UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE ACADEMIEJAAR 2011 – 2012
Zeldzame aarde(n)? Een economische analyse van zeldzame aardmetalen en toetsing van hun prijzen (1959 – 2011) aan de basistheorie van Hotelling
Masterproef voorgedragen tot het bekomen van de graad van Master of Science in de Algemene Economie
Zander Vliegen onder leiding van Prof. dr. R. Bracke
ii
UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE ACADEMIEJAAR 2011 – 2012
Zeldzame aarde(n)? Een economische analyse van zeldzame aardmetalen en toetsing van hun prijzen (1959 – 2011) aan de basistheorie van Hotelling
Masterproef voorgedragen tot het bekomen van de graad van Master of Science in de Algemene Economie
Zander Vliegen onder leiding van Prof. dr. R. Bracke
iii
PERMISSION Ondergetekende verklaart dat de inhoud van deze masterproef mag geraadpleegd en/ of gereproduceerd worden, mits bronvermelding. Zander Vliegen
iv
“Contemplation of the world’s disappearing supplies of minerals, forests, and other exhaustible assets had led to demands for regulation of their exploitation. The feeling that these products are now too cheap for the good of future generations, that they are being selfishly exploited at too rapid a rate, and that in consequence of their excessive cheapness they are being produced and consumed wastefully has given rise to the conservation movement.“
- Harold Hotelling (1931, p.137)
v
Voorwoord. Een masterproef schrijven, ’t is hard labeur. Hoewel je de mogelijkheid hebt je te verdiepen in een onderwerp naar keuze, kom je alsnog jezelf een aantal keer tegen. Je leert jezelf kennen, dwarrelt naar het einde toe gans de tijd tussen euforie en neerslachtigheid. Hoewel je inderdaad zelf het meeste werk opknapt, kon deze masterproef onmogelijk tot stand komen zonder de hulp van anderen. In de eerste plaats wil ik mijn promotor, prof. dr. Roeland Bracke, bedanken. Nergens staat geschreven dat dit verplicht is, maar toch wil ik dat oprecht doen. Voor het ingaan op mijn verzoek, het geduld, de input, de flexibiliteit, zijn steeds positieve feedback, en voor zijn aangename, ondersteunende en rustgevende zelf. Wat vast staat is dat je tijdens het schrijven van een masterproef terugdenkt aan vele cursussen en colleges, en dat je de puzzelstukken aan elkaar plakt die je bijeensprokkelde. Dit werk vormt dan ook een persoonlijk sluitstuk. Niet alleen van deze tweede Master in de Algemene Economie, maar tevens van zes jaar aan 'onze' Universiteit Gent. Zes jaar studie, zes jaar vrienden, zes jaar vloeken, en daar levenslang van genieten. Verdienen ook nog tonnen respect en dank: mijn ouders, lieve Greet, vrienden, familie en iedereen die ik onderweg tegenkwam en zo lief was om minstens een keer vriendelijk te knikken. Het was prachtig. Tot slot: deze masterproef was tevens nooit tijdig tot stand gekomen zonder de onvoorwaardelijke steun van Google Scholar, de iMac, het koffiezetapparaat en de 'Nighthawks' Spotify-afspeellijst van Toon. Bedankt. Ook u, bedankt, voor het lezen. Zander.
vi
Inhoudstafel. Voorwoord.
vi
Inhoudstafel.
vii
Gebruikte afkortingen.
ix
Lijst met figuren.
x
Lijst met tabellen.
xi
0. Inleiding.
1
1.Zeldzame aardmetalen: een economische analyse.
5
a. Terminologie.
5
b. Opdeling.
8
c. Productie.
9
i. Algemeen. ii. Externe effecten van de productie.
9 10
d. Enkele toepassingen.
11
e. De casus China.
14
i. Zeldzame zeldzame aardmetalen?
14
ii. Productie.
15
iii. Wereldhandel.
15
iv. Chinees overheidsbeleid.
17
f. Markten en prijzen.
18
i. Metalen en metaaloxides.
18
ii. Prijzen.
19
iii. Historische prijsevolutie.
20
g. Duurzaamheidseffecten.
23
i. Substitutie.
23
ii. Recyclage.
24
iii. ‘Urban Mining’.
26
vii
2. Niet-hernieuwbare grondstoffen: een economische bespreking.
27
a. Grondstoffen en reserves: een milieu-economische benadering.
27
b. De theorie van Harold Hotelling.
30
i. Inleiding.
30
ii. Hotelling’s model en de ‘r-procent-regel’.
31
3. Hotelling’s model empirisch onderzocht.
34
a. Literatuuroverzicht.
34
b. Zeldzame aardmetalen en de ‘r-procent-regel’.
36
i. Doelstelling van het onderzoek.
36
ii. Begrippen en variabele gegevens.
37
iii. Meetniveau en verzameling van gegevens.
40
iv. Methode.
42
v. Beperkingen van het onderzoek.
43
c. Bespreking van de bevindingen.
45
d. Aanbevelingen en suggesties voor verder onderzoek.
