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May 30, 2023

MP Materials: Was für eine erfolgreiche Re

Permanentmagnetfabrik von MP Materials im Bau in Alliance, Fort

Permanentmagnetfabrik von MP Materials im Bau in Alliance, Fort Worth, Texas.

MP Materials baut eine neue Permanentmagnetfabrik in Alliance, einem Teil des Großraums Fort Worth, Texas. Dies ist Teil einer 700-Millionen-Dollar-Investition, um einen kritischen, aber oft übersehenen Teil der Lieferkette für Elektrofahrzeuge (EV) wieder anzukurbeln – die Herstellung von Seltenerd-Permanentmagneten. China ist der weltweit führende Lieferant und kontrolliert 87 % des globalen Marktes für Permanentmagnete. Dank seiner Kontrolle über den größten Teil der weltweiten Produktion seltener Erden ist es außerdem der kostengünstige Produzent. Angesichts dieser Herausforderungen baut MP Materials jedoch eine vollständig inländische Lieferkette in den USA auf. Es gibt sechs Teile seiner Strategie, die einen genaueren Blick verdienen, da sie als Vorbild für andere dienen könnten, die versuchen, die Produktion strategisch wichtiger Produkte wieder anzukurbeln.

Ein großer Teil der Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Lieferketten für Elektrofahrzeuge konzentriert sich auf Lithium, den wichtigsten Metallbestandteil von Hochleistungsbatterien. Permanentmagnete haben weniger Beachtung gefunden, aber sie verdienen eine genauere Betrachtung. Sie spielen eine entscheidende Rolle in kompakten und effizienten Motoren, wie sie in Elektrofahrzeugen benötigt werden, in den Generatoren für Windkraftanlagen und in einer breiten Palette von Produkten, die von Festplattenlaufwerken für Computer bis hin zu Motoren reicht, die allgegenwärtig in praktisch allem eingesetzt werden, was Elektrizität in Bewegung umwandelt. Dies macht Permanentmagnete auch in den meisten Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssystemen zu einer kritischen Komponente. Das Pentagon hat kürzlich die Auslieferung des Mehrzweckkampfflugzeugs Lockheed Martin F-35 Lighting II (ebenfalls in Fort Worth zusammengebaut) eingestellt, weil die von Honeywell hergestellte Turbomaschine (Teil der Startergeneratorbaugruppe) Magnetmaterialien aus China enthielt. Die stärksten Permanentmagnete bestehen aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Eisen (Fe) und Bor (B) in der Form Nd2Fe14B. Für diejenigen unter Ihnen, die keine Chemiker sind, bedeutet dies zwei Teile des seltenen Erdelements Neodym, 14 Teile Eisen und ein Teil Bor. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei Seltenen Erden um eine Familie von Elementen, von denen die meisten Menschen noch nie gehört haben, dennoch spielen sie in vielen modernen Technologien eine entscheidende Rolle. Neodym-Magnete werden entweder im Sinterverfahren oder im Klebeverfahren hergestellt. General Motors GM war 1984 einer der ursprünglichen Erfinder dieses Magnettyps.

Ein Blick auf die Mine und den Erzverarbeitungsstandort von MP Materials in Mountain Pass, Kalifornien.

MP Materials kontrolliert eine der weltweit führenden Quellen für Seltenerdmetalle – die Mountain Pass-Mine in Kalifornien, 50 Meilen südwestlich von Las Vegas, Nevada. Jahrzehntelang war es die wichtigste Quelle seltener Erden weltweit. Es ist auch die einzige erschlossene kommerzielle Erzquelle in der westlichen Hemisphäre. Historisch gesehen verkaufte das Unternehmen das geförderte Erz an Shenghe Resources in Singapur (das Geld in das Unternehmen investiert hatte), das es wiederum an Verarbeiter und Magnethersteller in China verkaufte. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und Windkraftanlagen war es sehr sinnvoll, sich vertikal in die Magnetfertigung zu integrieren, vorausgesetzt, man fand Leute, die wussten, wie man sie herstellt (und das Unternehmen versichert mir, dass dies der Fall ist). Verglichen mit dem Gerangel, das wir unter Batterieherstellern beobachten, die versuchen, die Versorgung mit Lithium zu sichern, hat MP Materials bereits eine Liefersperre für den kritischsten Inhaltsstoff. Das ist ein riesiger Vorteil.

