เทคโนโลยีไร้การปล่อยมลพิษ หรือ เทคโนโลยีพลังงานสะอาด (clean energy technology) เช่น ยานพาหนะไฟฟ้า (Electric Vehicle หรือ EV) แผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการลดการปล่อยก๊าซที่มาจากการใช้พลังงาน และบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (net zero goal) ภายในปี 2050
สปรอต (Sprott) ซึ่งเป็นผู้นำด้านการลงทุนโลหะระดับโลก มีที่ตั้งสำนักงานใหญ่อยู่ที่เมืองโทรอนโต ประเทศแคนาดา ได้สํารวจสำรวจแร่ธาตุ 9 ชนิดที่สำคัญสำหรับการเปลี่ยนแปลงไปสู่พลังงานสะอาด และยังได้สำรวจอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (compound annual growth rates หรือ CAGR) ที่คาดการณ์สำหรับตลาดโลกในปี 2022 ถึง 2027 โดยอ้างอิงจากแร่ธาตุทั้งหมด 50 ชนิดที่ระบุในบทความสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีความสำคัญต่อเศรษฐกิจ และความมั่นคง ด้วยการประเมินจากหลายหน่วยงานในช่วงปี 2022
สำหรับแร่ธาตุทั้ง 9 ชนิดที่สปรอตระบุว่า มีความสำคัญในการลงทุนด้านพลังงานสะอาดในปี 2022-2027 ได้แก่
1. โคบอลต์ (Cobalt): เพิ่มความเสถียรและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ซึ่งแบตเตอรี่ที่มีโคบอลต์เป็นองค์ประกอบคิดเป็น 63% ของแบตเตอรี่ยานพาหนะทั่วโลก
2. ทองแดง (Copper): จำเป็นสำหรับการนำไฟฟ้าในโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้า รวมถึงพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ และ พลังงานในสถานีชาร์จยานพาหนะไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วระบบพลังงานทดแทน (renewable energy systems) มีความต้องการการใช้ทองแดงมากกว่าการใช้ทองแดงในระบบพลังงานแบบดั้งเดิมถึงหกเท่า
3. กราไฟท์ (Graphite): ส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าและการกักเก็บพลังงานรูปแบบอื่น
4. ลิเธียม (Lithium): องค์ประกอบหลักของอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ที่ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้า และระบบการกักเก็บพลังงานที่ใช้ลิเธียม โดยภายในปี 2030 มีการคาดการณ์ว่า 95% ของลิเธียมถูกนำมาใช้ทำแบตเตอรี่
5. แมงกานีส (Manganese): ใช้เป็นอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับใช้ในยานพาหนะไฟฟ้า
6. นิกเกิล (Nickel): องค์ประกอบสำคัญในแคโทดของแบตเตอรี่ ซึ่งให้ค่าความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น และระยะการขับขี่ยานพาหนะไฟฟ้าที่นานขึ้น
7. กลุ่มธาตุหายาก (Rare earths): ส่วนประกอบสำคัญในแม่เหล็กที่ใช้ในกังหันลมและรถยนต์
8. เงิน (Silver): จำเป็นสำหรับการนำไฟฟ้าในแผงโซลาร์เซลล์และโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าอื่นๆ โดยมีค่าการนำไฟฟ้า และค่าการนำความร้อนสูงที่สุดในบรรดาโลหะทุกชนิด
9. ยูเรเนียม (Uranium): เชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ที่สามารถจ่ายพลังงานคาร์บอนต่ำให้กับโครงข่ายไฟฟ้าได้ ซึ่งพลังงานนิวเคลียร์จัดเป็นผู้ผลิตไฟฟ้ารายใหญ่เป็นอันดับสองในการผลิตไฟฟ้าคาร์บอนต่ำ
