Vào tháng 12 năm 1953, khi chương trình truyền hình Dragnet của Mỹ lần đầu tiên phát sóng màu, ít khán giả biết rằng sắc đỏ sống động trên màn hình bắt nguồn từ một góc nhỏ đầy bụi tại biên giới California-Nevada.
Toàn bộ dòng tivi màu ống phóng tia cathode thời kỳ đầu đều phụ thuộc vào europium, một nguyên tố đất hiếm được khai thác và xử lý độc quyền tại Mỏ Mountain Pass, thuộc Quận San Bernardino.
Từ những năm 1950 đến 1980, mỏ này cung cấp gần như toàn bộ lượng europium trên thế giới, đồng thời chiếm hơn 90% sản lượng khoáng sản đất hiếm toàn cầu.
Khi ấy, ứng dụng của các nguyên tố này còn khá giới hạn: europium làm rực rỡ các chương trình truyền hình về cảnh sát Los Angeles, cerium được sử dụng để đánh bóng kính, còn lanthanum đóng vai trò quan trọng trong quá trình cracking dầu, biến dầu thô thành xăng và các loại nhiên liệu nhẹ khác.
Tuy nhiên, bối cảnh ngày nay đã hoàn toàn thay đổi. Các nguyên tố đất hiếm trở thành yếu tố không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, từ vũ khí tối tân, tuabin gió cho đến robot.
Thế nhưng, thay vì Mỹ tiếp tục giữ vị thế dẫn đầu, hiện khoảng 96% khoáng sản đất hiếm toàn cầu đến từ Trung Quốc.
Điều này đã đẩy những vật liệu ít được biết đến trước đây trở thành tâm điểm trong cuộc chiến thương mại ngày càng căng thẳng giữa hai nền kinh tế lớn nhất thế giới.
Để đáp trả việc Tổng thống Donald Trump áp thuế 145% lên hàng hóa Trung Quốc và hạn chế xuất khẩu công nghệ chiến lược của Mỹ như chip bán dẫn, Trung Quốc đã siết chặt xuất khẩu các nguyên tố đất hiếm.
Các nhà sản xuất ô tô tại Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức và Ấn Độ cảnh báo rằng tình trạng thiếu hụt có thể khiến nhiều nhà máy phải tạm ngừng hoạt động. Cuộc tranh chấp này khiến Tổng thống Donald Trump lên tiếng chỉ trích Trung Quốc vì rút khỏi một thỏa thuận thương mại đang được đàm phán giữa hai nước.
Tuần trước, ông công bố một "khung thỏa thuận" đạt được tại London, được cho là sẽ giúp Mỹ tiếp cận dễ dàng hơn với khoáng sản và nam châm đất hiếm từ Trung Quốc.
Đổi lại, Mỹ sẽ giảm thuế suất xuống còn 55% đối với hàng xuất khẩu Trung Quốc và nới lỏng hạn chế đối với sinh viên Trung Quốc tại các trường đại học Mỹ. "Trung Quốc sẽ cung cấp đầy đủ nam châm và bất kỳ nguyên tố đất hiếm cần thiết nào ngay từ đầu," Tổng thống Donald Trump viết trên Truth Social.
Dẫu vậy, các nguồn tin từ Washington cho biết thỏa thuận này sẽ hết hiệu lực sau sáu tháng.
Trong bối cảnh quan hệ Mỹ-Trung tiếp tục xấu đi, việc Mỹ và các đồng minh thoát khỏi sự phụ thuộc vào đất hiếm từ Trung Quốc đã trở thành ưu tiên địa chính trị hàng đầu. Đây là một vấn đề có ảnh hưởng sâu rộng đến kinh tế, nhưng câu trả lời không hề đơn giản.
Ông Mark Smith, Tổng giám đốc công ty đất hiếm NioCorp với gần 40 năm kinh nghiệm trong ngành, nhận định: "Ai cũng muốn nhanh chóng sản xuất các nguyên tố đất hiếm nặng, nhưng đó là một quá trình dài và đầy thách thức. Càng chần chừ, Trung Quốc càng củng cố vị thế vượt trội của mình".