60
4. Besluit.
62
5. Geraadpleegde werken.
66
6. Appendix.
73
Bijlage 1. Index, inflatie, nominale en reële rente (1959 - 2011). Bijlage 2. Prijzen van de vijf elementen (1959 - 2011).
viii
Gebruikte afkortingen. BBP
Bruto Binnenlands Product
BEA
United States Bureau of Economic Analysis
BGS
British Geological Survey
BRIC
Brazilië, Rusland, India en China
BTW
Belasting (over de) Toegevoegde Waarde
CPI-U
All Items Consumer Price Index for All Urban Consumers
ECE
Energy Critical Elements
EU
Europese Unie
FED
Federal Reserve System
FOB
Free On Board
GDP
Gross Domestic Product
HREE
Heavy Rare Earth Element
ICC
International Chamber of Commerce
IPCC
Intergovernmental Panel on Climat Change
LME
London Metal Exchange
LREE
Light Rare Earth Element
MREE
Middle Rare Earth Element
MRS
Materials Research Society
NYSE
New York Stock Exchange
OECD
Organisation for Economic Co-operation and Development
OPEC
Organization of the Petroleum Exporting Countries
ppm
parts per million
REE
Rare Earth Element
REM
Rare Earth Metal
REO
Rare Earth Oxide
SHME
Shangai Metal Exchange
T-Bills
Treasury Bills
TOCOM
Tokyo Commodity Exchange
UNEP
United Nations Environment Programme
USGS
United States Geological Survey
ix
Lijst met figuren.
Figuur 1. Productie en gekende reserves (2010). Figuur 2. Evolutie van de wereldproductie van zeldzame aardmetalen (REE) Figuur 3. Reserves. Figuur 4. Terbium (nominaal). Figuur 5. Terbium (reëel). Figuur 6. Terbium (nominaal en reëel). Figuur 7. Cerium (nominaal en reëel). Figuur 8. Dysprosium (nominaal en reëel). Figuur 9. Europium (nominaal en reëel). Figuur 10. Neodymium (nominaal en reëel). Figuur 11. Cerium (nominaal). Figuur 12. Cerium (reëel). Figuur 13. Cerium (nominaal en reëel). Figuur 14. Cerium (focus op nominaal en reëel). Figuur 15. De vijf elementen (reëel). Figuur 16. Cerium en dysprosium (incl. trendlijnen). Figuur 17. Dysprosium (nominale en reële prijs). Figuur 18. Prijzen metaal en oxide.
x
Lijst met tabellen.
Tabel 1.Opdeling van de elementen. Tabel 2. Exporttarieven voor zeldzame aardmetalen in China. Tabel 3. Prijsverschillen tussen elementen.
xi
0. Inleiding. Een groeiende wereldbevolking, immer toenemende welvaart en een mondiaal veranderende levensstandaard, veroorzaken een stijging van de mondiale consumptie, waardoor er een steeds grotere vraag naar grondstoffen is. De verachtvoudiging van het materiaalverbruik de laatste 100 jaar ligt niet zozeer aan de toename per capita (die verdubbelde), maar wel aan de verviervoudiging van de wereldbevolking (UNEP, 2010). Het materiaalverbruik verschilt ook aanzienlijk per land: India en China deden het in 2005 bijvoorbeeld nog met vijf ton per capita, tegen dertien ton in Japan en Europa, 23 ton in de VS en tegen de 40 ton in Australië (De Walsche & Vandaele, 2011). De som van alle BBP’s in de wereld steeg de voorbije eeuw met een factor 23, beduidend harder dan de verachtvoudiging van het materiaalverbruik. Er deed zich dus een dematerialisatie voor, voornamelijk in de industriële economieën (Raw Materials Initiative, 2008). Cijfers tonen echter aan dat het materiaalverbruik sinds 2000 opnieuw enorm stijgt, voornamelijk omdat nu ook in de BRIC-landen (Brazilië, Rusland, Indië, China) een ‘Westers’ consumptiepatroon op gang getrokken wordt. Volgens dit patroon zouden we met negen miljard mensen tegen 2050 jaarlijks 140 miljard ton grondstoffen nodig hebben, vergeleken met de 59 miljard ton in 2005 (UNEP, 2010). Schaarste van verschillende grondstoffen dwingt bedrijven, instellingen en overheden tot het maken van juiste keuzes en, waar en wanneer nodig, het (her)bekijken van het beleid. Het inschatten van de schaarsheid van hernieuwbare en niet-hernieuwbare grondstoffen, waaronder energie, water, land en mineralen, wordt gegeven het voorgaande steeds belangrijker. Het Grondstoffeninitiatief van de Europese Commissie, waarbij men veertien kritieke grondstoffen analyseert, is hier een voorbeeld van (Grondstoffeninitiatief, 2008). Vaak zijn deze verschillende niethernieuwbare grondstoffen met elkaar verbonden in verschillende processen als ontginning en verwerking. Dit betekent dat zowel oorzaken van als oplossingen voor schaarste van deze grondstoffen vaak complex zijn. Een andere uitdaging voor ons allen, en toekomstige generaties, is om het probleem van de klimaatopwarming op te lossen, welke veelal de vertaling is van ons huidig economisch/industrieel model gekoppeld aan een immer stijgende welvaart en wereldbevolking. De doelstelling van het ‘Intergovernmental Panel on Climat Change’ (IPCC) is om de uitstoot van broeikasgasemissies tegen 2050 met 80 tot 1
