Mỹ mở rộng khai thác đất hiếm nhưng châu Á vẫn 'nắm đằng chuôi'

Tuy nhiên, một nghịch lí đang diễn ra khi không ít sản lượng khai thác đất hiếm tại Mỹ lại phải xuất khẩu sang Nhật Bản, Hàn Quốc để tiếp tục chế biến. Điều đó cho thấy, trong cuộc đua đất hiếm, khai thác chỉ là điểm khởi đầu, còn lợi thế quyết định vẫn nằm ở công nghệ chế tạo nam châm và vật liệu tiên tiến, lĩnh vực mà châu Á vẫn giữ vị thế áp đảo.

Hàng tỉ USD đổ vào khai thác đất hiếm nhưng đầu ra vẫn phải tìm đến châu Á

Trong nhiều năm qua, đất hiếm được Washington xem là một trong những mắt xích quan trọng nhất của an ninh kinh tế và an ninh quốc gia. Từ xe điện, tua-bin gió, robot công nghiệp đến các hệ thống vũ khí hiện đại như tiêm kích F-35 hay tên lửa dẫn đường, tất cả đều phụ thuộc vào nam châm đất hiếm hiệu suất cao.

Vì vậy, Mỹ đã triển khai hàng loạt chương trình hỗ trợ nhằm tái thiết ngành công nghiệp từng suy giảm trong nhiều thập kỉ. Bộ Quốc phòng Mỹ, Bộ Năng lượng cùng nhiều quỹ đầu tư liên bang đã cam kết hàng tỉ USD dưới dạng trợ cấp, khoản vay ưu đãi và hợp đồng dài hạn để thúc đẩy khai thác, tinh luyện và chế biến đất hiếm trong nước.

Những doanh nghiệp hưởng lợi lớn nhất gồm MP Materials, đơn vị sở hữu mỏ Mountain Pass, mỏ đất hiếm lớn nhất nước Mỹ; Energy Fuels, doanh nghiệp mở rộng sang lĩnh vực tách và tinh luyện monazite; cùng Phoenix Tailings, công ty công nghệ hướng đến quy trình tinh luyện đất hiếm phát thải thấp.

Nhìn trên bề mặt, mục tiêu xây dựng chuỗi cung ứng "Made in USA" dường như đang tiến triển. Sản lượng khai thác tăng lên, các nhà máy tinh luyện mới liên tục được xây dựng và nhiều dự án nhận vốn hỗ trợ quy mô lớn.

Tuy nhiên, nghịch lý xuất hiện ngay sau công đoạn khai thác. Quá trình tách biệt các nguyên tố đất hiếm từ quặng thô đòi hỏi những cơ sở hóa chất phức tạp và quy mô lớn. Nước Mỹ hiện đang thiếu hụt trầm trọng các nhà máy xử lí trung nguồn để tinh chế quặng thành các loại oxide có độ tinh khiết cao.

Việc xây dựng những cơ sở này tiêu tốn rất nhiều vốn đầu tư và phải tuân thủ các quy định môi trường nghiêm ngặt, khiến tiến độ bị kéo dài. Do đó, các công ty khai thác tại Mỹ đành đóng gói quặng hoặc sản phẩm sơ chế lên tàu biển, xuất khẩu sang các quốc gia có sẵn hạ tầng tinh luyện công suất lớn.

Phần lớn oxide hoặc vật liệu đất hiếm sau khi được xử lí sơ bộ tại Mỹ vẫn chưa thể đi thẳng vào các nhà máy sản xuất trong nước bởi đơn giản là... không có đủ khách hàng.

Các doanh nghiệp Mỹ buộc phải xuất khẩu sản phẩm sang Nhật Bản và Hàn Quốc, nơi đã hình thành hệ sinh thái sản xuất nam châm, hợp kim và linh kiện điện tử hoàn chỉnh. Nói cách khác, Mỹ đang dần tạo ra nguồn cung nguyên liệu, nhưng giá trị gia tăng cao nhất vẫn được tạo ra tại châu Á. Đây chính là nghịch lý lớn nhất trong chiến lược tái cấu trúc chuỗi cung ứng đất hiếm của Washington.

Cuộc đua đất hiếm không quyết định ở mỏ, mà ở nhà máy nam châm

Nếu ví chuỗi cung ứng đất hiếm như ngành dầu khí thì khai thác quặng chỉ tương đương việc bơm dầu từ lòng đất. Giá trị lớn nhất không nằm ở nguyên liệu thô mà ở khâu chế biến sâu thành sản phẩm công nghệ cao. Trong ngành đất hiếm, sản phẩm mang lại lợi nhuận cao nhất không phải oxide hay kim loại đất hiếm mà là nam châm vĩnh cửu NdFeB, các hợp kim đặc chủng và vật liệu từ hiệu suất cao.