Der frühere Eigentümer der Mountain Pass Mine, Molycorp, Inc., hatte zwischen 2011 und 2014 über 1,7 Milliarden US-Dollar investiert, hauptsächlich in den Bau von Verarbeitungs- und Trennanlagen, aber auch in die Implementierung eines Prozessablaufs, bei dem viele Chemikalien zur Gewinnung der seltenen Mineralien eingesetzt wurden -Erden. Molycorp ging bankrott und MP Materials konnte die Mine und die Verarbeitungsanlagen 2017 für 20,5 Millionen US-Dollar erwerben. Der Erwerb von Vermögenswerten zu günstigen Konditionen ist immer ein großer Vorteil, da Sie dadurch weniger Kapital binden (in diesem Fall VIEL weniger).

Nachdem das Erz aus der Mine geborgen wurde, muss es verarbeitet werden, um die Seltenerdmetalle, normalerweise in Form von Oxiden, aus all dem anderen Material zu extrahieren, das Sie nicht benötigen (sogenanntes „Ganggestein“). Die Mountain Pass-Mine enthält ein Mineral namens Bastnasit. Der erste Schritt besteht darin, das abgebaute Gestein zu zerkleinern und zu einer gemahlenen Aufschlämmung zu mahlen. Die Aufschlämmung gelangt dann in einen Schaumflotationsschritt, in dem der Bastnasit schwimmt, während die Gangart abgewaschen wird, um ein Mineralkonzentrat zu erzeugen. MP Materials hat einen Prozess optimiert, der das Recycling von 95 % des bei der Flotation und Tailings-Management verwendeten Wassers ermöglicht. Im Vergleich zum Vorgängerunternehmen konnte MP Materials mit der gleichen Kapitalausstattung mehr als das 3,2-fache der Konzentratmenge produzieren. Das bedeutet, dass ihre Kosten pro Tonne Seltenerdoxid deutlich gesunken sind.

Ein Blick vom Utility Hill auf das Calciner-Gebiet der MP Materials-Mine und des Erzverarbeitungsstandorts in ... [+] Mountain Pass, Kalifornien.

Im nächsten Schritt, dem Übergang von der Konzentratproduktion zur Trennung einzelner Seltenerdoxide, implementierte MP ein neues chemisches Extraktionssystem, um die Kosten und den damit verbundenen ökologischen Fußabdruck zu reduzieren. Die Vorbesitzer hatten den Prozess nicht optimiert, um die Produktion von Nd und Praseodym (Pr) zu maximieren, die für Magnete unerlässlich sind. Stattdessen implementierten sie einen komplexen Prozess, der die Produktion aller seltenen Erden maximierte, einschließlich reichlich vorhandener, aber geringwertiger Elemente, die für Magnete nicht unbedingt erforderlich sind, wie Cer (Ce) und Lanthan (La). Um seine Verarbeitungsanlagen zu optimieren und die Produktion von Nd und Pr zu maximieren, hat MP Materials einen Röstkreislauf wieder eingeführt, der die Entfernung von minderwertigem Cer zu einem frühen Zeitpunkt im Raffinierungsprozess ermöglicht und den Energie-, Verarbeitungschemikalien- und Abwasserbedarf für die Produktion von höherwertigem Cer drastisch reduziert -Wert NdPr. Dieses Material will MP Materials in seiner neuen Fabrik in Fort Worth in Magnete umwandeln.

