Nguyên liệu chiến lược

1. Nguyên liệu chiến lược là gì?

Trước đây, nói đến nguyên liệu chiến lược người ta nghĩ ngay đến những kim loại dùng làm vũ khí súng đạn máy bay tên lửa, v.v.

Nhưng từ khoảng 1970 đến nay, nói đến nguyên liệu chiến lược là nói đến nguyên liệu có tính chất sống còn đối với sự cung cấp những nguyên liệu đó có tính chất rất nhạy cảm, dễ bị động. Vì vậy những nguyên liệu nào là chiến lược phụ thuộc vào cách đánh giá của từng nước, từng thời kỳ. Thí dụ hiện nay các nước công nghiệp tiên tiến như Mỹ, Nhật và nhiều nước Tây Âu đều xem đất hiếm là nguyên liệu chiến lược vì nếu thiếu đất hiếm nhiều ngành sản xuất mới nổi lên của các nước đó sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng và tình hình cung cấp đất hiếm trên thế giới có tính chất không ổn định. Lại có những nước đã sản xuất được nhiều đất hiếm hoặc có nhiều quặng mỏ chứa đất hiếm thì xem đất hiếm là nguyên liệu chiến lược cho sự phát triển khoa học công nghệ của nước mình cũng như tạo ra thế mạnh chiến lược trong từng hoạt động đối ngoại.

Nhiều nước đã rất công phu để xác định cho được những nguyên liệu nào là chiến lược. Đây là công việc có tầm quan trọng cho sự phát triển bền vững của từng quốc gia.

Ta xét một vài thí dụ. Tháng 10 năm 2007, Quốc hội Mỹ đề xuất nghiên cứu hai vấn đề: “Quản lý những nguyên liệu cần thiết cho quốc phòng ở thế kỷ XXI” và “Khoáng sản quan trọng cho nền kinh tế Mỹ”. Kết quả của cả hai nội dung nghiên cứu này được Viện Hàn lâm Quốc gia Mỹ tổng kết lại thành một tài liệu qua đó có thể thấy những nguyên liệu nào là chiến lược đối với Mỹ và tại sao. Mục đích của việc nghiên cứu và tổng kết này là để đưa ra một thông báo cho chính phủ Mỹ phải có những giải pháp đảm bảo nhu cầu ngắn hạn cũng như dài hạn về nguyên liệu cho các ngành kinh tế, quân sự của nước Mỹ. Danh sách các nguyên liệu được xem là chiến lược đối với Mỹ là: Đồng (Cu), Gali (Ga), Indi (In), Liti (Li), Mangan (Mn), Niobi (Nb), PGM (nhóm kim loại gồm Platin (Pt) và Paladi (Pd), Đất hiếm (gồm 17 nguyên tố), Tantan (Ta), Titan (Ti), Vanadi (V).

Sau khi công bố danh sách đợi hơn một năm rưỡi chưa thấy chính phủ Mỹ có những biện pháp thích hợp, tháng 6 năm 2009 Viện Hàn lâm Quốc gia Mỹ lại công bố báo cáo “Sắp xếp lại dự trữ nguyên liệu cho quốc phòng” nhằm một lần nữa lưu ý chính phủ đưa ra các giải pháp để nắm chắc các nguyên liệu chiến lược. Đây cũng là lúc Trung Quốc bắt đầu công bố chủ trương hạn chế xuất khẩu đất hiếm và Nhật là nước đầu tiên bị ảnh hưởng mạnh mẽ của chủ trương này. Vì vậy báo chí vào cuộc, lên tiếng rất nhiều và từ nửa cuối năm 2009, Mỹ đã có những giải pháp mạnh dạn nhằm khắc phục tình trạng thiếu những nguyên liệu chiến lược.

Tương tự như ở Mỹ vào giữa tháng 6 năm 2009, Ủy ban châu Âu đệ trình bản báo cáo “Nguyên liệu quan trọng cho EU”. Bản báo cáo đề cập nhiều vấn đề, trong đó có đưa ra danh sách 14 nguyên liệu chiến lược cho EU. Trong 14 nguyên liệu được xem là chiến lược, có 2 nguyên liệu không phải là kim loại, đó là fluorspar và graphit, 12 nguyên liệu còn lại đều là kim loại. Đó là Ăngtimoan (Sb), Beryli (Be), Coban (Co), Gali (Ga), Gecmani (Ge), Indi (In), Manhê (Mg), Niobi (Nb), PGM, Đất hiếm, Tantan (Ta).