95 % te verminderen ten opzichte van het niveau van 1990 (IPCC Special Report, 2010). De huidige strategie bestaat er onder andere uit om in te zetten op energieefficiëntie, het produceren van hernieuwbare energie en, kort samengevat, een omschakeling naar meer duurzame (veelal hoogtechnologische) producten. Opbrengsten van deze investeringen bevinden zich voornamelijk op het publieke domein, wat een bijkomende uitdaging – en overigens politieke beslissing – wordt om inspanningen passend te alloceren. Er is dus niet alleen de schaarste van grondstoffen waarmee men rekening moet houden, ook dient men in het kader van de klimaatopwarming in te zetten op energieefficiëntie en het produceren van hernieuwbare energie. De producten en toepassingen die dit moeten bewerkstelligen, maken nu, en zeker ook in de toekomst, volop gebruik van een aantal specifieke niet-hernieuwbare grondstoffen. De klimaatverandering is dus een bijkomende factor die druk zet op allerlei vormen van materiaalconsumptie. Een aantal van die specifieke niet-hernieuwbare grondstoffen zijn de zeldzame aardmetalen, ook wel zeldzame aarden genoemd. Deze niet-hernieuwbare grondstoffen worden nu massaal gebruikt in bijvoorbeeld windmolens, batterijen van hybride wagens en computers. En het zijn net de prijzen van deze zeldzame aardmetalen die de laatste jaren meer dan eender welke andere niet-hernieuwbare grondstof zijn gestegen (Ernst & Young, 2011). Anderzijds zouden deze marktvooruitzichten op langere termijn tot omstandigheden kunnen leiden die gunstig zijn voor nieuwe mijnbouw- en recyclingprojecten in de wereld. Beleidsmakers zouden bijvoorbeeld een reeks barrières voor de verdere ontwikkeling van de recyclingmarkten kunnen wegwerken waardoor grote economische mogelijkheden worden geopend (OECD, 2006). Wanneer we te maken hebben met schaarste van een niet-hernieuwbare grondstof impliceert dit niet per se een einde aan de voorraad van deze grondstoffen. Het is dus helemaal niet zeker dat er een historisch productiemaximum aankomt, omdat stijgende prijzen voorheen onrendabele voorraden rendabel maken. De economische logica hierachter wordt verder uiteengezet. Het is echter niet omdat het mondiale aanbod aan de vraag kan voldoen, dat de voorraden de komende decennia gelijk verdeeld zullen zijn over de wereld. Vaak neigen de voorraden voor te komen in 2
een beperkt aantal landen, en bijna altijd heeft dit implicaties op de markt. Zeldzame aardmetalen zijn hier een overduidelijk voorbeeld van. De laatste tien jaar komen zeldzame aardmetalen voor minstens 95% uit China (Tse, 2011). Bijgevolg worden economische regio’s als de Europese Unie, Japan en de Verenigde Staten bijna volledig afhankelijk van import uit China. Hierdoor ontstaat er nog meer bezorgdheid omtrent onder andere de prijzen, aanbodszekerheid en geopolitieke verschuivingen aangezien deze niet-hernieuwbare zeldzame aardmetalen een cruciale rol spelen in sectoren die de komende decennia het uitzicht van de wereld mee zullen bepalen. En net dat maakt het allemaal zo interessant. Mondiale uitdagingen als klimaatopwarming, een duurzaam economisch model en economische en geopolitieke stabiliteit vormen met o.a. continentale, nationale en regionale beleidsbeslissingen, wereldhandel en technologische vooruitgang samen een netwerk waarin de zeventien zeldzame aardmetalen een belangrijk bindmiddel van zijn. Als dat je interesseert is het leuk een masterproef te maken over zeldzame aardmetalen en de meest fundamentele economische basistheorie van niet-hernieuwbare grondstoffen, namelijk de theorie van Hotelling en zijn ‘r-procent-regel’ (Hotelling, 1931). Een eerste analyse van de lectuur leerde dat er zowel in populaire als wetenschappelijke artikelen veel terminologische en evengoed inhoudelijke onduidelijkheid was over deze zeldzame aardmetalen. Het grotere verhaal met de economische fundering ontbreekt vaak, en de problematiek is m.i. niet bekend genoeg ondanks de grote impact en toch wel zeer opmerkelijke periode (met bijvoorbeeld zeer sterke prijsstijgingen) waarin we ons nu bevinden. Dat daarbij historische prijsgegevens van zeldzame aardmetalen nog niet empirisch getoetst werden aan Hotelling’s ‘r-procent-regel’, verantwoordt de opzet van deze masterproef. In het eerste hoofdstuk analyseren we op verschillende gebieden wat zeldzame aardmetalen precies zijn, en welke economische aspecten er hierbij komen kijken. We gaan dieper in op verschillen in terminologie, we beschrijven hoe de productie verloopt, waarvoor zeldzame aardmetalen gebruikt worden en of dit een invloed heeft op de vraag. Er wordt uitvoerig beschreven wat de rol van China is, en hoe deze specifieke situatie een grote invloed heeft op de wereldmarkt. Voorts wordt beschreven hoe de markt van zeldzame aardmetalen er uit ziet, en hoe prijsvorming gebeurt. Het
3
hoofdstuk sluit af met een bespreking van mogelijke duurzaamheidseffecten als substitutie en recyclage. Het tweede, meer theoretische, hoofdstuk behandelt onder andere de economische mechanismen waaraan grondstoffen en reserves onderhevig zijn, en behandelt de theorie van Harold Hotelling (1931), de fundamentele economische theorie bij niet-hernieuwbare grondstoffen. Dit hoofdstuk wordt afgesloten met een intuïtieve afleiding van de ‘r-procent-regel’ die gebruikt wordt in het onderzoek in het volgende hoofdstuk. Het derde hoofdstuk omvat het eigenlijke empirische onderzoek. Na een grondig literatuuroverzicht, waaruit belangrijke inzichten resulteren, wordt er over gegaan tot het bepalen van de doelstelling van het onderzoek, namelijk het definiëren van variabelen en hoe deze verzameld worden. Er wordt ingegaan op de twee gebruikte methodes en zeer expliciet op de beperkingen van het onderzoek. Na het bespreken van de bevindingen zullen mogelijke verklaringen worden aangereikt, en worden aanbevelingen en suggesties voor verder onderzoek geformuleerd.