การคาดการณ์การเติบโตสำหรับแร่ธาตุพลังงานสะอาด
เนื่องด้วยความต้องการเทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่เพิ่มมากขึ้น ความต้องการส่วนประกอบที่สำคัญในการผลิตพลังงานสะอาดก็คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งเป็นช่องทางให้นักลงทุนได้ใช้ประโยชน์จากตลาดพลังงานสะอาดอย่างไม่หยุดนิ่งด้วย ด้วย CAGR ที่คาดการณ์ไว้โดยเฉลี่ยมากกว่า 8% จนถึงปี 2027 นี้ ทำให้ความต้องการลิเธียม เงิน และโลหะหายากมีมากขึ้น นักลงทุนจึงต่างจับตามองแร่ธาตุเหล่านี้
กลุ่มธาตุหายาก (Rare earths)
ธาตุหายากมีทั้งหมด 17 ชนิด ซึ่งธาตุมีความสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงพลังงาน เช่น นีโอไดเมียม พราซีโอดิเมียม ดิสโพรเซียม และเทอร์เบียม เป็นกุญแจสำคัญในการผลิตแม่เหล็กถาวรที่ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้า และกังหันลม นีโอไดเมียมมีความสำคัญมากที่สุดในแง่ปริมาณ ส่วนอิตเทรียมและสแกนเดียมใช้สำหรับไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลเซอร์ (hydrogen electrolysers) บางประเภท ในขณะที่ยูโรเพียม เทอร์เบียม และอิตเทรียม ใช้ในหลอดฟลูออเรสเซนต์ประหยัดพลังงาน แหล่งพลังงานดั้งเดิมยังอาศัยธาตุหายาก เช่น ในการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาไอเสียรถยนต์ แต่การใช้ธาตุหายากที่ในปัจจุบันมีความแตกต่างไปจากอดีต
ความต้องการธาตุหายากที่เพิ่มขึ้นมีสาเหตุหลักมาจากคุณสมบัติทางแสงและแม่เหล็ก โดยเฉพาะคุณสมบัติทางแม่เหล็ก ซึ่งคิดเป็น 34% ของความต้องการในปี 2019 และคาดว่าจะสูงถึง 40% ภายในปี 2030 อย่างไรก็ตามความต้องการที่เพิ่มขึ้นนี้ อาจจะเกินอุปทาน นอกจากนี้ธาตุหายากยังใช้ในแบตเตอรี่และตัวเร่งปฏิกิริยา โดยการคาดการณ์บ่งชี้ว่าความต้องการโดยรวมจะเพิ่มขึ้น 41% ภายในปี 2030 แม้ว่าส่วนแบ่งทางการตลาดของแม่เหล็กอาจเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในขณะที่ความต้องการแบตเตอรี่และตัวเร่งปฏิกิริยาอาจลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในการใช้พลังงาน
ในปี 2020 การผลิตธาตุหายากทั่วโลกอยู่ที่ 240 กิโลตัน โดยมีนีโอไดเมียมออกไซด์ 50 กิโลตัน นีโอไดเมียมส่วนใหญ่ใช้สำหรับแม่เหล็ก โดยเฉพาะในด้านการขนส่ง โดยที่ 25% ของแม่เหล็กใช้สำหรับระบบขับเคลื่อนยานพาหนะไฟฟ้า ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าในปี 2021 บ่งชี้ถึงความต้องการนีโอไดเมียมออกไซด์ 13 กิโลตันสำหรับใช้ทำมอเตอร์รถยนต์ โดย 10% ของแม่เหล็กถาวรถูกใช้ในกังหันลม
ภายในปี 2028 ความต้องการนีโอไดเมียมและพราซีโอดิเมียมออกไซด์ทั่วโลกคาดว่าจะสูงถึง 7 กิโลตันต่อปี และภายในปี 2030 ความต้องการแม่เหล็กถาวรอาจเพิ่มขึ้นเป็น 225 กิโลตันต่อปี ส่วนใหญ่นำไปใช้ในยานพาหนะไฟฟ้าและกังหันลม ซึ่งอาจนำไปสู่การขาดดุลอุปทาน เพื่อตอบสนองความต้องการนี้การผลิตธาตุหายากจะต้องเพิ่มขึ้นอย่างมาก
