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レアアース（希土類元素）
未来のためのレアアース争奪戦
レアアース（希土類元素）は今日のハイテク製品にとって不可欠な元素ですが、採掘や精錬の過程で、環境や地政学上の課題を抱えています。
1. 現代テクノロジーに不可欠なレアアース
セリウムやイットリウムを含む17種類のレアアース（希土類元素、REE）は、一般にはあまり知られていませんが、その磁気特性と光学特性から、風力発電タービン、医療機器、ドローン、電気自動車（EV）、電子ディスプレイなどに用いられ、現代テクノロジーには不可欠な鉱物資源です。
「革新的なテクノロジーが存在する21世紀ですが、その実現にはクリティカル・メタル（重要鉱物資源）が必須です。リチウムイオン電池のリチウムの重要性はよく耳にしますが、実はレアアースも同じ範疇に分類されます」と、クリティカル・メタルを専門とするカナダの鉱山・技術企業、Ucore Rare Metals社の最高経営責任者（CEO）、パトリック・ライアン氏は言います。
“レア”アースという名前はついていますが、問題はその希少性ではありません。レアアースはスズ、鉛、銅などと同じく地殻に存在し、世界中に天然の鉱床（有用な鉱物の濃集する場所）を有しています。 しかし、その分布に偏りがあり、抽出作業も困難であるため、環境と地政学の両面で問題となっているのです。レアアースへの需要が高まるにつれ、これらの問題はさらに深刻化することが予想されます。
「こうしたクリティカル・メタルが手に入らなくなる事態を想像してください。雇用が失われ、気候変動の目標も達成できないでしょう」とライアンCEOは主張します。「現状に基づいて試算すると、レアアース酸化物は2020年代末までには5倍の需要が見込まれており、今後供給が不足する可能性があります」。
2. 環境上の課題
1つ目の課題は、採掘の過程にあります。レアアースは他の鉱物と同じ鉱床にまとまって存在する傾向があります。主な商業的レアアースの原料のひとつであるバストネス石は、複数のレアアースの酸化物から成るので、個々の元素を回収するための処理を施す必要があります。
こうした処理の過程で、時に有害物質や放射性物質が地下水に漏れ出てしまうなど、健康や安全に対する懸念が生じる可能性があります。テキサス州ヒューストンにあるライス大学で、材料科学とナノ工学を研究するジェームズ・ツアー教授は、「レアアース自体は特に毒性があるわけではなく、重金属や放射性物質など、毒性のある他の物質と一緒になっているだけです」と説明します。
レアアース1トンの抽出のために2000トンもの有害廃棄物が発生してしまうこともあります。そこまではめったに起こらないですが１、1990年代初頭からレアアースの採掘を盛んに行っている中国では、採掘によって土壌や水質が汚染されています2 。レアアースは、低炭素技術に不可欠でありながら、地中から取り出す過程で、環境をさらに破壊するという逆説的な性質を持っているのです。
3. 地政学上の課題
2つ目の課題は、鉱床やその採掘場所である鉱山が特定の国に集中していることです。中国は採掘の約60％、精錬の約90％を占め、中国国外の精錬工場はわずか4つしかありません3。これは深刻な地理経済学的リスクとなりえます。
Ucore社の事業開発担当であるマーク・マクドナルド副社長は、より積極的な対策を講じなければ、この業界は厳しい局面を迎えるだろうと予測しています。「製造業セクターの需要の伸びの見通しと、現在のレアアースの採掘・精錬能力を考えると、供給不足になることは間違いないでしょう」。
4. 解決策 －投資の拡大と廃棄物の削減－
【解決策1】レアアースへの依存度を下げる
では、どうすればいいのでしょうか。選択肢の一つはレアアースへの依存度を下げることです。一例にトヨタのプリウスが挙げられます。プリウスは、かつては、一台に約11キログラムものレアアースを使用していましたが、日中間の地政学的対立と採掘による環境への悪影響を受け、現在はレアアースへの依存度を下げたハイブリット車用モーターの開発にシフトしています4。
【解決策2】採掘・精錬されたレアアースの再活用
その他の選択肢として挙げられるのが、すでに採掘・精錬されたレアアースを最大限に活用することです。ツアー教授は、ライス大学の自身の研究室で、電子廃棄物、石炭灰、ボーキサイト残渣から、重要な電子特性や磁気特性を損なうことなく、レアアースを抽出する手法の開発に成功しました。「非常にシンプルな方法です。廃棄物を2つの電極で挟み、高電圧と高電流を1秒弱流すだけで完了です。これなら溶剤や水も必要ありませんし、大規模で行うことも可能です」と、教授は説明しています。
ツアー教授らは、極めて濃度の薄い酸性溶液を流し続けることで、毒性の強い二次廃棄物の発生を抑えようとする試みも行っています。
廃棄物からレアアースを抽出することは、廃棄物の有用な部分をリサイクル（再利用）するというより、付加価値をつけてアップサイクルする方法だとツアー教授は説明します。「経済的に見れば、これは採掘よりもはるかに低コストです。地面に大きな穴を掘るわけでもなく、長距離輸送をするわけでもなく、高い毒性を持った二次廃棄物も発生しません。採掘はコストがかかり、温室効果ガスを大量に排出しますが、この方法ならそうした問題を回避することができます」。