Như vậy, danh sách nguyên liệu chiến lược Mỹ và châu Âu đưa ra có khác nhau nhưng không nhiều, những nguyên liệu thí dụ như đất hiếm, gali, indi, PGM, v.v. cả hai danh sách đều có.

Để hiểu được tại sao một nguyên liệu được đưa vào danh sách nguyên liệu chiến lược, ngoài ý nghĩa khoa học kỹ thuật còn phải chú ý đến những khía cạnh kinh tế, chính trị nữa.

Về đất hiếm sau khi nhiều nước gặp khó khăn do Trung Quốc hạn chế xuất khẩu, đã có nhiều tài liệu nói rõ tầm quan trọng chiến lược của đất hiếm. Ở đây ta thử tìm hiểu hai nguyên liệu chiến lược Mỹ và châu Âu đã nêu lên nhưng còn ít người biết đến là liti (lithium) và gali (gallium), một nguyên liệu rất liên quan đến Afganistan và một nguyên liệu có thể liên quan đến Việt Nam .

2. Nguyên liệu chiến lược liti (Li) và Afganistan

Liti, ký hiệu là Li, tên tiếng Anh là lithium, là nguyên tố đứng thứ ba ở bảng tuần hoàn Mendeleev. Nguyên tử Li gồm hạt nhân chỉ có 3 proton và vỏ điện tử chỉ có 3 điện tử. Li rất nhẹ (nhẹ hơn chì 21 lần) và điện tử của nguyên tử Li rất dễ tách ra để tham gia chuyển động tập thể tạo ra dòng điện còn nguyên tử Li mất một điện tử trở thành ion Li thường hay viết tắt là Li-ion. Li có nhiều công dụng để làm dược phẩm, để sử dụng trong công nghệ hạt nhân nhưng đặt biệt nổi lên trong thời gian gần đây là Li được sử dụng để chế tạo ăcquy loại mới, chất lượng cao.

Ta biết rằng từ hàng trăm năm nay ăcquy chì đã được dùng để chứa điện, đặc biệt là dễ chế tạo các bình ăcquy to giá rẻ, là nguồn điện một chiều lưu động. Nhưng nhược điểm lớn của ăcquy chì là nặng, chứa axit và chì là hai chất rất độc hại khi thải ra môi trường. Ăcquy chì chứa điện không nhiều (xét theo tiêu chuẩn kWh/kg) và chóng hỏng (nạp đi nạp lại độ vài trăm lần là hỏng). Với nhiều yêu cầu cho kỹ thuật mới hiện nay, đặc biệt là yêu cầu làm pin nạp cho máy móc nhỏ và ăcquy cho xe ô tô điện cần tìm chất khác thay cho chì. Ăcquy tốt nhất hiện nay là ăcquy chất liệu chủ chốt là liti gọi là ăcquy Li-ion. Người ta đặt tên như vậy là vì bên trong bình ăcquy có các phản ứng làm cho nguyên tử Li giải phóng điện tử tạo thành dòng điện ở bên ngoài còn bên trong là hoạt động của các ion liti viết tắt là Li-ion.

Ở ô tô điện chẳng hạn, cần những ăcquy điện thế từ hàng chục đến hàng trăm vôn, nếu dùng ăcquy phải ghép nhiều bình nặng đến 5 tạ và chỉ chạy được cỡ 50km, dùng độ 3 năm hay 4 năm thì hỏng. Còn nếu dùng ăcquy Li-ion trọng lượng dưới 50kg, chạy được cỡ 150km và 10 năm mới hỏng.

Với xu hướng lớn trên thế giới là dùng ô tô điện thay cho ô tô xăng để khỏi lệ thuộc vấn đề xăng dầu, đỡ làm ô nhiễm môi trường (thải CO2) nhu cầu về nguyên liệu Li để làm ăcquy tăng lên rất mạnh. Nhu cầu về Li năm 2000 là 11.000 tấn, dự kiến sẽ tăng lên đến 55.000 tấn vào năm 2030. Vì vậy những nơi nào trên thế giới có khả năng khai thác liti. Các hãng chế tạo xe ô tô lớn đều nhắm tới.