ธาตุหายากโดยเฉพาะอย่างยิ่งนีโอไดเมียมและดิสโพรเซียม และธาตุหายากอื่นๆ ถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของแม่เหล็กถาวรที่ใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของกังหันลมและในมอเตอร์ไฟฟ้า โดย 1 เมกะวัตต์ของกำลังกังหันลมอาจต้องใช้แม่เหล็กถาวรประมาณ 500 กิโลกรัม โดยหนึ่งในสามมีธาตุหายากเป็นอง์ประกอบ (โดยเฉพาะสำหรับกังหันลมที่ใช้นอกชายฝั่ง) ยานพาหนะทั่วไปต้องใช้แม่เหล็กประมาณ 2-5 กิโลกรัม ขึ้นอยู่กับประเภทและการออกแบบ การใช้งานเหล่านี้ร่วมกันอาจต้องใช้การผลิตแม่เหล็กถาวรประมาณ 150 กิโลตันทุกปีภายในปี 2030 และสร้างความต้องการธาตุหายากจำนวน 50 กิโลตัน
แม่เหล็กที่ทำจากธาตุหายากปรากฏอยู่ในส่วนประกอบต่างๆ ของรถยนต์ โดยเฉพาะในมอเตอร์ที่มีส่วนเป็นส่วนประกอบของธาตุหายากจำนวนมาก ในปี 2020 นั้น หนึ่งในสี่ของแม่เหล็กถาวรที่ผลิตทั่วโลก ถูกนำมาใช้ผลิตมอเตอร์ไฟฟ้า ไมโครมอเตอร์ เซ็นเซอร์ และลำโพง คาดว่าส่วนแบ่งการตลาดดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นตามการใช้งานยานพาหนะไฟฟ้าที่ขยายตัวสูงขึ้น โดยในปี 2030 รถยนต์ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวคิดเป็นประมาณ 25% ของการใช้แม่เหล็กนีโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน (NdFeB) ซึ่งมีคุณสมบัติด้านพลังงานสูง โดยมอเตอร์ฉุด (Traction motor) สำหรับยานพาหนะประเภทจักรยานไฟฟ้า สกู๊ตเตอร์ และรถจักรยานยนต์ จะครองตลาด 23%
ในยานพาหนะไฮบริดหรือแบบไฟฟ้า โดยเฉลี่ยจะใช้แม่เหล็กถาวรระหว่าง 2 ถึง 5 กิโลกรัม ขึ้นอยู่กับการออกแบบยานพาหนะเหล่านั้น แม่เหล็กถาวรในมอเตอร์มีราคามากกว่า 300 เหรียญสหรัฐฯ ต่อคัน หรือมากถึงครึ่งหนึ่งของราคาต้นทุนของมอเตอร์ทั้งหมด อัตราการผลิตแม่เหล็กถาวรที่ทำจากธาตุหายาก จะต้องเพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการจนถึงปี 2030 ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ แต่สิ่งสำคัญที่สุดคือปริมาณการผลิตยานพาหนะไฟฟ้าซึ่งจะอยู่ระหว่าง 20 ถึง 40 ล้านคัน ปัจจัยอื่นๆ ได้แก่ ยานพาหนะที่ใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวร น้ำหนักของแม่เหล็กที่ใช้ และผลกระทบของนวัตกรรมทางเทคโนโลยี เป็นต้น ซึ่งมีการคาดการณ์ว่าแม่เหล็กถาวรจะยังคงใช้เป็นชิ้นส่วนในยานพาหนะอยู่ในปี 2030 จากการคาดการณ์ยอดขายยานพาหนะควบคู่ไปกับการคาดการณ์การใช้แม่เหล็กถาวรอย่างต่อเนื่อง ทำให้คาดการณ์ได้ว่ามีความต้องการการใช้แม่เหล็ก NdFeB ถึง 225 กิโลตัน ในปี 2030
ข้อมูลอ้างอิง
Nine Critical Energy Minerals for Investors สืบค้นเมื่อ 8 เมษายน 2024 จาก https://www.visualcapitalist.com/sp/nine-critical-energy-minerals-for-investors/
The United States Geological Survey สืบค้นเมื่อ 8 เมษายน 2024
Critical Materials For The Energy Transition: Rare Earth Elements สืบค้นเมื่อ 8 เมษายน 2024