Đây cũng là công đoạn khó nhất. Việc sản xuất nam châm đất hiếm đòi hỏi hàng loạt công nghệ tinh vi: kiểm soát độ tinh khiết nguyên liệu ở mức cực cao, luyện hợp kim, ép bột, thiêu kết, xử lý nhiệt và phủ bề mặt nhằm bảo đảm khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn cũng như duy trì từ tính trong thời gian dài.

Đặc biệt, nam châm dùng trong động cơ xe điện hoặc tua-bin gió phải chịu được nhiệt độ cao mà không bị mất từ tính. Điều này bắt buộc phải bổ sung các nguyên tố đất hiếm nặng như dysprosium hay terbium với tỉ lệ cực kì chuẩn xác. Sự đứt gãy trong quá trình sản xuất nội địa suốt nhiều thập kỉ qua đã khiến nước Mỹ đánh mất một thế hệ kĩ sư luyện kim và chuyên gia vật liệu giỏi.

Để khôi phục năng lực này, việc mua sắm thiết bị là chưa đủ. Các nhà sản xuất Mỹ phải chật vật đào tạo lại đội ngũ nhân sự từ đầu, đồng thời tìm cách vượt qua hàng rào bằng sáng chế dày đặc mà các đối thủ châu Á đã thiết lập nhằm bảo vệ ưu thế công nghệ của họ.

Mỗi bước đều cần bí quyết công nghệ được tích lũy suốt hàng chục năm, hệ thống thiết bị chuyên dụng và đội ngũ kĩ sư có kinh nghiệm. Chính khoảng cách công nghệ này khiến nhiều doanh nghiệp Mỹ dù đã làm chủ khai thác vẫn chưa thể hoàn thiện chuỗi giá trị trong nước. Thay vì bán một sản phẩm nam châm hoàn chỉnh có giá trị cao, họ chủ yếu bán oxide hoặc kim loại đất hiếm để các doanh nghiệp châu Á tiếp tục chế biến thành sản phẩm cuối cùng.

Điều đó cũng lí giải vì sao nhiều tập đoàn sản xuất xe điện, động cơ công nghiệp hay thiết bị điện tử tại Mỹ vẫn phải nhập khẩu nam châm từ nước ngoài, ngay cả khi nguyên liệu ban đầu được khai thác ngay trên lãnh thổ Mỹ.

Châu Á vẫn giữ "đằng chuôi" của chuỗi giá trị

Khoảng cách giữa Mỹ và châu Á thể hiện rõ nhất ở năng lực sản xuất nam châm đất hiếm. Trung Quốc hiện vẫn là trung tâm tuyệt đối của ngành công nghiệp này khi chiếm phần lớn năng lực sản xuất nam châm NdFeB toàn cầu, đồng thời kiểm soát gần như toàn bộ chuỗi giá trị từ khai thác, tinh luyện đến chế tạo vật liệu và linh kiện.

Bên cạnh Trung Quốc, Nhật Bản vẫn duy trì vị thế là quốc gia dẫn đầu về công nghệ nam châm hiệu suất cao. Các doanh nghiệp Nhật tập trung vào những dòng sản phẩm có độ chính xác, độ bền và hiệu suất từ tính rất cao, phục vụ ô tô điện, robot công nghiệp và thiết bị quốc phòng. Sản lượng nam châm đất hiếm của Nhật Bản hiện dao động khoảng 10 nghìn đến 15 nghìn tấn mỗi năm, thấp hơn nhiều so với Trung Quốc nhưng vượt trội về chất lượng và giá trị công nghệ.

Hàn Quốc cũng đã xây dựng được năng lực sản xuất khoảng 2 nghìn đến 3 nghìn tấn mỗi năm, chủ yếu phục vụ các tập đoàn điện tử và sản xuất pin, động cơ trong nước. Trong khi đó, năng lực sản xuất nam châm đất hiếm của Mỹ hiện vẫn chưa tới 1.000 tấn mỗi năm, chủ yếu mới ở giai đoạn thử nghiệm hoặc mở rộng quy mô.

Sức mạnh của các quốc gia châu Á nằm ở sự liên kết chặt chẽ giữa các nhà tinh luyện, cơ sở sản xuất nam châm và những tập đoàn công nghiệp tiêu thụ cuối cùng. Các hãng xe điện hoặc thiết bị điện tử tại Nhật Bản và Hàn Quốc làm việc trực tiếp với nhà cung cấp nam châm nội địa để liên tục thử nghiệm, phản hồi và cải tiến chất lượng vật liệu.

Vòng lặp khép kín này tạo ra lợi thế cạnh tranh lớn về tốc độ đổi mới và tối ưu chi phí. Ngược lại, các công ty Mỹ gặp rào cản lớn về giá thành khi cố gắng sản xuất nam châm nội địa, khiến các nhà sản xuất ô tô trong nước vẫn ngần ngại chuyển đổi nhà cung cấp nếu thiếu các chính sách hỗ trợ dài hạn.