Trung Quốc đã đặt cược vào đất hiếm từ rất lâu. Năm 1992, nhà lãnh đạo cải cách Đặng Tiểu Bình từng tuyên bố: "Trung Đông có dầu, Trung Quốc có đất hiếm".
Trung Quốc không chỉ xác định chiến lược rõ ràng mà còn đầu tư hàng tỷ USD vào các mỏ và cơ sở xử lý để độc quyền thị trường. Nhờ các khoản trợ cấp khổng lồ từ nhà nước cùng việc ít chú trọng đến tiêu chuẩn môi trường và an toàn, Trung Quốc sản xuất đất hiếm với chi phí thấp hơn nhiều so với các đối thủ phương Tây.
Hệ quả là, đến năm 1998, nhà máy tách tại Mountain Pass ngừng sản xuất các hợp chất đất hiếm tinh chế. Bốn năm sau, một vụ tràn chất thải độc hại khiến mỏ này đóng cửa hoàn toàn. Cạnh tranh khốc liệt từ Trung Quốc khiến mỏ không được mở lại.
Trong khi đó, nhu cầu sử dụng đất hiếm ngày càng tăng. Hiện nay, yttrium được dùng trong chiếu sáng và màn hình phẳng, ytterbium hỗ trợ điều trị ung thư và giám sát động đất, còn erbium xuất hiện trong laser và cáp quang.
Đặc biệt, nam châm đất hiếm vĩnh cửu, chiếm 25% tổng lượng tiêu thụ đất hiếm, là thành phần thiết yếu trong các bộ truyền động - thiết bị chuyển đổi tín hiệu điều khiển thành chuyển động cơ học. Chúng có thể là cánh tay robot trên dây chuyền sản xuất, vây của tên lửa đạn đạo, máy bay tàng hình, hay động cơ trong xe điện.
Không chỉ xe điện, các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong truyền thống cũng phụ thuộc lớn vào những vật liệu này.
Năm 2010, Trung Quốc từng khiến ngành công nghiệp ô tô Nhật Bản lao đao khi ngừng xuất khẩu đất hiếm trong bối cảnh tranh chấp lãnh thổ tại Biển Hoa Đông.
Năm sau đó, giá đất hiếm tăng gấp 10 lần, trở thành hồi chuông cảnh báo, dù không được chú ý đầy đủ. Nhật Bản đã đầu tư vào các nguồn cung thay thế, đặc biệt tại Úc, nhưng vẫn lệ thuộc nhiều vào Trung Quốc.
Cùng năm, Hạ viện Mỹ thông qua Đạo luật Hồi sinh Đất hiếm và Vật liệu Quan trọng, trợ cấp để khôi phục ngành công nghiệp đất hiếm trong nước, bao gồm việc mở lại Mountain Pass.
Mỏ Mountain Pass nối lại sản xuất vào năm 2012, nhưng phá sản sau ba năm. Hiện tại, dưới sự quản lý của MP Materials, nó là mỏ đất hiếm duy nhất còn hoạt động tại Mỹ.
Điều quan trọng là không phải mọi nguyên tố đất hiếm đều giống nhau. Chúng là tập hợp 17 nguyên tố với tính chất tương đồng nhưng độc đáo. Với nam châm đất hiếm vĩnh cửu trong các bộ truyền động, neodymium là nguyên tố phổ biến nhất và có thể khai thác từ Mountain Pass.
Tuy nhiên, để hoạt động ở nhiệt độ cao như dưới nắp capo ô tô, neodymium cần kết hợp với dysprosium hoặc terbium – hai nguyên tố đất hiếm khác không có nhiều trong quặng tại đây.
Thực tế, Trung Quốc kiểm soát gần 100% nguồn cung dysprosium và terbium toàn cầu, đồng thời đưa chúng vào danh sách hạn chế xuất khẩu từ ngày 4/4.
Đáng chú ý, Bắc Kinh không siết chặt neodymium, bởi họ biết các nguồn thay thế tồn tại, nhưng chúng hầu như vô dụng nếu thiếu hai nguyên tố chịu nhiệt này.
