Các nước như Anh, Nhật Bản, EU và Mỹ đã ký kết các thỏa thuận hợp tác với các quốc gia như Zambia, Namibia, Chile và Congo, cùng nhằm mục tiêu tìm kiếm nguồn cung các khoáng chất cần thiết cho quá trình khử carbon và sản xuất kim loại "xanh".
Kim loại "xanh" được chia thành ba nhóm chính: nhôm và thép được sử dụng trong chế tạo pin và tua-bin, đồng quan trọng cho dây cáp và ô tô, và nhóm pin xe điện gồm coban, lithium và niken. Cuối cùng, các loại đất hiếm từ tính như neodymium, được sử dụng trong động cơ xe điện và máy phát điện tua-bin.
Theo tổ chức tư vấn Energy Transitions Commission (ETC), đã có 72 quốc gia cam kết trung hòa carbon vào năm 2050, chiếm bốn phần năm lượng khí thải toàn cầu. Để đạt được mục tiêu này, công suất điện gió phải tăng 15 lần, điện mặt trời tăng 25 lần, quy mô hạ tầng lưới điện tăng 3 lần và số lượng xe điện phải tăng gấp 60 lần so với hiện tại.
Dự kiến đến năm 2030, nhu cầu đồng và niken tăng khoảng 50-70%, coban và neodymium tăng 150%, than chì và lithium tăng gấp từ sáu đến bảy lần. Tổng cộng, để đạt được trạng thái trung hòa carbon vào năm 2050, thế giới sẽ cần 35 triệu tấn kim loại "xanh" mỗi năm, bên cạnh nhu cầu 6,5 tỷ tấn các kim loại truyền thống như nhôm và thép.
Tình trạng thiếu hụt nguồn cung khoáng sản toàn cầu đã khiến các quốc gia lo lắng, và dự kiến vào năm 2030, ETC ước tính sẽ thiếu khoảng 10-15% đồng và niken, và 30-45% các kim loại khác sử dụng trong pin.
Tình hình cung ứng các nhóm kim loại đang gặp một số thách thức. Dự báo của các chuyên gia kinh tế từ The Economist cho biết vào năm 2030, sẽ có thiếu hụt đồng khoảng 2-4 triệu tấn (tương đương 6-15% nhu cầu), thiếu hụt lithium từ 50.000-100.000 tấn (tương đương 2-4% nhu cầu). Niken và than chì cũng có sẵn, nhưng yêu cầu độ tinh khiết cao để sử dụng trong pin. Sự thiếu hụt còn kéo dài trong lĩnh vực tinh chế bauxite thành nhôm và sản xuất neodymium ngoài Trung Quốc.
Economist chỉ ra ba giải pháp chính để giải quyết những thách thức này. Đầu tiên, các nhà sản xuất có thể tăng khai thác từ các mỏ hiện có, nhưng sản lượng tăng thêm có hạn. Thứ hai, mở các mỏ mới có thể giải quyết vấn đề, nhưng cần thời gian để thực hiện.
Giải pháp thứ ba trở nên quan trọng nhất là tháo gỡ các "nút thắt xanh". Điều này bao gồm tái sử dụng nhiều vật liệu hơn, đặc biệt là nhôm, đồng và niken. Ngành tái chế vẫn còn tiềm năng phát triển, đặc biệt nếu giá thành phẩm cao hơn. Có các nỗ lực như nhà khai khoáng HP tài trợ cho công ty tái chế niken mới ở Tanzania.
Các nhà phân tích kinh tế ước tính rằng phế liệu có thể chiếm 50% tổng nguồn cung đồng trong một thập kỷ, tăng từ mức 35% hiện nay. Các công ty như Rio Tinto cũng đang đầu tư vào các trung tâm tái chế nhôm. Các startup tái chế pin-kim loại đã huy động được 500 triệu USD vào năm ngoái.
Một cách tiếp cận lớn hơn là khởi động lại các mỏ không còn khai thác, đặc biệt là mỏ nhôm. Tăng chi phí năng lượng đã khiến 1,4 triệu tấn công suất luyện kim nhôm hàng năm (2% tổng sản lượng thế giới) tại châu Âu phải đóng cửa. Tăng giá nhôm 25% sẽ thúc đẩy việc mở lại các mỏ khai thác nhiều hơn.
Hy vọng lớn nhất nằm trong việc phát triển công nghệ để tận dụng tối đa các nguồn cung khan hiếm. Các công ty đang nghiên cứu các quy trình như "tail leaching" để chiết xuất đồng từ quặng có hàm lượng kim loại thấp. Sử dụng công nghệ này ở quy mô lớn có thể tạo ra thêm một triệu tấn đồng mỗi năm mà không tốn nhiều chi phí.