4
1. Zeldzame aardmetalen: een economische analyse. Hoewel de laatste jaren zeldzame aardmetalen meer en meer in populaire (wetenschappelijke) artikelen verschenen, bestaat er bij zowel het brede publiek, bedrijfsleiders en beleidsmakers heel wat verwarring en vooral onduidelijkheid omtrent de term, en wat hier nu precies onder vervat zit. Soms worden ze bijvoorbeeld op dezelfde hoop gegooid met ‘kritieke grondstoffen’, of weet men niet over welke zeventien specifieke elementen het gaat als het over zeldzame aardmetalen gaat. Eerst worden de verschillende termen geduid. Vervolgens wordt het verschil uiteengezet met andere benamingen en waarom dit zo belangrijk is. Aansluitend komen de verschillende categorieën van zeldzame aardmetalen aan bod, en de relevantie van deze opdeling. Er wordt uiteengezet waar deze grondstoffen te vinden zijn en wie ze produceert. Nadien wordt op economische wijze bekeken hoe de zeldzame aardmetalen onder andere ontgonnen en verwerkt worden, en wordt een aanzet gegeven met welke externe effecten men hierbij te maken krijgt. Er wordt dieper ingegaan op huidige en toekomstige toepassingen en er wordt een overzicht gegeven van de wereldhandel in zeldzame aardmetalen. Daarbij wordt het economisch verschil tussen de metalen zelf en hun oxides besproken. Met al deze informatie in het achterhoofd wordt uiteengezet hoe de marktprijzen van zeldzame aarden zich vormen, welke mechanismen een rol spelen en welke voorspellingen we voor de komende jaren al dan niet kunnen maken. Tenslotte wordt onderzocht of en wanneer substitutie en/of recyclage van zeldzame aardmetalen economisch interessant worden.
a. Terminologie. Het gebruik van de term ‘zeldzame aardmetalen’ is niet eenduidig. Dit zorgt vaak voor verwarring. Zowel wetenschappelijke artikels als populaire pers gebruiken vaak andere benamingen, en dit ook nog in verschillende talen. Hierdoor is het vaak moeilijk om teksten en stellingen over zeldzame aardmetalen naast elkaar te leggen en te vergelijken. Dat bijvoorbeeld beleidrapporten van agentschappen en overheden ook nieuwe termen (die soms deels overlappen) gebruiken, maakt het geheel nog onoverzichtelijker.
5
Zeldzame aardmetalen zijn grondstoffen. In tegenstelling tot olie en gas die onder de categorie van de energetische grondstoffen vallen, zijn zeldzame aardmetalen mineralen, en dat zijn non-energetische grondstoffen. Een belangrijke deelcategorie van de mineralen zijn de elementen, waaronder zeldzame aardmetalen die onder de groep van de metalen vallen1. De zeldzame aardmetalen zijn een groep van zeventien chemisch op elkaar gelijkende metalen, namelijk de vijftien lanthaniden, scandium en yttrium. De lanthaniden komen allen voor in de natuur, hoewel het zeldzaamste (en tevens radioactieve) element promethium enkel zeer uitzonderlijk voorkomt omdat het geen stabiele isotopen heeft (Castor and Hedrick, 2004). Scandium en yttrium worden bij de zeldzame aardmetalen gerekend omdat ze gelijkaardige chemische en fysieke kenmerken vertonen. Het gebruik van het woord ‘zeldzaam’ is ietwat verraderlijk, aangezien deze zeldzame aardmetalen algemeen genomen relatief veel voorkomen (9,2 ppm) in de gehele aardkorst (Tse, 2011). Verder wordt hier nog op in gegaan. Vooreerst is er de benaming ‘groene elementen’. Aangezien zeldzame aardmetalen – ook wel zeldzame aarden genoemd – veelal hun toepassingen vinden in de sector van hernieuwbare energie en duurzame/groene producten, worden ze ook soms ‘groene elementen’ genoemd. In het Engels hebben we dan te maken met ‘Rare Earth Elements’ (REE’s), ‘Rare Earth Metals’ (REM’s) of ‘green elements’, welke allen synoniemen zijn. Ook een aantal andere termen die soms wel verband houden met, maar niet hetzelfde zijn als de zeldzame aardmetalen, zorgen vaak voor verwarring. Soms gebruikt men ‘kritieke elementen’ terecht als synoniem, maar sinds de Europese Commissie het ‘Raw Materials Initiative’ of ‘Grondstoffeninitiatief’ uitbracht in 2008, is de verwarring nog groter geworden. De Commissie spreekt daarin over veertien kritieke grondstoffen die werden opgelijst omdat ze strategisch belangrijk zijn voor de Europese Unie. Daarin staat: “De toenemende energiekosten en de sterke afhankelijkheid van de EU van ingevoerde energie staan al vooraan op de politieke agenda, maar tot nog toe
1Dit
is volgens de classificatie van Strunz (Europa); een andere classificatie is bvb. die van Dana (VS). 6