Investoren sind immer nervös, wenn es um große Produktionsbetriebe geht, die große Kapitalinvestitionen erfordern. Wie kann ich eine Rendite für meine Investition erzielen? Wer kauft, was wir produzieren? Eine Lösung besteht darin, eine „Abnahmevereinbarung“ abzuschließen, das heißt, einen Vertrag mit einem Kunden über den Kauf der Produktion abzuschließen. MP Materials beauftragte General Motors (GM) mit dem Kauf von Seltenerdmaterialien, Legierungen und fertigen Magneten für die Elektromotoren, die das Unternehmen im GMC Hummer, Cadillac LYRIQ, Chevrolet Silverado und anderen Elektrofahrzeugmodellen verwenden wird, die seine Ultium-Fahrzeugplattformen nutzen werden , mit einem schrittweisen Produktionsanstieg, der später in diesem Jahr beginnt.

Abnahmeverträge sind bei vielen grünen Energieprojekten weit verbreitet, da sie ein gewisses Maß an Nachfragesicherheit für Investitionen bieten, die erst nach langer Zeit eine Rendite erzielen. Bei vielen Windenergieprojekten wird mit dem Bau erst begonnen, wenn ein Abnahmevertrag unterzeichnet ist. Eine weitere Möglichkeit ist eine direkte Projektinvestition: GM investierte 650 Millionen US-Dollar in die Lithium Americas Corporation, um sie bei der Entwicklung der Thacker Pass-Mine im Humboldt County, Nevada, zu unterstützen.

Eine der Kräfte, die dieses ganze Projekt wirklich zum Funktionieren bringt, sind Subventionen für die Produktion kritischer Mineralien gemäß Abschnitt 45X des Inflation Reduction Act (IRA). Diese Bestimmung sieht eine Steuergutschrift von 10 % für die Produktion seltener Erden in Mountain Pass und anderen Produktionsstätten für kritische Mineralien in ganz Amerika vor. Aber Matt Sloustcher, der Leiter für Regierungsangelegenheiten bei MP Materials, wies darauf hin, dass „in 117.000 Wörtern des Inflation Reduction Act das Wort Magnet kein einziges Mal vorkam.“ Um diese Lücke zu schließen, haben Kongressabgeordnete kürzlich ein Gesetz verabschiedet, das eine Produktionsgutschrift für die Herstellung von Permanentmagneten vorsieht. Natürlich werden irgendwann alle Subventionen auslaufen, und in der Zwischenzeit kann MP Materials skalieren und die Lernkurve bei den Kosten verkürzen. Das ist genau das, was die chinesischen Hersteller von Elektrofahrzeugen getan haben, es handelt sich also nicht um ein schlechtes Modell.

MP Materials entschied sich für Fort Worth, weil die Stadt sie wollte. „Wir haben erkannt, wie wichtig diese Magnete für die heimische Infrastruktur sind und wie wichtig sie sind, um sicherzustellen, dass Texas und die USA direkten Zugang zu dieser Art von Technologien haben“, erklärte Robert Sturns, Direktor für wirtschaftliche Entwicklung der Stadt Fort Wert. „Wir wollten alles tun, was wir konnten, um zu helfen und sicherzustellen, dass Fort Worth ein Teil davon sein konnte.“ Dazu gehörte eine siebenjährige Steuererleichterung, ein Raum in Alliance, der für die Schwerindustrie zugelassen war, was bedeutete, dass MP Materials schnell Genehmigungen für den Baubeginn erhalten konnte. Die Geschwindigkeit der Genehmigungen ist ein Bereich, in dem die USA im Vergleich zum Ausland stark leiden.

Auch die Verfügbarkeit von Arbeitskräften ist von entscheidender Bedeutung. Die Abteilung für Materialwissenschaften und -technik bei Texas A&M wächst schnell und wird bald eine der größten Abteilungen für Materialwissenschaften im Land sein. Vor Ort engagiert sich die University of Texas in Arlington intensiv für die Ausbildung von Ingenieuren der nächsten Generation, und das Tarrant County College hilft dabei, die Fähigkeiten zu vermitteln, die MP Materials bei neuen Mitarbeitern sucht.

Der inländische Produktionsplan von MP Material ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie eine Re-Shoring-Strategie aussehen könnte. Hoffen wir, dass es funktioniert.