Ở Indonesia, công ty khai thác niken đang sử dụng phương pháp "high-pressure acid leaching" để chuyển quặng cấp thấp thành nguyên liệu cho ôtô điện. Có ba nhà máy đã được xây dựng và dự án trị giá gần 20 tỷ USD đã được công bố. Theo Daria Efanova, Trưởng bộ phận nghiên cứu của công ty tài chính Sucden, Indonesia có thể sản xuất khoảng 400.000 tấn niken cao cấp vào năm 2030, lấp đầy một phần thiếu hụt dự kiến.
Tuy nhiên, kỹ thuật mới này vẫn còn không chắc chắn và có thể gây ô nhiễm. Mở thêm mỏ mới có thể mang lại lợi nhuận lớn hơn, mặc dù mất thời gian. Trên toàn thế giới, có 382 dự án khai thác coban, đồng, lithium và niken đang được tiến hành hoặc nghiên cứu tiền khả thi. Nếu những dự án này hoạt động vào năm 2030, sẽ cân bằng được nhu cầu, theo công ty tư vấn McKinsey.
Hiện tại, trên toàn cầu có khoảng 500 mỏ coban, đồng, lithium và niken đang khai thác. Để mở thêm 382 mỏ mới đúng thời hạn, sẽ đối mặt với nhiều khó khăn. Thiếu tiền là vấn đề đầu tiên. Theo McKinsey, để đáp ứng thiếu hụt nguồn cung vào năm 2030, chi phí vốn hàng năm trong khai thác mỏ phải tăng gấp đôi, lên 300 tỷ USD. Công ty tư vấn CRU ước tính chi phí cho khai thác đồng mỗi năm sẽ phải đạt 22 tỷ USD vào năm 2027.
Đầu tư từ các công ty khai thác đang tăng lên, nhưng không đủ nhanh. Đào các mỏ mới cũng mất nhiều thời gian, từ 4-7 năm đối với lithium và trung bình 17 năm đối với đồng. Việc cấp phép cũng có thể chậm trễ do sự can thiệp của các nhà hoạt động, chính phủ và cơ quan quản lý vì lý do môi trường. Trong giai đoạn từ 2017 đến 2021, trung bình mất 311 ngày để phê duyệt các mỏ mới ở Chile, so với 139 ngày trong giai đoạn từ 2002 đến 2006.
Hàm lượng kim loại trong quặng đồng ở các quốc gia thuận lợi đang giảm, buộc các công ty phải tìm đến những địa điểm khắc nghiệt hơn. Hai phần ba nguồn cung mới dự kiến đến năm 2030 nằm ở các quốc gia xếp hạng dưới 50 trong chỉ số "dễ dàng kinh doanh" của Ngân hàng Thế giới.
Tất cả những yếu tố này đều cho thấy nguồn cung mới chỉ có thể là giải pháp dài hạn. Vì vậy, trong thập kỷ tới, sự điều chỉnh chủ yếu sẽ phụ thuộc vào việc tiết kiệm nguồn cung hiện có
Các nhà sản xuất ôtô điện và pin đang tiến bộ trong việc sử dụng ít kim loại hơn. Trọng lượng đồng trong pin ôtô điện đã giảm từ 80 kg xuống còn 69 kg vào năm 2020, và dự kiến sẽ chỉ cần từ 21-50 kg vào năm 2035. Nhu cầu lithium trong pin cũng dự kiến sẽ giảm một nửa vào năm 2027.
Các công nghệ mới như pin NMC 721 và 811, có chứa ít coban hơn nhưng nhiều niken hơn, đang thay thế pin NMC 111. Ngoài ra, hỗn hợp lithium-iron phosphate (LFP) rẻ hơn và tiết kiệm năng lượng đang trở nên phổ biến ở Trung Quốc.
Các công nghệ mới khác bao gồm sử dụng silicon để pha trộn với cực dương than chì, và natri-ion thay thế lithium bằng natri. Sở thích của khách hàng cũng có ảnh hưởng, với nhu cầu xe điện có phạm vi hoạt động ngắn hơn. Điều này có thể giúp giảm kích thước viên pin và sử dụng ít lithium hơn.
Thách thức chính là nguồn cung đồng, nhưng thay đổi hành vi tiêu dùng có thể giúp giảm nhu cầu. Dự kiến nhu cầu đồng cho mục đích "xanh" sẽ tăng từ 7% lên 21% vào năm 2030. Tuy nhiên, tình trạng bất ổn địa phương và các yếu tố khác như xung đột chính trị và thời tiết xấu có thể gây ảnh hưởng đến nguồn cung kim loại "xanh". Tuy nhiên, với sự linh hoạt của người mua hàng, chính phủ ổn định và may mắn, nhu cầu tăng về kim loại "xanh" có thể không gây ra xung đột lớn.