hebben vergelijkbare problemen in verband met bepaalde niet-energetische grondstoffen niet de nodige aandacht gekregen” (Grondstoffeninitiatief, 2008, p.2). De veertien kritieke grondstoffen van de Europese Commissie omvatten de platinametalen (ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platina), gallium, indium, germanium, kobalt, tantaal, vloeispaat, niobium, antimoon, beryllium, magnesium, wolfraam, grafiet en alle zeventien zeldzame aardmetalen. De zeventien zeldzame aardmetalen maken dus deel uit van deze groep van veertien kritieke grondstoffen, dat dus eigenlijk 30 kritieke stoffen zijn. Daarnaast spreekt de Commissie ook nog over ‘hoogtechnologische metalen’ welke de elementen kobalt, platina, de zeventien zeldzame aardmetalen, titaan, tungsten en indium omvatten (Grondstoffeninitiatief, 2008, p. 2; Raw Materials Initiative, 2008, p. 8) Tenslotte gaan we dieper in op de mogelijke verwarring met de term ‘Energy Critical Elements’ (ECE’s). Deze wordt onder andere gebruikt door een aantal onderzoeksbureaus, zoals de ‘Materials Research Society’ (MRS), die al dan niet in opdracht bestuderen welke invloed het aanbod van een aantal elementen kan hebben op de omschakeling naar andere technologieën in de energiesector (Energy Critical Elements, 2011). De ECE’s omvatten ten eerste de zeldzame aardmetalen, maar holmium, erbium, promethium en hulium horen hier niet bij. Dit wegens respectievelijk onstabiel en geen energetisch nut. De term ECE’s omvat echter ook nog andere elementen, zoals gallium, germanium, selenium, indium en tellurium, wegens het gebruik van fotovoltaïsche cellen. Tenslotte vervolledigen kobalt, helium, lithium, rhenium en zilver de lijst ECE’s. De term ‘ECE’s groepeert dus een aantal elementen die een oplossingen kunnen bieden aan dezelfde uitdaging, namelijk een vlotte en snelle omschakeling naar gewenste (duurzame) technologieën. Voor alle duidelijkheid: hoewel de verschillende termen en opdelingen op zich nuttig kunnen zijn in specifieke omstandigheden en in andere beleidsdomeinen, beperkt deze masterproef zich tot de zeventien zeldzame aardmetalen.
7
b. Opdeling. Op basis van chemische verschillen (die tevens een economische rol spelen), deelt men de zeldzame aardmetalen meestal op in twee groepen volgens hun atomisch gewicht. Ten eerste zijn er de lichte of cerische zeldzame aardmetalen (LREE), namelijk van lanthanum tot europium. De tweede groep zijn de zware (‘heavy’) of yttrische zeldzame aardmetalen (HREE), namelijk van gadolinium langs lutetium en yttrium. Soms wordt de term middelzware zeldzame aardmetalen (MREE) ook gebruikt. Deze duidtop de elementen tussen europium en dysprosium (British Geological Survey, 2011). Tabel 1. Opdeling van de elementen. symbool
atoomnummer
scandium*
Sc
21
lanthanum
La
57
cerium
Ce
58
lichte zeldzame aardmetalen
praseodymium
Pr
59
neodymium
Nd
60
(LREE)
promethium
Pm
61
samarium
Sm
62
europium
Eu
63
gadolinium
Gd
64
terbium
Tb
65
dysprosium
Dy
66
zware zeldzame aardmetalen
holmium
Ho
67
erbium
Er
68
(HREE)
thulium
Tm
69
ytterbium
Yb
70
lutetium
Lu
71
yttrium*
Y
39
middelzware zeldzame aardmetalen (MREE)
lanthaniden
element
8
c. Productie. i) Algemeen. Zeldzame aardmetalen komen in de natuur niet op zichzelf voor als metalen. Veelal zitten ze verspreid in kleine concentraties in rotsvormende mineralen. Er zijn ongeveer 200 mineralen die zeldzame aardmetalen bevatten, maar wegens grote verschillen in concentratie zijn er maar enkele commercieel interessant (Long, Van Gosen, Foley, Cordier, 2010). Omwille van technologische en economische redenen is het belangrijk te vermelden dat er in ruwe ertsen ofwel overwegend LREE’s zitten, ofwel overwegend HREE’s. Dit is belangrijk om weten, want zoals we verder zullen zien, zijn er grote (prijs)verschillen tussen LREE’s en HREE’s. Op de verschillen tussen specifieke ertsen (bijvoorbeeld bastnäsiet, laporiet en monaziet ) en de daarbij horende diversiteit qua voorkomen van bepaalde (groepen van) elementen, gaat deze masterproef niet verder in. Het al dan niet voorkomen van bepaalde elementen in bepaalde ertsen en het verschil in concentratie bij aanwezigheid, zorgt dus ook voor zeer diverse of variërende vormen van ontmijnen en verwerken. Meestal worden zeldzame aardmetalen samen met andere grondstoffen ontgonnen. Dit bepaalt dan ook grotendeels de manier van ontginning, verwerking en het algemeen economisch verloop (dus ook de prijs) van de zeldzame aardmetalen. Bij mijnen en verwerkingsinstallaties waar dit gebeurt, worden de grondstoffen opgedeeld in drie relatieve categorieën die gebaseerd zijn op hun commerciële waarde binnen een bepaald economisch project: primair of hoofdproduct, secundair of coproduct en bij-product (Energy Critical Elements, 2011). Een hoofdproduct op zichzelf bepaalt grotendeels de commerciële haalbaarheid van een project. Zeldzame aardmetalen worden zelden enkel als hoofdproduct ontgonnen. Een uitzondering hier zijn Molycorp Minerals’ (NYSE: MCP) ‘Mountain Pass’-mijn in Californië en Lynas Corporation’s (ASX: LYC) ‘Mount Weld’-mijn in Australië, waar men enkel zeldzame aardmetalen herwint. Men spreekt van co-producten als deze significant bijdragen aan de winstgevendheid van een onderneming. De zeldzame aardmetalen ontgonnen uit de ‘Bayan Obo’-mijn (45% van de wereldproductie) nabij Baotou in China zijn een co-product van de daar
