คู่มือว่าด้วยแร่สำคัญและแร่หายาก : มันคืออะไร ใช้ทำอะไรและพบได้ที่ไหนบ้าง

ขั้วโลกเหนือเป็นประเด็นที่ทำให้คนแบ่งข้างได้ง่าย ประธานาธิบดีโดนัลด์ ทรัมป์ พูดซ้ำแล้วซ้ำเล่าว่าเขาต้องการครอบครองกรีนแลนด์ และเขาไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ที่จะใช้กำลังยึดครองออกไปด้วยซ้ำ คณะเจ้าหน้าที่สหรัฐฯ จะเดินทางไปยังดินแดนปกครองตนเองของเดนมาร์กในช่วงปลายสัปดาห์นี้ โดยอ้างว่าไปเพื่อเรียนรู้วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์ของกรีนแลนด์ แต่แรงจูงใจที่แท้จริงเบื้องหลังการพุ่งเป้าเข้าหาดินแดนอาร์กติกคือแร่หายากอันเป็นหมวดหมู่วัสดุที่สำคัญต่อทั้งกองทัพสมัยใหม่และเศรษฐกิจยุคใหม่อย่างยิ่งในกรีนแลนด์

ประธานาธิบดีหมกมุ่นกับทรัพยากรยุทธศาสตร์เหล่านี้อย่างมาก ข้อตกลงที่อาจทำให้สหรัฐฯ ได้สิทธิ์บางส่วนเหนือแร่หายากที่อาจฝังอยู่ในยูเครน เป็นส่วนหนึ่งของการเจรจาเรื่องการสนับสนุนทางทหารต่อประเทศนั้นต่อไปด้วย ทรัมป์ยังชอบคำว่า “แร่ธาตุสำคัญ (critical minerals)” เช่นกัน โดยมีการหารือเรื่องข้อตกลงเกี่ยวกับแร่เหล่านี้ในคองโก และเขายังอ้างใช้อำนาจในภาวะสงครามเพื่อเร่งการทำเหมืองภายในประเทศอีกด้วย

คำว่าแร่หายากและวัสดุสำคัญ (critical materials) กลายเป็นคำที่คุ้นหูมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่ก็ยังเป็นคำที่คลุมเครือและชวนสับสนอยู่ไม่น้อย ต่อไปนี้คือบทปูพื้นว่าด้วยโลหะและแร่ธาตุที่โลกต้องการมากที่สุดในเวลานี้

ไม่มีคำนิยามเดียวที่เป็นสากลสำหรับวัสดุสำคัญ (critical materials) (คือสารที่ผ่านการแปรรูปแล้ว) และแร่ธาตุสำคัญ (critical minerals) (คือสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ) ยกตัวอย่างเช่น สหรัฐฯ สหภาพยุโรป และสหราชอาณาจักรต่างก็มีบัญชีรายชื่อของวัสดุที่ตนจัดว่าสำคัญแตกต่างกันเล็กน้อย(ตารางด้านบนใช้การจัดหมวดหมู่ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ หรือ DOE) บางชนิดถูกผลิตในปริมาณมหาศาลเพื่อภาคอุตสาหกรรม อะลูมิเนียมและเหล็กถูกนำไปใช้ในแผงโซลาร์และกังหันลม ส่วนทองแดงถูกใช้ตั้งแต่สายเคเบิลไปจนถึงรถยนต์ โคบอลต์ ลิเทียม และนิกเกิล เป็นส่วนประกอบของแคโทดแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า และกราไฟต์เป็นวัสดุหลักของแอโนด

วัสดุบางอย่างเพิ่งถูกค้นพบไม่นานนี้ ขณะที่บางอย่างถูกใช้งานมานานหลายศตวรรษ พลวง (antimony) ซึ่งชาวกรีกโบราณรู้จักในฐานะสารที่มีสรรพคุณทางการแพทย์และใช้เป็นเครื่องสำอาง ปัจจุบันถูกนำไปใช้ทำให้เสื้อผ้า ของเล่น สายเคเบิล และอากาศยานมีคุณสมบัติหน่วงไฟ วาเนเดียม (vanadium) ซึ่งตั้งชื่อตามเทพีแห่งสแกนดิเนเวียเป็นสารเติมแต่งในเหล็กที่พบได้ทั่วไปในเกราะและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และเริ่มมีความสำคัญโดดเด่นขึ้นราวช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อเข้าสู่ศตวรรษที่ 20

ตระกูลแร่ธาตุสำคัญขยายตัวมากขึ้นในยุคสงครามเย็น โคบอลต์ ไทเทเนียม ทังสเตน และแร่/โลหะอื่น ๆ ถูกยกระดับเป็นวัสดุสำหรับอาวุธ เนื่องจากมีความแข็งและมีจุดหลอมเหลวสูง

ต่อมาคือ “ธาตุหายาก” (rare-earth elements — ดูตารางด้านบน) ซึ่งเป็นกลุ่มแร่ธาตุ 17 ชนิดที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกัน เกือบทั้งหมด—ยกเว้นโพรมีเทียม (Promethium)—ถูกกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) จัดให้เป็นวัตถุดิบ/แร่ที่มีความสำคัญ (critical) นีโอไดเมียม (neodymium) ใช้ทำแม่เหล็กที่อยู่ในมอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้าและกังหันลม ส่วนอิตเทรียม (yttrium) และยูโรเพียม (europium) ใช้ในจอโทรทัศน์และจอคอมพิวเตอร์ เพราะสามารถแสดงสีสันที่แตกต่างและเด่นชัดได้ตามแหล่งกำเนิดแสง