ジャガイモのようにありふれた野菜も役に立つかもしれません。米国アイダホ国立研究所の研究チームは、バクテリアを利用して、ハイテク機器や産業機器からレアアースを回収するという革新的な方法を開発しました。このチームは、微生物を使って元素を変化させるバイオリーチングという手法を用い、ジャガイモを洗った水をバクテリアに与えることで特定の酸を生成させ、その酸の性質を利用して周囲の物質からレアアースだけを取り除くことに成功したのです。 ジャガイモの廃水を使うことで、ブドウ糖を使う場合よりも抽出コストを17％削減することができました。
【解決策3】レアアース生産の効率化
一方、研究者たちは、新しいテクノロジーの活用でレアアースの生産における課題を解決できないか模索しています。例えばUcore社は、レアアースを分離する方法を独自に開発しており、この方法を使えば少なくとも従来の3倍の効率で分離が可能なため、結果的に生産工場の環境負荷を3分の2に抑えることができます。また、EUの資金提供プロジェクトであるEIT RawMaterialsは、レアアースの持続可能性を評価する「レアアースの持続可能性の評価のための循環システム（CSyARES ：Circular System for Assessing Rare Earth Sustainability）」の開発を進めており、電気自動車に使用されるレアアースの全ライフサイクルをブロックチェーンを用いて追跡し、有害な汚染につながらないようにすることを目指しています。また、アイオワ州立大学のエイムズ研究所とテキサスA&M大学の共同プロジェクトは、人工知能（AI）と機械学習（ML）を使って、レアアース化合物の特性を発見したり予測したりすることで、人間の力だけでは及ばない高い効率性と精度の実現を目指しています。
5. 各国の動き
各国政府も、国内生産とサプライチェーンの強靭化を進めようとしています。2018年頃、米国のホワイトハウスは、オーストラリア、およびカナダとレアアース供給の確保に向けた協定を締結しました。 米国政府はまた、様々な資金提供プログラムを公表しており、永久磁石の完全な国内サプライチェーン確立を目指す取り組みの一環として、カリフォルニア州マウンテンパスのMP Materials社に、重希土類に属するレアアースを分離・精錬するため3,500万米ドルの資金援助を行っています。 一方、エネルギー省が主導する別の取り組みでは、鉱山周辺の石炭灰やその他の廃棄物からレアアースを回収し、新規採掘を削減するためのプロジェクトに1億4,000万米ドルが拠出されています。
オーストラリア政府は、国内外のバリューチェーンの統合を目指す国内企業への投資を行っています。Lynas Rare Earths社は、2021年に獲得した1,480万豪ドルの助成金によって、西オーストラリア州に新しいレアアース精錬施設を建設する費用の半分をまかないました。 同政府はまた、2020年には国内産業を支援するための政府機関「重要鉱物資源促進室（Critical Minerals Office） 」を新設し、2022～2023年予算で重要鉱物に対する2億豪ドルの促進助成金と5,000万豪ドルの研究開発支援金を含む一連の支援策を発表しました。
カナダでは、ケベック州政府が重要鉱物資源や戦略鉱物資源に関連する「new economy（新しい経済）」プログラムに9,000万カナダドルを拠出しています。 一方、欧州委員会は、再生可能エネルギーやロボット工学といった21世紀の産業の構築に必要な鉱物の確保に向け、加盟国に積極的な行動を促すため、重要鉱物資源の将来予測を公表しています。現在、中国以外の国でも様々なプロジェクトが始動しており、オーストラリア、カナダ、米国で約20のプロジェクトが進行中です。
Ucore社のライアンCEOは、こうした政府の支援策が「呼び水」となり、民間企業や学術機関の間で、費用対効果が高く環境にも優しい新たな方法の発見が進んでいる、と言います。これは、現在および未来の技術革新の鍵を握る資源を、確実かつ持続可能な方法で確保するために、極めて重要なことなのです。
[1] https://www.theguardian.com/sustainable-business/rare-earth-mining-china-social-environmental-costs
[2] https://e360.yale.edu/features/china-wrestles-with-the-toxic-aftermath-of-rare-earth-mining
[4] https://global.toyota/en/newsroom/corporate/21139684.html
- 「フォーチュン・ビジネス・インサイト」は、レアアース市場が年率平均10%のペースで成長し、2028年には55億米ドル規模に拡大するものと予測しています。
- 米国、英国、EU、オーストラリアおよび日本の先進国・地域は、中国への依存度を下げるため、レアアース鉱山および精錬施設を新設するための積極的な投資を行っています。
- 調査会社アダマス・インテリジェンスによれば、レアアース・メタルの生産は2035年までに倍増することが予想されますが、年率8～10%と見込まれる需要の伸びには追い付けそうにありません。
本ページは2022年9月にピクテ・アセット・マネジメントが作成した記事をピクテ・ジャパン株式会社が翻訳・編集したものです。
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投資信託に係る費用について
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