Hãng Toyota đã đầu tư để khai thác Li ở Achentina. Nhóm sản xuất xe ô tô xanh (thân thiện với môi trường) gồm Blue Car của Pháp, General Motors của Mỹ, Mishubisi của Nhật và LG của Hàn Quốc đã tổ chức khai thác Li ở Bolivia. Nhưng vùng đất Nam Mỹ này về mặt chính trị không phải dễ dàng khống chế. Ta hãy xem các nước công nghiệp tiên tiến, đặc biệt là Mỹ nhắm đến tài nguyên chiến lược ở những nước khác nhau như thế nào.

Trong bài báo đăng ở Science et Avenir số tháng 8/2010, nhan đề “Cái gì ẩn trong lòng đất Afganistan” có đoạn tóm tắt lại như sau:

“Lầu năm góc vừa công bố là phát hiện được rất nhiều quặng mỏ ở Afganistan. Tin này không có gì mới vì Liên Xô trước đây cũng như nhiều tổ chức nghiên cứu về quặng mỏ cũng đã nói: dưới những dãy của Himalayacó rất nhiều quặng mỏ. Và gần đây người ta đã cho biết cụ thể Liti ở Afganistan ở dạng silicat của nhom và liti tiến hành chế biến là thu được liti để sản xuất ăcquy. Không lâu nữa nguồn tài nguyên rộng rãi này ở đây sẽ được sử dụng rộng rãi.

Nhưng tại sao đến nay Lầu năm góc lại đột ngột công bố là Afganistan có nhiều quặng mỏ?

Cần đọc lại hồi ký “Cuộc chiến tranh thực sự” của Richard Nixon (tổng thống Mỹ thời kỳ 1968-1972) nói về chiến tranh ở Việt Nam . Ở hồi ký, Nixon viết rằng cần phải theo đuổi cuộc chiến tranh ở Việt Nam để có được crôm và vônfram, đó là những nguyên liệu không thể thay thế được trong khí tài quân sự.

Thế mà hiện nay trong lúc cuộc can thiệp của Mỹ ở Afganistan ngày càng không được nhân dân Mỹ ủng hộ thì một thế lực kinh tế khác là Trung Hoa có vẻ như đã sẵn sàng vào cuộc. Có nên để người khổng lồ phương Đông này một mình khai thác sự giàu có của Afganistan hay không? Trung Quốc có một đoạn ngắn cùng biên giới với Afganistan và hiện đang khai thác quặng đồng ở Aynack cách Kabul chỉ 40km. Ngày nay đó là nước duy nhất có khả năng đầu tư lâu dài vào những vùng đang còn nhiều mạo hiểm”.

Vậy là đằng sau cuộc chiến tranh lớn và kéo dài ở Afganistan có vấn đề nguyên liệu chiến lược. Thậm chí trong bài Afghanistan – The war for lithium (Afganistan – Cuộc chiến tranh vì liti – www.ihtp.org) ngày 14 tháng 6 năm 2010 đã có đoạn đại ý: Năm 2003 trong phong trào chống chiến tranh của Mỹ ở Irăc đã có khẩu hiệu “Không đổi máu lấy xăng dầu”. Tương tự phải chăng hiện nay đối với Afganistan có khẩu hiệu “Không đổi máu lấy liti” (No blood for lithium).

Một nguyên liệu chiến lược ít được biết đến như liti có tầm ảnh hưởng lớn như thế đó.

3. Gali trong bauxit ở Việt Nam

Tháng 6 năm 2010, Ủy ban châu Âu có một bản báo cáo nhan đề “Nguy hiểm về vật liệu – Tiếp cận với những khoáng sản kỹ thuật” (Mail Online David Garner 15 tháng 6 năm 2010). Báo cáo đưa ra 14 nguyên liệu chiến lược như đã nói ở phần trên, ngoài ra còn đưa thêm nhiều thông tinc ần thiết liên quan đến 14 nguyên liệu chiến lược đó. Đặc biệt có một bản đồ chỉ ra những nguyên liệu chiến lược đó có ở những nước nào trên thế giới. Nhìn bản đồ ta thấy nổi bật là Việt Nam có nhiều gali (Ga) với chú thích “Công khai chưa biết được nơi nào có gali nên lấy nơi có nhiều bauxit là nơi có nhiều gali”.