ธาตุหายากต้องใช้ในปริมาณน้อยมาก การจะพบพวกมันจำเป็นต้องมีการสำรวจอย่างละเอียด ตัวอย่างเช่น ยูเครนถูกคาดว่ามีแหล่งสะสมธาตุหายากในปริมาณมาก แต่ความขัดแย้งและช่องว่างด้านการลงทุนทำให้การสำรวจติดขัด หน่วยสำรวจธรณีวิทยาสหรัฐฯ (USGS) ระบุว่ามี 15 ประเทศและกรีนแลนด์ที่มี “ปริมาณสำรอง (reserves)” จริง (ดูแผนที่)

คุณลักษณะที่นิยามวัสดุสำคัญและธาตุหายากไม่ได้อยู่ที่ว่าพวกมันหายากในเปลือกโลกเสมอไป แต่อยู่ที่ว่ามักสกัดออกมายากมากกว่า สำหรับบางชนิด เช่น ทองแดง ปัญหาเกิดจากการที่ถูกทำเหมืองในระดับอุตสาหกรรมมาหลายทศวรรษ เหมืองขนาดใหญ่จำนวนมากมีอายุมากและแหล่งแร่กำลังร่อยหรอ ส่วนเหมืองใหม่ ๆ มักอยู่ในพื้นที่ที่การเมืองไม่มั่นคงหรือเข้าถึงยาก

วัสดุสำคัญชนิดอื่นๆ รวมถึงธาตุหายาก แทบไม่เคยพบในรูปที่บริสุทธิ์ พวกมันต้องถูก แยกออกจากแร่อื่น ๆ หลังขุดขึ้นมาจากดินซึ่งเป็นกระบวนการที่ก่อมลพิษ กินพลังงานสูง และใช้เงินมหาศาล (นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมประเทศตะวันตกจึงลังเลที่จะทำกระบวนการนี้ “หลังบ้าน” ของตัวเอง) ขณะเดียวกัน ตลาดของโลหะสำคัญเหล่านี้มักมีขนาดไม่ใหญ่ ทำให้ประเทศที่เริ่มผลิตได้ก่อนสามารถครอบงำตลาดได้

การถลุง/การกลั่น (refining) ยิ่งกระจุกตัวมากกว่าเดิมโดยมากอยู่ในมือของจีน ชิลีมีสัดส่วน 23% ของการผลิตทองแดงโลก แต่ทองแดงที่ผ่านการกลั่นของโลก 44% มาจากจีน ข้อยกเว้นที่เด่นคือนิกเกิลซึ่งราวครึ่งหนึ่งถูกทำเหมือง (และมักถูกกลั่นด้วย) ในอินโดนีเซีย จีนยิ่งมีความเป็นเจ้าตลาดมากกว่านั้นอีกในการผลิตธาตุหายาก (ดูกราฟด้านล่าง)

ในทศวรรษข้างหน้า การเติบโตของพลังงานหมุนเวียนและรถยนต์ไฟฟ้าจะต้องใช้ “วัสดุสำคัญ” (critical materials) ในปริมาณมหาศาล International Energy Agency ซึ่งเป็นหน่วยคาดการณ์อย่างเป็นทางการ ประเมินว่า หากประเทศต่าง ๆ ยังคงยึดตามคำมั่นด้านสภาพภูมิอากาศที่ประกาศไว้ในปัจจุบัน ความต้องการต่อปีของธาตุหายาก นิกเกิล โคบอลต์ และลิเทียม จะเพิ่มขึ้น 62%, 73%, 80% และ 400% ตามลำดับ ภายในปี 2040 แม้แต่ความต้องการทองแดง ซึ่งปัจจุบันก็สูงอยู่แล้ว ก็ถูกคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งในสามตลอดช่วงเวลาดังกล่าว ไปสู่ 37 ล้านตัน

แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าราคาจะพุ่งทะลุเพดานแบบขึ้นไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ โลหะบางชนิด เช่น ลิเทียม เคยถูกคิดว่าหายาก แต่ความจริงมีอยู่มาก และต้องการการลงทุนเพื่อขุดสกัดน้อยกว่า ซึ่งน่าจะช่วยกดราคาให้อยู่ในระดับต่ำกว่า อุปทานของโคบอลต์—ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการทำเหมืองทองแดง นิกเกิล และโลหะอื่น ๆ—เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แม้ความต้องการโคบอลต์จะเริ่มชะลอลง เพราะเทคโนโลยีแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเปลี่ยนไป

สำหรับโลหะเฉพาะทาง เช่น ธาตุหายาก การสะดุดของอุปทานหรือการจำกัดการส่งออก โดยเฉพาะในจีน อาจทำให้ราคากระโดดและเกิดภาวะขาดแคลนได้ แต่ปัญหานี้อาจแก้ได้ด้วยการลงทุน “ในผู้ผลิตทางเลือก” ในระดับที่เหมาะสม ซึ่งอาจได้รับเงินอุดหนุนหรือให้รัฐเป็นผู้ลงทุนเอง

แร่ธาตุที่เผชิญความเสี่ยงเรื่องการชะงักงันมากที่สุดคือทองแดง เพราะต้องใช้ในปริมาณมากกว่ามาก ผู้ประกอบการเหมืองไม่น่าจะขุดทองแดงได้มากพอให้ทันกับความต้องการที่เพิ่มขึ้น นักการเมืองหมกมุ่นกับธาตุหายาก แต่โลหะที่พบได้ทั่วไปกว่านั้นต่างหากที่เป็นปัญหาจริง