Vậy các công ty Mỹ có thể tìm dysprosium và terbium ở đâu trong thời gian ngắn? Tại mỏ đất hiếm Lynas ở Mount Weld, Tây Úc, những chiếc máy xúc màu vàng đang đào đất và chuyển lên các xe tải phủ đầy bụi. Sau khi cô đặc tại chỗ, quặng bán tinh chế được vận chuyển bốn giờ đến cơ sở xử lý tại Kalgoorlie gần đó, hoặc lên tàu đến Malaysia.
Tại thị trấn ven biển Kuantan, Lynas vận hành nhà máy xử lý đất hiếm lớn nhất thế giới. Đáng chú ý, vào tháng 5, nhà máy này đã sản xuất lô dysprosium đầu tiên và dự kiến sẽ có terbium trong tháng này.
Bà Amanda Lacaze, Tổng giám đốc Lynas Rare Earths, chia sẻ với TIME: "Đây là thành tựu đáng chú ý đối với Lynas và các nhà sản xuất đang tìm kiếm nguồn cung đất hiếm đáng tin cậy. Chúng tôi cam kết ưu tiên đáp ứng nhu cầu của Cơ sở Công nghiệp Quốc phòng Mỹ".
Đây là bước khởi đầu tích cực, nhưng với nhu cầu đất hiếm toàn cầu ngày càng lớn, cần nhiều nguồn cung hơn nữa. Tuy nhiên, các lựa chọn khác vẫn còn xa vời.
Tháng 3 vừa qua, Tổng thống Donald Trump đã ký thỏa thuận với Ukraine, trao cho Mỹ một nửa tài nguyên dầu, khí đốt và khoáng sản tương lai của quốc gia này, bao gồm đất hiếm.
Thế nhưng, Ukraine có trữ lượng lithium và titan dồi dào, nhưng gần như không có đất hiếm ở quy mô đáng khai thác. Còn Greenland thì sao? Tổng thống Donald Trump nhiều lần đề cập đến việc mua hoặc thậm chí chiếm tỉnh tự trị của Đan Mạch này vì tài nguyên khoáng sản.
Tháng 3, Phó Tổng thống J.D. Vance dẫn đầu phái đoàn Mỹ đến Greenland, nhưng việc khai thác đất hiếm tại đây đối mặt với nhiều khó khăn do thời tiết giá lạnh và lớp silica dày. Hiện tại, Greenland không có mỏ đất hiếm nào hoạt động.
Các lựa chọn khả thi hơn cũng đang xuất hiện. Brazil sở hữu trữ lượng đất hiếm lớn thứ ba thế giới và đang đẩy mạnh khai thác, trong khi Ả Rập Xê Út ký thỏa thuận hợp tác với Mỹ về khoáng sản quan trọng trong chuyến thăm của Tổng thống Donald Trump vào tháng 5. Gần nhà hơn, Lynas nhận 258 triệu USD từ Bộ Quốc phòng Mỹ để xây dựng cơ sở tinh chế đất hiếm nặng tại Seadrift, Texas.
Trong khi đó, NioCorp đã được cấp phép xây dựng cơ sở xử lý tại Mỏ Elk Creek, Nebraska, và đang chờ khoản tài trợ 780 triệu USD cho dự án trị giá 1,2 tỷ USD, dự kiến mất ba năm để đi vào hoạt động.
Dù vậy, thách thức lớn nhất vẫn là giá cả. Trung Quốc đã xây dựng năng lực sản xuất khổng lồ qua nhiều thập kỷ, tạo ra lợi thế vượt trội. Với khả năng điều chỉnh nguồn cung, họ dễ dàng loại bỏ đối thủ bằng cách giảm giá.
Hiện oxit neodymium chỉ dưới 60 USD/kg, bằng nửa giá năm 2023 và còn có thể rẻ hơn.
Ông Mark Smith nhấn mạnh: "Chúng ta cần cạnh tranh bằng cách nâng cao công nghệ và cải tiến quy trình, chứ không chỉ dựa vào thuế quan. Cuối cùng, phải xây dựng một ngành kinh doanh bền vững".
