Theo Cơ quan khảo sát địa chất Mỹ, “đất hiếm” là một nhóm gồm 17 nguyên tố hóa học có tính chất tương tự nhau trong bảng tuần hoàn, bao gồm 15 nguyên tố thuộc nhóm lanthanide cùng với scandium và yttrium. Những nguyên tố này có tên gọi như: neodymium, europium, terbium, dysprosium, lanthanum, cerium, và nhiều nguyên tố khác.
Mặc dù tên gọi là “hiếm”, nhưng trên thực tế, một số nguyên tố trong nhóm này có trữ lượng khá dồi dào trong vỏ Trái Đất. Tuy nhiên, chúng hiếm ở chỗ rất khó tìm thấy ở dạng tinh khiết hoặc ở nồng độ đủ cao để khai thác hiệu quả kinh tế.
Hình ảnh Neodymium, một trong những nguyên tố đất hiếm quan trọng
Đất hiếm thường nằm trong các khoáng chất cùng với những nguyên tố khác, đòi hỏi quy trình khai thác, tách chiết và xử lý hóa học phức tạp. Chính vì vậy, việc sở hữu nguồn tài nguyên đất hiếm không chỉ đơn thuần là một lợi thế về tài nguyên thiên nhiên mà còn liên quan đến trình độ công nghệ, chuỗi cung ứng và khả năng quản trị môi trường.
Vai trò và ứng dụng của đất hiếm trong đời sống hiện đại
Theo bà Jane Nakano, nghiên cứu viên về An ninh Năng lượng và Biến đổi Khí hậu tại Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược và Quốc tế, chia sẻ trên tờ Newsweek: "Đất hiếm là một trong những khoáng chất quan trọng, có ý nghĩa sống còn đối với các công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như chip bán dẫn, công nghệ năng lượng sạch và lưu trữ năng lượng, cũng như hệ thống quốc phòng".
Trong công nghệ điện tử: Một loạt thiết bị quen thuộc như điện thoại thông minh, máy tính bảng, tivi màn hình phẳng, loa, tai nghe, máy ảnh số đều sử dụng đất hiếm trong thành phần. Chẳng hạn, neodymium được dùng trong nam châm vĩnh cửu siêu mạnh để sản xuất loa và micro; europium và terbium được dùng để tạo ra ánh sáng đỏ và xanh lục trên màn hình LED và TV.
Trong lĩnh vực năng lượng tái tạo: Đất hiếm rất quan trọng trong chế tạo tuabin gió và pin của xe điện. Các nam châm đất hiếm có độ bền cao, nhẹ và hiệu suất tốt hơn so với các loại nam châm thông thường, giúp tăng hiệu quả và giảm kích thước của thiết bị.
Trong ngành quốc phòng: Các hệ thống radar, tên lửa dẫn đường, kính nhìn đêm và cảm biến đều cần đất hiếm. Việc thiếu hụt nguồn cung cấp đất hiếm có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng lực quân sự của một quốc gia.
Trong y học: Một số hợp chất đất hiếm được sử dụng trong máy chụp cộng hưởng từ (MRI), phát hiện ung thư, điều trị bức xạ, và là chất phát quang trong chẩn đoán hình ảnh y học.
Video khái niệm đất hiếm (phụ đề: VietTimes). Nguồn: Reuters
Đất hiếm và cuộc cạnh tranh toàn cầu
Trong bối cảnh thế giới ngày càng số hóa và “xanh hóa”, nhu cầu sử dụng đất hiếm gia tăng mạnh mẽ. Tuy nhiên, nguồn cung đất hiếm lại tập trung ở một số quốc gia nhất định, tạo ra sự mất cân bằng địa chính trị và kinh tế.
Tổ chức nghiên cứu địa chất Geological Survey của Mỹ ước tính trữ lượng đất hiếm của toàn thế giới vào khoảng 120 triệu tấn, trong đó Trung Quốc sở hữu 44 triệu tấn, Brazil có 22 triệu tấn, Việt Nam 20 triệu tấn, Nga có 18 triệu tấn.
Hiện nay, Trung Quốc là quốc gia dẫn đầu thế giới về khai thác, chế biến và xuất khẩu đất hiếm. Theo thống kê, Trung Quốc chiếm khoảng 60-70% sản lượng khai thác đất hiếm toàn cầu và gần như độc quyền trong khâu chế biến, nơi mà nhiều quốc gia khác chưa đủ năng lực công nghệ để cạnh tranh.
Hoạt động khai thác tại mỏ đất hiếm lớn nhất thế giới tại Bayan Obo, Nội Mông, Trung Quốc.
