáng chế chung, bao gồm Google Patent và Tổ chức Sở hữu Trí tuệ Thế giới (WIPO), cũng như 47 cơ sở dữ liệu quốc gia đều được sử dụng trong cuộc nghiên cứu.

“Lý do tôi được ủy thác để làm việc này là để cảnh báo Chính phủ Mỹ về nguồn vốn đầu tư tương đối của Trung Quốc và việc cam kết với ngành khoa học vật liệu, công nghệ và khai thác của Trung Quốc”, ông Kennedy nói. “Thật đáng buồn rằng không một ai trong Chính phủ Mỹ bày tỏ sự quan tâm hoặc phản hồi”.

“Tôi đã liên tục cảnh báo các thành viên Quốc hội, Lầu năm góc và chính quyền rằng Trung Quốc sẽ sử dụng các bằng sáng chế và tài sản trí tuệ như một loại quỹ chiến tranh để chống lại Mỹ trong tương lai”.

Ông Kennedy từ lâu đã ủng hộ ý tưởng Chính phủ Mỹ nên xây dựng chuỗi cung ứng vật liệu đất hiếm đầy đủ trong nước, thông qua việc tạo ra một hợp tác xã liên bang và một nhà máy lọc đất hiếm tập trung.

Ông Kennedy không phải người duy nhất vận động Chính phủ Mỹ giảm sự phụ thuộc vào sự cung cấp 17 loại nguyên tố đất hiếm từ Trung Quốc, những loại nguyên tố này hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiêu thụ điện như tivi, đầu đĩa DVD, xe ô tô điện, tua bin gió, thiết bị y tế, thiết bị quân đội và các nhà máy lọc dầu.

Nhóm vận động hành lang Hội đồng Tư vấn Vật liệu Chiến lược có trụ sở tại Washington từng kêu gọi Chính phủ Mỹ nuôi dưỡng một chuỗi cung ứng đất hiếm nội địa sau khi Trung Quốc cấm xuất khẩu những vật liệu này sang Nhật Bản sau sự kiện tranh chấp lãnh thổ xảy ra vào năm 2010.

Bảng chỉ số giá đất hiếm được biên soạn bởi Hiệp hội Công nghiệp Đất hiếm Trung Quốc tăng tới 38% sau động thái Washington tăng thuế quan từ 10% lên 25% áp lên số hàng hóa đáng giá 200 tỷ USD của Trung Quốc được thi hành vào tháng 05/2019. Bảng chỉ số đã giảm xuống 5.5% kể từ khi hai nước “đình chiến” vào cuối tháng 06/2019.

Mặc dù chi tiết về các lợi thế mà Trung Quốc đang có dựa vào các hồ sơ bằng sáng chế là khá ít, nhưng các bằng chứng chính xác có được từ sự quan sát của các công ty và chuyên gia phân tích cho thấy Trung Quốc đang tăng cường những lợi thế ở giai đoạn đầu và cuối của chuỗi cung ứng.

“Không còn nghi ngờ gì về việc Trung Quốc đang dẫn xa hơn tất cả các nước khác trên thế giới trong lĩnh vực tài sản trí tuệ và kiến thức liên quan đến các loại đất hiếm, cả về mặt xử lý vật liệu và ứng dụng sau đó”, Ryan Castilloux, Giám đốc điều hành của công ty tư vấn kim loại đất hiếm và pin điện Adamas Intelligence.

“Chuyện này xảy ra một phần bởi vì Trung Quốc đã trở thành nhà sản xuất lớn nhất và những nghiên cứu như vậy là cần thiết để hỗ trợ sự phát triển của các ứng dụng mới nhằm giúp đỡ ngành công nghiệp phát triển”, ông Castilloux nói, đồng thời trích dẫn những cách dùng mới của các nguyên tố thừa cung như xeri (Ce) và lantan (La) làm ví dụ.

Các nhà khoa học Trung Quốc cũng đã thực hiện nhiều nghiên cứu về các nguyên tố đất hiếm đắt tiền và được tìm kiếm nhiều như praseodymi (Pr) và neodymi (Nd), những nguyên tố này được sử dụng trong các mô tơ điện.