9
ontgonnen ijzererts. Lopariet (waaruit het zeldzame aardmetaal cerium wordt gehaald) is dan weer een co-product van de titaniumontginning in het Russische Kola Peninsula door Lovozersky GOK (Hedrick, Sinha, Kosynkin, 1997). Bijproducten spelen een veelal kleine rol in het geheel van de onderneming, zoals recuperatie van afval of restwarmte. Een opdeling in hoofd-, co- en bijproducten is relatief. Bijgevolg kan een veranderende vraag een verschuiving veroorzaken in huidige, maar vooral ook in toekomstige economische projecten. Omwille van geologische redenen gaat de ontginning van eender welk zeldzaam aardmetaal steeds gepaard met het produceren van een ander zeldzaam aardmetaal. Hierdoor zijn ze co- of bijproducten van elkaar. Aangezien sommige elementen nu eenmaal een grotere economische waarde hebben dan andere, en omdat sommige elementen in verschillende concentraties voorkomen, zal er voor sommige elementen steeds een aanbodoverschot zijn. Voor andere elementen is er dan weer een aanbodtekort, zelfs als bijvoorbeeld de gemiddelde markt van zeldzame aardmetalen in evenwicht is (Energy Critical Elements, 2011). ii) Externe effecten van de productie. Er zijn dus verschillende ontginnings- en verwerkingsmethoden. Allen zijn ze zeer kapitaalintensief. Ze hebben ook nog een ander gemeenschappelijk kenmerk, namelijk dat er bijna steeds sterke negatieve externe effecten optreden. “Externaliteiten of externe effecten treden op als de handelingen van een partij (individu, huishouden, onderneming) invloed uitoefenen op het nut of de productiemogelijkheden van een andere partij, zonder dat dit in het marktproces wordt verrekend” (Verbruggen, 2008, p. 62). Zoals meestal hebben we in dit geval grotendeels te maken met milieubelastende neveneffecten van in casu productieprocessen (Verbruggen, 2008). Inherent aan het ganse opstart- en productieproces, is dat er zonder beperkende maatregelen een enorme druk op het milieu wordt gelegd. Denk hierbij aan: de mijn aanleggen, opstarten, het ontginnen zelf, de verwerking met intens gebruik van chemicaliën, zuren en energie, transport, lawaai, en niet in de minste plaats aan de vrijgekomen radioactiviteit.
10
De voorbije tien jaar komen zeldzame aardmetalen voor minstens 95% uit China (Tse, 2011). Rekening houdend met de talrijke negatieve externe effecten, is het voor het milieu problematisch dat er bij de grote productie voor lange tijd geen, en tegenwoordig slechts een beperkte, milieuwetgeving is. De laatste jaren is de Chinese regering echter met een inhaaloperatie bezig. Er wordt hierbij niet enkel ingezet op het verminderen van milieueffecten in het productieproces zelf, maar ook op het verstrengen van de milieuwetgeving (Hurst, 2010). Een derde belangrijke strategie die China volgt om de milieuverontreiniging te beperken, is de strijd tegen illegale mijnen en de daar bijhorende smokkel (Ernst & Young, 2011). Hier komen we verder nog op terug. Omdat verschillende zeldzame aardmetalen vaak samen in eenzelfde erts zitten en soms gelijkaardige eigenschappen bezitten, is het niet makkelijk om deze van elkaar te scheiden. Dit proces vraagt niet alleen heel veel energie, er zijn ook vele chemicaliën nodig. Na dit scheidings- en zuiveringsproces blijft vaak ook radioactief afval achter onder de vorm van uranium en thorium (Verhaeghe, 2011). Xenotime, een mineraal met voornamelijk yttrium, bevat bijvoorbeeld maar liefst 2,7% radioactief uranium en thorium (Pliler & Adams, 1962). De eerste stap in het extractieproces bestaat uit het fijngemalen erts te mengen met geconcentreerd zwavelzuur en dit mengsel te verhitten tot 500°C. Hierbij ontstaan er grote hoeveelheden giftige en agressieve gassen zoals waterstoffluoride (HF), zwaveldioxide (SO2) en zwaveltrioxide (SO3), die men vaak ongecontroleerd in de atmosfeer laat. Na de reactie met zwavelzuur wordt het mengsel met water verdund. De zeldzame aardmetalen lossen op, terwijl het radioactieve thorium en ijzer in het vaste residu achterblijven. Deze vaste stof wordt gefilterd, waarna het in een gigantisch bassin gedumpt wordt waarin de stof opdroogt. Nadien blijft er een zwarte giftige radioactieve stof over die, omdat het onafgedekt is, kan wegwaaien. Na het neerslaan van de zeldzame aardmetalen wordt de zwavelzuuroplossing tevens geloosd in de nabije waterwegen. Verder in het proces worden de metalen omgezet naar hun oxiden ofte nitraatzouten. Hiervoor zijn vele chemicaliën nodig die daarna in het oppervlaktewater terecht komen (Verhaeghe, 2011). Om, indien gewenst, tot zuivere metalen te komen worden de oxiden op conventionele wijze gereduceerd en vacuüm bewaard (Naumov, 2008).
