電気自動車とスマートフォンが新たなゴールドラッシュを始めた理由

現代の生活がどれほど様々な素材に依存しているか、多くの人は気づいていない。スマートフォン、電気自動車、大画面テレビ、グリーン・エネルギー・システムなどのテクノロジー製品はすべて、さまざまな化学物質や元素に依存している。たとえば携帯電話1台には、周期表にある元素の3分の1以上が含まれている。

ハイテク製品への需要が高まるにつれ、それを製造する材料へのニーズも高まっている。しかし、これらの材料の供給は、政治、経済、地理など多くの要因に左右される。そのため価格が上下し、金属の採掘はリスクの高いビジネスとなる。以下は、近年価格が高騰している素材の例である。

コバルト電池に不可欠

コバルトは、現代のジェットエンジンに使用される超合金や、携帯電話や電気自動車に電力を供給するバッテリーの主要成分である。近年、電気自動車の需要が急増している。世界の電気自動車の登録台数は、2013年の20万台から2016年には75万台に急増した。この急増は、他の産業の成長とともに、コバルト価格を3年間でキログラム当たり15ポンドから70ポンド近くまで押し上げた。

コバルトは、今日ほとんどの電子機器に搭載されている充電可能なリチウムイオン電池に不可欠である。電気自動車（EV）は、小型機器よりもさらに多くのコバルトを必要とする。電気自動車のバッテリー1個には、最大15キログラムのコバルトが含まれている。よりクリーンなエネルギーと輸送を求める動きが強まるにつれ、コバルトは今後も高い需要を維持するだろう。しかし、コバルトのほとんどはコンゴ民主共和国（DRC）から産出される。コンゴ民主共和国は政情が不安定で、採掘条件も厳しい。そのため、コバルトの供給と価格の不確実性が増している。

希土類元素：現代技術のバックボーン

レアアース（希土類元素）は、17種類の金属元素から成るグループである。鉄、チタン、ウランなどの採掘の副産物として産出されることが多い。これらの元素は、電気自動車、風力タービン、スマートフォンなど、多くの現代技術に不可欠である。それぞれの希土類元素は、異なる用途で価値を発揮するユニークな特性を持っている。

例えば、ネオジムは電気モーターや風力タービンの強力な磁石を作るのに欠かせない。電気自動車や風力発電の需要により、酸化ネオジムの価格は上昇している。2017年末には1kgあたり93ポンドのピークに達し、2016年半ばの価格の2倍以上になった。下落後も、その価格は2016年より約40％高いままだ。ジスプロシウムやテルビウムといった他の希土類元素も、高性能磁石やその他の技術に使用されるため需要がある。

中国はレアアースの最大生産国で、世界市場の約80%を供給している。しかし、地政学的緊張や貿易制限は、これらの元素の入手可能性や価格に影響を与える可能性がある。その結果、他の国々は、中国への依存度を下げるため、独自のレアアース供給源を開発しようとしている。

インジウム：あらゆるスクリーンの中の見えない金属

インジウムは地球上で最も希少な金属のひとつだが、私たちが毎日目にする機器に使用されている。すべてのタブレットやタッチスクリーンには、透明導電体であるインジウム・スズ酸化物の非常に薄い層が使用されている。この元素は主に亜鉛採掘の副産物として産出され、わずか1グラムのインジウムを抽出するのに1,000トンの鉱石を採掘する必要がある。

インジウムは電子機器にとって極めて重要である。なぜなら、タッチスクリーンを作るために現在利用できる最高の材料だからである。科学者たちは、将来インジウムに取って代わる可能性のある炭素の一種であるグラフェンなどの代替物質を模索している。インジウム価格は2015年に急落したが、2016年から2017年にかけて50％上昇し、1キログラムあたり約350ポンドに達した。この上昇は、タブレット端末の画面やその他の電子機器での使用によるところが大きい。

タングステン用途の多い重金属

タングステンは最も重い元素のひとつで、密度は鋼鉄の2倍である。かつては白熱電球のフィラメントによく使われていた。LED照明がタングステン電球に取って代わった今でも、タングステンは多くの日用品で重要な役割を果たしている。タングステンは私たちの携帯電話でも重要な役割を果たしており、振動の発生を助けている。タングステンは、コバルトやネオジムとともに、これらの振動を発生させる小さなモーターを回転させるのに役立っている。

タングステンは産業界でも広く使われている。炭素と結合すると、切削工具に使われる非常に硬い材料である炭化タングステンになる。これらの工具は、航空宇宙、防衛、自動車製造に不可欠である。タングステンはまた、石油やガスの採掘、採鉱、トンネル建設における掘削機の耐摩耗部品の製造にも使用される。

新たなゴールドラッシュが重要な理由

これらの材料の「新たなゴールドラッシュ」は、単に価格が上昇するということではなく、将来必要とされる元素の安定供給を確保するということである。世界が電気自動車、再生可能エネルギー、先端エレクトロニクスへとシフトするにつれ、コバルト、レアアース、インジウム、タングステンなどの需要は伸び続けるだろう。同時に、これらの材料の発見と採掘は、より困難で高価なものとなる。

政府と企業は、サプライチェーンを確保する方法を模索している。これには、新たな採掘プロジェクトの開発、古い製品からの材料のリサイクル、代替品を見つけるための研究への投資などが含まれる。例えば、研究者はバッテリーに必要なコバルトの量を減らしたり、タッチスクリーンに使われるインジウムの代替品を見つけようとしている。このような技術革新は、将来の需要と供給のバランスを取るのに役立つだろう。

結論

電気自動車、スマートフォン、その他のハイテク製品に対する需要の高まりは、コバルト、希土類元素、インジウム、タングステンといった重要な材料の新たな「ゴールドラッシュ」を巻き起こしている。これらの素材は、私たちの現代生活を支えるテクノロジーに不可欠なものだ。しかし、その供給はさまざまな要因に左右されるため、入手可能性は不確実であり、価格も予測不可能である。このことは、将来に向けてこれらの資源を確保する上での課題と機会の両方を提示している。

スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）は、この新たなゴールドラッシュの原動力となる多くの要素を含む、高品質の素材を提供することを専門としています。イノベーションと持続可能性の支援に尽力するSAMは、急速に進化する今日の産業のニーズに応える信頼性の高い供給ソリューションを提供しています。SAMのウェブサイトをご覧ください。