“Việc làm đó khiến Trung Quốc có khả năng tập trung vào phần có khả năng tạo ra nhiều giá trị hơn và cũng thân thiện với môi trường hơn của chuỗi giá trị”, ông Castilloux nói. “Nó cũng giúp Trung Quốc có nhiều khả năng tự cung cấp hơn vì có một chuỗi cung ứng hoàn chỉnh từ kim loại, nam châm, mô tơ cho đến pin và các phương tiện giao thông sử dụng điện”.

China Minmetals Rare Earth, một trong những nhà sản xuất và khai thác các loại nguyên tố đất hiếm lớn nhất của Trung Quốc, cho biết trong báo cáo thường niên mới nhất rằng họ đã thắng được thêm bốn bằng sáng chế nữa vào năm 2018, bao gồm bằng sáng chế về một loại phần mềm.

​

“Các công nghệ cốt lõi của chúng tôi bao gồm các hệ thống tách nguyên tố đất hiếm, công nghệ sản xuất đất hiếm có độ tinh khiết cực cao và bí quyết tái chế vật liệu”, trích từ bản báo cáo.

“Ông lớn” khai thác và kinh doanh kim loại được Nhà nước hỗ trợ China Minmetals Group có trụ sở tại thành phố Chương Châu, tỉnh Giang Tây (Trung Quốc) này từ chối cung cấp chi tiết các bằng sáng chế và trả lời phỏng vấn.

Một công ty khác cũng có trụ sở tại Chương Châu, được biết đến là “thủ đô của các nguyên tố đất hiếm nặng và trung bình”, là công ty JL Mag Rare-Earth được đăng ký ở Thâm Quyến – nhà sản xuất chính của loại nam châm vĩnh cửu sử dụng kim loại đất hiếm dùng trong các tua bin gió, loa và ổ cứng máy tính.

Công ty này nói rằng họ đã xây dựng cơ sở dư liệu gồm các công thức đất hiếm khác nhau, những công thức này giúp họ thành công trong việc sử dụng ít nguyên tố đất hiếm hơn mà vẫn giữ được sức mạnh nam châm của sản phẩm.

Cùng với những tiến bộ trong bí quyết chống nóng và chống ăn mòn mới được phát triển và quy trình sản xuất mới đã giúp công ty JL cắt giảm lượng tiêu thụ kim loại đất hiếm nặng trong quy trình sản xuất, họ cũng đã thắng được 3 bằng sáng chế mới ở Trung Quốc và một bằng ở Mỹ.

Giữa tháng 04/2010 và cuối năm 2018, công ty JL đã sở hữu 22 bằng sáng chế ở Trung Quốc, một bằng ở châu Âu và một bằng ở Mỹ. Tổng cộng, có 13 bằng được thêm vào trong năm 2018.

Ngoài ra, trong hoạt động chế biến sản phẩm còn có sự tham gia của công ty sản xuất hợp kim đất hiếm magiê (Mg) được đăng ký tại Hồng Kông REMT, công ty con của Century Sunshine Group Holdings được điều hành bởi doanh nhân người đại lục Chi Wenfu.

Công ty REMT sở hữu 22 bằng sáng chế – có hai bằng được đăng ký ở Mỹ và số còn lại đăng ký ở Trung Quốc – liên quan đến quy trình sản xuất và ứng dụng hợp kim Mg.

Một nửa số bằng sáng chế liên quan đến việc sử dụng các nguyên tố đất hiếm trong quy trình sản xuất hợp kim, phát ngôn viên của REMT cho biết.

Trong năm 2017, REMT mua lại 12 bằng sáng chế liên quan đến quy trình sản xuất từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Viện Hóa học Ứng dụng Thường Xuân, hai viện nghiên cứu này vốn hợp tác với công ty mẹ của REMT trong việc phát triển công nghệ hợp kim. Gần một nửa doanh thu năm 2018 của công ty đến từ các hợp kim có chứa các nguyên tố hiếm.

Các bằng sáng chế mang lại sự bảo hộ độc quyền thị trường từ 10-20 năm cho REMT và được định giá khoảng 40 triệu HKD (tương đương 5.1 triệu USD) vào cuối năm 2018, dựa trên báo cáo thường niên của REMT.