11
De productie van zeldzame aardmetalen verbruikt ook ontzettend veel energie, die in China vaak opgewekt wordt door vervuilende en CO 2 -uitstotende steenkoolcentrales (UNEP, 2010). Paradoxaal genoeg worden de zeldzame aardmetalen precies gebruikt in milieutoepassingen om bijvoorbeeld de energieefficiëntie te verhogen en CO2-uitstoot te beperken.
d. Enkele toepassingen. Zeldzame aardmetalen zijn dus onontbeerlijk in vele toepassingen in verschillende sectoren. In dit gedeelte wordt eerst dieper in gegaan op het verschil in marktaandeel en waarde. Daarnaast sta ik stil bij het steeds toenemend gebruik van magneten die vervaardigd zijn met zeldzame aardmetalen en bij enkele andere (letterlijk) kleine toepassingen. Tenslotte wordt er een aanzet gegeven naar welke toepassingen en substituties in de toekomst mogelijk zullen zijn. Een vaak voorkomende toepassing is het gebruik van zeldzame aardmetalen in allerlei katalysatoren, welke een chemische reactie initiëren of versnellen zonder zelf te veranderen. Als we de markt van de zeldzame aardmetalen bekijken, zien we dat katalysatoren in 2008 een belangrijk deel innamen qua volume (19%), maar qua totale marktwaarde niet (slechts 5%) (Kingsnorth, 2010). Een mogelijke verklaring is dat de hiervoor gebruikte zeldzame aardmetalen relatief goedkoper zijn. Een andere en steeds meer voorkomende en belangrijke toepassing van zeldzame aardmetalen is het gebruik ervan in permanente magneten. In de jaren ’60 tot midden jaren ’80 gebruikte men daarvoor samarium-kobalt-legeringen, maar daarna schakelde men grotendeels over op neodymium-ijzer-boor-legeringen (Castor & Hedrick, 2004), welke 2,5 keer meer magnetische energie bezitten. Omdat deze magneten krachtiger zijn dan hun voorgangers, maakten ze het mogelijk om dezelfde sterkte aan te houden in een kleiner ontwerp, en zo een golf van miniaturisatie van producten op gang trokken. Piepkleine neodymium-magneten worden tegenwoordig dan ook gebruikt in talrijke elektronische toestellen zoals iPhones, harde schijven, DVD-spelers, …. Een ander domein waarin deze magneten gebruikt worden, is in vele ‘groene’ CO2-beperkende technologieën. Zo zit er tussen de 600 à 1000 kg neodymium-magneten per megawatt, in hedendaagse windturbines. Immers, hoe sterker de magneten, hoe beter de wisselstroomgenerator en dus hoe meer elektriciteit 12
opgewekt kan worden. Wetende dat deze magneten zo’n 30% neodymium, 69% ijzer en 1% boor bevatten, en windmolens tot zelfs zeven megawatt kunnen opwekken, gaat het om 2100kg zuivere neodymium per windmolen (Levkowitz & Beauchamp, 2010). Neodymium-magneten zijn ook een essentieel onderdeel in hybride wagens, die de minder of geen fossiele brandstof verbruiken. In zo’n wagen zit tot zo’n 1 kg neodymium verwerkt (Baylis & Chegwidden, 2012). Het gebruik van magneten met zeldzame aardmetalen zorgt ook voor een verhoogde energie-efficiëntie in andere, minder voor de hand liggende toepassingen. Zo kan dankzij het gebruik in airconditioningapparatuur het energieverbruik met 50% dalen, zonder te moeten inleveren op de capaciteit. Ook verhindert het gebruik van zeldzame aardmetalen (zoals dysprosium of terbium) dat magneten hun magnetische kracht verliezen als ze worden blootgesteld aan hogere temperaturen (Castor & Hedrick, 2004). Een ander voorbeeld is het gebuik van lanthanum i.p.v. nikkel-cadmium in herlaadbare batterijen. Aangezien ze dan geen lood of cadmium bevatten, worden de batterijen hierdoor mijn milieubelastend. Andere toepassingen zijn het gebruik in andere legeringen, fosfors (TV- of PC beeldschermen), de glasindustrie, keramiek, de nucleaire sector, defensie, verfindustrie, landbouw en medische toepassingen. Zeldzame aardmetalen zullen ook in de toekomst een belangrijke rol spelen in de beoogde duurzame economie van de 21ste eeuw. Met het geavanceerder worden van onderzoek en technologie, zitten er vele toepassingen in de pijplijn, voornamelijk in hoogtechnologische sectoren als de milieu- en energiesector en de computerindustrie. Nieuwe elektronische technologieën zoals nieuwe microprocessoren, geavanceerde satellietcommunicatie, en toekomstige supergeleiders zullen hun opmaak maken. Met de vooruitgang in de materiaalleer, is het waarschijnlijk dat er los van deze nog meer toepassingen van en met zeldzame aardmetalen zullen ontwikkeld worden, bijvoorbeeld in de nano-industrie (Kennedy, 2010). Men verwacht in de nabije toekomst ook een commerciële doorbraak van magnetische koelkasten waarin thulium zit verwerkt, welke veel efficiënter zijn dan de huidige luchtgekoelde en op deze manier de CO2-uitstoot mee beperken (British Geological Survey, 2011).