Điều này khiến nhiều quốc gia phương Tây và các cường quốc công nghệ khác như Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc… đặc biệt lo ngại về việc phụ thuộc vào một nguồn cung duy nhất. Một khi có bất kỳ biến động nào về chính trị, chính sách hoặc thương mại từ phía Trung Quốc, các ngành công nghiệp quan trọng của các quốc gia này có thể bị ảnh hưởng nặng nề.
Vì thế, nhiều nước đang tìm cách đa dạng hóa nguồn cung, mở lại các mỏ đất hiếm trong nước, đầu tư vào công nghệ tái chế đất hiếm từ thiết bị cũ, cũng như hợp tác với các quốc gia có tiềm năng như Australia, Canada, Việt Nam, Brazil… để phát triển chuỗi cung ứng bền vững.
Việt Nam có tiềm năng đất hiếm
Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia có tiềm năng lớn về đất hiếm, đặc biệt là tại khu vực Tây Bắc như Lai Châu, Lào Cai. Theo số liệu của Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), Việt Nam nằm trong top 3 quốc gia có trữ lượng đất hiếm cao nhất thế giới.
Trả lời Quốc hội vào tháng 6/2024, Phó Thủ tướng Trần Hồng Hà cho biết tổng lượng đất hiếm ở Việt Nam chiếm 18% trên thế giới. Thực tế thị trường đất hiếm hiện nay tăng khoảng 4%/năm kể từ năm 2014 đến nay do các nhu cầu sử dụng trong các lĩnh vực pin, nam châm, xe điện, ứng dụng vũ trụ.
“Tuy nhiên, đây cũng là thị trường hết sức phức tạp, chủ yếu do các nước lớn đang điều hành thị trường này. Do đó, việc khai thác đất hiếm này đã được Chính phủ chỉ đạo sát sao. Theo đó, đã có dự án điều tra, đánh giá trữ lượng các loại đất hiếm, xác định nguyên tắc dựa vào cung cầu của thị trường để khai thác; đáp ứng được công nghệ tuyển chọn, không xuất khẩu đất hiếm thô”, Phó Thủ tướng nói.
Mặt trái khi khai thác đất hiếm và hướng đi bền vững
Theo Reuters, quá trình xử lý đất hiếm thường liên quan đến việc sử dụng dung môi, có thể tạo ra chất thải độc hại gây ô nhiễm đất, nước và khí quyển. Các công nghệ thân thiện với môi trường hơn đang được phát triển, nhưng chúng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi.
Một số loại quặng đất hiếm cũng chứa thori hoặc urani phóng xạ, thường được loại bỏ bằng axit. Vì lý do này, sự phát triển của ngành này phải đối mặt với nhiều rào cản về quy định liên quan đến sức khỏe và môi trường.
Một trong những giải pháp quan trọng để giảm phụ thuộc vào khai thác tài nguyên thiên nhiên là tái chế đất hiếm từ các thiết bị điện tử đã qua sử dụng như điện thoại, máy tính, xe điện. Tuy nhiên, quá trình tái chế đòi hỏi công nghệ tinh vi và hệ thống phân loại chất thải điện tử hiệu quả.
Hiện nay, Nhật Bản là một trong những quốc gia đi đầu trong việc tái chế đất hiếm. Nước này đã xây dựng được hệ thống thu hồi đất hiếm từ thiết bị cũ, đồng thời khuyến khích người dân giao nộp thiết bị điện tử hỏng đúng cách để hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn.
Việc đầu tư vào nghiên cứu, đổi mới công nghệ và giáo dục cộng đồng về tái chế là hướng đi quan trọng giúp giảm gánh nặng lên tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường và đảm bảo an ninh nguồn cung đất hiếm trong dài hạn.
Tóm lại, đất hiếm là một trong những tài nguyên chiến lược quan trọng nhất của thế kỷ 21. Với vai trò trung tâm trong nhiều ngành công nghệ hiện đại, từ điện tử, quốc phòng đến năng lượng tái tạo và y tế, đất hiếm không chỉ là yếu tố thúc đẩy tăng trưởng kinh tế mà còn là “quân bài” trong bàn cờ địa chính trị toàn cầu.
Trong bối cảnh thế giới ngày càng phụ thuộc vào công nghệ xanh và thông minh, cuộc đua tìm kiếm, kiểm soát và phát triển nguồn đất hiếm sẽ còn tiếp tục nóng lên. Các quốc gia cần phối hợp để xây dựng chuỗi cung ứng bền vững, khai thác có trách nhiệm, đầu tư vào công nghệ tái chế và bảo vệ môi trường.
Việt Nam, với tiềm năng lớn về đất hiếm, có thể trở thành mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng toàn cầu nếu biết phát triển chiến lược thông minh, đảm bảo lợi ích kinh tế đi kèm với phát triển bền vững và an ninh môi trường.