Một vài hợp kim do REMT sản xuất đã được ứng dụng thành công vào một vài loại phương tiện hàng không vũ trụ, công ty cho biết – các cơ sở sản xuất của công ty này được xây dựng tại phía tây bắc vùng tự trị Tân Cương và phía đông bắc tỉnh Cát Lâm.

Là loại hợp kim sáng, mạnh, chống rung, chống ồn và bền vững với bức xạ điện từ, nên chúng được dùng trong các loại xe ô tô, thiết bị đường sắt, điện tử và truyền thông như điện thoại di động và máy tính.

Bên cạnh việc dễ dàng tái chế, hợp kim Mg sáng hơn 1/3 lần so với hợp kim nhôm (Al).

Là một sự thay thế vượt trội của hợp kim nhôm, khoảng 70% hợp kim Mg trên thế giới được sử dụng trong ngành giao thông, 20% được tìm thấy trong các sản phẩm điện tử và số còn lại được ứng dụng trong các ngành khác như quân đội và y sinh, phát ngôn viên của REMT cho biết.

“Bằng cách thêm các nguyên tố đất hiếm như La, Pr, Ce và Yttri (Y) vào hợp kim Mg theo yêu cầu của khách hàng, chúng tôi có thể tăng cường độ bền, độ mạnh, độ chống ăn mòn và khả năng dễ đúc của vật liệu”, phát ngôn viên trên nói.

Theo Dierk Raabe, Giám đốc tại Viện nghiên cứu Sắt Max-Planck của Đức – nơi tập trung nghiên cứu vật lý vi cấu trúc và thiết kế hợp kim – việc thêm các nguyên tố đất hiếm vào hợp kim Mg đã cải thiện “mạnh” độ dẻo và độ bền ở nhiệt độ cao của hợp kim.

Cơ sở xử lý đất hiếm

Và thậm chí, nếu các công ty Mỹ có thể mua một vài mô tơ hoặc nam châm từ Nhật Bản hoặc châu Âu, những sản phẩm đó nhiều khả năng cũng được làm từ các công ty đất hiếm của Trung Quốc và các nhà cung cấp trên hẳn sẽ rất lo lắng về việc bị “tên bay đạn lạc” bắn trúng.Ông Castilloux nhấn mạnh nếu chiến tranh thương mại Mỹ-Trung phát triển xấu đi và Bắc Kinh quyết định cấm xuất khẩu các nguyên tố đất hiếm và sản phẩm ứng dụng của chúng như công cụ để đấu lại lệnh trừng phạt, hàng rào thương mại và đầu tư của Mỹ, thì nó có thể gây tác động lớn đến nguồn cung của các công ty Mỹ cần các sản phẩm đó.

Trong khi đó, các báo cáo từ Chính phủ Mỹ lại nhấn mạnh phải mất nhiều năm thì Mỹ mới xây dựng được các cơ sở sản xuất trong nước bằng với quy mô các cơ sở của Trung Quốc.

Ông Castilloux nói rằng nếu dự án khai thác đất hiếm Mountain Pass ở California, Mỹ, được tái khởi động và nhắm đến việc cho hoạt động nhà máy chế biến sản phẩm đất hiếm vào cuối năm 2020, thì có lẽ Mỹ chỉ mất từ 3 đến hơn 5 năm để xây dựng chuỗi cung ứng dành cho nam châm vĩnh cữu.

Hai dự án chế biến khác đã được lên kế hoạch nhưng được dự kiến sớm nhất đến năm 2022 mới có thể đưa vào hoạt động, theo một bài báo trên trang Reuters.

Công ty Lynas, một công ty khai thác mỏ tập trung vào các nguyên tố đất hiếm của Australia, đã hợp tác với công ty Blue Line, một công ty hóa chất ở Texas, để phát triển một cơ sở tách đất hiếm ở Mỹ.

“Một khi cơ sở chế biến đi vào hoạt động, sẽ chẳng có gì ngăn cản được một nhà sản xuất nam châm khỏi việc bắt đầu sản xuất cho thị trường nội địa Mỹ nữa cả”, ông Castilloux nói.

Cho đến lúc đó, các công ty Mỹ sẽ phải bắt chéo ngón tay cầu nguyện chiến tranh thương mại Mỹ-Trung không leo thang nữa để việc gián đoạn nguồn cung đất hiếm không có khả năng xảy ra.