Vậy có đúng là Việt Namcó nhiều Ga dó có nhiều bauxit hay không, nói cách khác có đúng là trong bauxit ở Việt Nam có nhiều gali hay không? Nếu đúng thì phải chủ trương khai thác bauxit ở Việt Nam như thế nào? Chỉ để lấy nhom không thôi hay luôn thể lấy cả gali cùng những nguyên tố chiến lược khác là những sản phẩm phụ trong quá trình lấy nhom?

Có thể những nước ngoài đang nhắm vào bauxit của Việt Nam đã tìm hiểu kỹ cách khai thác nào có lợi nhất còn nước ta chưa chú ý đúng mức, chưa thấy hết sự phong phú của bauxit. Nhưng trước hết phải xem tại sao gali được cả Mỹ và châu Âu xếp vào danh sách các nguyên liệu chiến lược.

Gali (ký hiệu là Ga, tiếng Anh là gallium) là nguyên tố hóa học xếp vào ô thứ 31 ở bảng tuần hoàn Mendeleev. Ở nhiệt độ mát mẻ bình thường (cỡ dưới 30oC) gali ở thể rắn màu sáng gần như bạc nhưng khi để vào lòng bàn tay (cỡ 37oC) gali nóng chảy chuyển sang thể lỏng. Trước đây gali thường được dùng để làm nhiệt biểu đo nhiệt độ cao tương tự như dùng thủy ngân làm nhiệt biểu đo nhiệt độ thông thường. Các ứng dụng khác của Ga có nhiều nhưng không có gì đặc biệt.

Tuy nhiên, sau một thời gian công nghệ vi điện tử phát triển sử dụng bán dẫn chính là Si, ở nhiều lĩnh vực mới phải sử dụng AsGa (arsenic gali) GaN (nitric gali) mới đáp ứng được yêu cầu. Đó là lĩnh vực làm chip với các linh kiện làm việc ở tần số cao, làm điôt phát sáng LED, làm laser rắn, làm điện thoại di động (tổ hợp nhiều linh kiện trên cơ sở AsGa và GaN) làm pin mặt trời thế hệ mới CIGS.

Tính ra sản lượng Ga dùng hàng năm vào cỡ 100 tấn, 95% của sản lượng đó dùng cho công nghệ bán dẫn.

Ga không tồn tại trong tự nhiên một cách độc lập. Có một số quặng chứa Ga như galit (CuGaS2) nhưng hiếm gặp các quặng này nên không thể từ đó khai thác được Ga đáng kể.

Ga có trong bauxit với tỉ lệ thấp nhưng bauxit lại có nhiều trong tự nhiên nên thực tế người ta khai thác nhom từ bauxit và Ga là sản phẩm phụ trong quá trình khai thác nhom đó. Ga cũng có thể là sản phẩm phụ trong quá trình khai thác kẽm từ quặng sphalerit nhưng ít hơn nhiều so với quặng bauxit.

Việc sản xuất Ga trên thế giới chưa có thống kê đầy đủ được vì nhiều nước giữ bí mật. Số liệu ước lượng không chính xác lắm là sản lượng Ga thô năm 2006 là: Australia 50 tấn, Trung Quốc 40 tấn, Đức 35 tấn, Cadăctan 20 tấn, Pháp 20 tấn, Nhật 20 tấn, Nga 19 tấn, những nước còn lại chỉ sản xuất độ vài tấn hoặc không sản xuất.

Qua hai thí dụ về Li và Ga ta thấy các nước có nền công nghiệp tiên tiến rất chú trọng đến nguyên liệu chiến lược ở các nước khác, nhất là những nước còn đang nghèo, khoa học kỹ thuật lạc hậu. Có khi có những nguyên liệu mà do có công nghệ cao, nhiều nước ngoài xem đó là chiến lược tìm cách khai thác đưa về nước mình, còn bản thân những nước có các nguyên liệu chiến lược đó lại không chú ý đến.

Vì vậy đối với nước ta rất cần tham khảo danh sách các nguyên liệu chiến lược để tổ chức nghiên cứu nhằm xác định khả năng khai thác những nguyên liệu đó ở trong nước và có những chính sách thích hợp với thế mạnh về khoáng sản của nước mình.