Khoảng cách này cho thấy một thực tế đáng chú ý: Mỹ có thể mở thêm nhiều mỏ đất hiếm, nhưng nếu chưa xây dựng được ngành công nghiệp chế tạo nam châm quy mô lớn thì nước này vẫn phải phụ thuộc vào các đối tác châu Á. Nói cách khác, lợi thế cạnh tranh không còn nằm ở quyền sở hữu mỏ khoáng sản mà ở khả năng biến nguyên liệu thành những sản phẩm công nghệ cao có giá trị gia tăng lớn.

Đó cũng là lí do Nhật Bản và Hàn Quốc trở thành điểm đến tự nhiên của đất hiếm Mỹ. Hai quốc gia này sở hữu sẵn hệ sinh thái công nghiệp hoàn chỉnh, có thể nhanh chóng chuyển oxide đất hiếm thành nam châm, động cơ điện và hàng loạt linh kiện phục vụ các ngành công nghệ cao.

Đối với Washington, đây là bài toán khó hơn rất nhiều so với việc mở rộng khai thác. Xây dựng một mỏ mới có thể mất vài năm, nhưng để hình thành toàn bộ hệ sinh thái sản xuất nam châm, từ vật liệu, thiết bị, bằng sáng chế đến nguồn nhân lực, có thể cần hàng chục năm đầu tư liên tục.

Chính vì vậy, dù hàng tỉ USD đã được rót vào ngành đất hiếm, mục tiêu độc lập chuỗi cung ứng của Mỹ vẫn còn ở phía trước. Cuộc cạnh tranh thực sự không nằm dưới lòng đất mà nằm trong các nhà máy chế tạo vật liệu từ, nơi công nghệ, kinh nghiệm và năng lực sản xuất quy mô lớn vẫn là lợi thế mà châu Á đang nắm giữ. Chừng nào khoảng cách này chưa được thu hẹp, chừng đó nghịch lí "Mỹ đào mỏ, châu Á hưởng giá trị gia tăng" vẫn sẽ tiếp tục tồn tại.

Bài học cho Việt Nam: Đất hiếm chỉ thực sự có giá trị khi đi cùng công nghệ

Nghịch lý mà Mỹ đang đối mặt cũng là lời nhắc đáng suy ngẫm đối với Việt Nam khi chúng ta sở hữu trữ lượng đất hiếm hàng đầu thế giới nhưng cũng không nắm cán chuôi công nghệ. Do đó, Bộ Khoa học và Công nghệ vừa công bố 28 nhiệm vụ khoa học, công nghệ chiến lược vào đầu tháng 7, trong đó nhiều lĩnh vực liên quan đến vật liệu mới, bán dẫn và công nghiệp công nghệ cao, câu chuyện đất hiếm chính là giải quyết bài toán tìm cách "nắm đằng chuôi".

Đối với Việt Nam, nếu chỉ dừng lại ở khai thác rồi xuất khẩu quặng hoặc oxide đất hiếm thì giá trị gia tăng sẽ rất hạn chế, trong khi nguy cơ cạn kiệt tài nguyên và chịu tác động môi trường vẫn hiện hữu. Con đường phát triển bền vững phải là từng bước tham gia sâu hơn vào chuỗi cung ứng toàn cầu, hướng tới sản xuất vật liệu có hàm lượng công nghệ cao thay vì chỉ cung cấp nguyên liệu đầu vào.

Muốn làm được điều đó, Việt Nam cần tận dụng sự dịch chuyển chuỗi cung ứng của các tập đoàn quốc tế để thu hút đầu tư vào các khâu chế biến sâu, đồng thời thúc đẩy hợp tác với những quốc gia đang dẫn đầu về công nghệ nam châm đất hiếm như Nhật Bản, Hàn Quốc và các đối tác phương Tây. Trọng tâm không chỉ là thu hút vốn, mà quan trọng hơn là tiếp nhận công nghệ, đào tạo nguồn nhân lực và hình thành hệ sinh thái nghiên cứu – sản xuất vật liệu từ tính, hợp kim đặc chủng và nam châm vĩnh cửu ngay trong nước.

Nếu coi đất hiếm là nền tảng cho các ngành công nghiệp chiến lược như xe điện, robot, bán dẫn, năng lượng tái tạo hay quốc phòng, thì mục tiêu của Việt Nam không nên dừng ở việc trở thành một "mỏ nguyên liệu" mới của thế giới. Bài học từ Mỹ cho thấy, muốn làm chủ chuỗi cung ứng thì phải làm chủ công nghệ chế tạo. Chỉ khi chuyển dịch từ khai thác tài nguyên sang sáng tạo công nghệ và sản xuất sản phẩm có giá trị gia tăng cao, lợi thế về trữ lượng đất hiếm mới thực sự được chuyển hóa thành năng lực cạnh tranh quốc gia và động lực tăng trưởng dài hạn.

Bùi Tú