13
Een laatste voorbeeld is het gebruik van zeldzame aardmetalen bij waterzuivering. Hierdoor is er slechts een fractie van het volume van het te gebruiken materiaal nodig, wat er op zijn beurt voor zorgt dat het afval beperkt kan worden tot 1/3de van wat de huidige technologie bieden kan (Wood, 1990).
e. De casus China. i) Zeldzame zeldzame aardmetalen? Anders dan hun benaming doet uitschijnen, zijn zeldzame aardmetalen niet echt zeldzaam. Ze komen quasi in heel de aardkorst voor. Hoewel cijfers vaak verschillen (al dan niet wegens het gebruik van een andere definitie), schat men de huidige gekende reserves in op 114.000 ton (USGS, 2011). In het volgende hoofdstuk wordt de economische logica achter de reserves van niet-hernieuwbare grondstoffen grondig besproken. Figuur 1. Productie en gekende reserves (2010).
China 49%
China 97%
VS 11%
Productie.
Rusland 17%
Overig 19%
Gekende wereldreserves.
China Indië Brazilië Maleisië
VS Rusland Indië
China Australië Overig
Bron: USGS (2011). 14
Hoewel China in 2010 97,31% van de zeldzame aardmetalen op de markt bracht, zitten de gekende reserves veel meer verspreid over de ganse wereld (USGS, 2011). In 2010 bezat China 48,37% van het gekende wereldreserve (USGS, 2011), maar als we specificeren naar de zware zeldzame aardmetalen (HREE’s) bezit het land hiervan ongeveer 80% (Castor & Hedrick, 2004). De overige gekende reserves van zeldzame aardmetalen zitten bijvoorbeeld verspreid in Rusland (16,71%), de VS (11,43%), Indië (2,37%) en Australië (1,41%). ii) Productie. De laatste tien jaar heeft China met meer dan 95% een feitelijk monopolie op het aanbod van zeldzame aardmetalen (USGS, 2011). Producenten in andere landen kunnen onmogelijk concurreren met de (voorheen; zie infra) laaggeprijsde Chinese export. Een uitzondering was de reeds vermelde ‘Mountain Pass’-mijn van Molycorp Minerals (NYSE: MCP) in Californië, maar die sloot in 2002 wegens voornamelijk ecologische redenen (Tse, 2011). Goedkope arbeidskrachten in China spelen slechts een beperkte rol, omdat het hier gaat om een zeer kapitaalintensieve industrie. Zo kost het anno 2009 maar liefst gemiddeld 30.000 US$ per ton jaarlijks geproduceerde zeldzame aardmetalen (Korinek & Kim, 2010). Voorts duurt het minstens tussen de 7,5 en 10 jaar om een project op te starten buiten China (Hocquard, 2010). De weinige nieuwe projecten die dan al opgestart worden (hergebruik ‘Mountain Pass’ en Lynas Corporation in Australië), lopen tevens achter op schema. Dit is ook een van de redenen waarom het aanbod bij een vraagoverschot zo traag wijzigt. Het aanbod van zeldzame aardmetalen is zeer inelastisch. Ondanks de mondiale aanwezigheid van gekende voorraden (zie supra), kunnen anno 2012 niet-Chinese projecten China dus zeker niet van de troon stoten.
iii)Wereldhandel. De grootte van de wereldmarkt van zeldzame aardmetalen schat men anno 2012 tussen de 2 à 3 miljard Amerikaanse Dollar (Humphries, 2011), wat relatief klein is in vergelijking met andere mineralen. Met een vraag naar 4067 ton, bedroeg de grootte van de mondiale goudmarkt in 2011 bijvoorbeeld zo’n 200 miljard Amerikaanse Dollar (Swaenepoel, 2012). Omdat we te maken hebben met veel elementen en hun 15
verschillende toepassingen (die dan ook nog door technologische wijzigingen veranderen over de tijd heen), is de markt van de zeldzame aardmetalen zeer heterogeen. Kenmerkend aan de markt van de zeldzame aardmetalen is dat verandering abrupt kunnen voorkomen, en dan ook groot zijn. De vraag naar de verschillende individuele elementen fluctueert dan ook constant en opmerkelijk de laatste decennia (British Geological Survey, 2011). Wanneer bijvoorbeeld de kleurentelevisie werd geïntroduceerd steeg de vraag naar europium drastisch. Wanneer in de jaren ’60 de productie van samarium-kobalt magneten op volle toeren kwam, werd samarium het belangrijkste zeldzame aardmetaal in de ganse industrie. Zoals reeds aangehaald werd de vraag naar deze samarium-kobalt magneten midden jaren ’80 grotendeels technologisch ingehaald door de vraag naar neodymium magneten, waardoor dit specifiek element het belangrijkste zeldzame aardmetaal werd. Recentelijk is er ook een stijgende vraag naar dysprosium en terbium (Ernst & Young, 2011). Wanneer we de prijzen van deze elementen in het volgende hoofdstuk bekijken, valt dit op. Zo steeg de nominale prijs van dysprosium van 28 US$/kg in mei 2003 naar maar liefst 1925 US$/kg in mei 2012 (Thomson Reuters Datastream, 2012). Los van de mogelijks abrupte verandering van het meest gevraagd element, was in het verleden de algemene balans tussen vraag een aanbod van zeldzame aardmetalen – en de prijs – meestal vrij stabiel en in evenwicht. Echter, de laatste jaren veranderde de markt aanzienlijk van een aanbodoverschot naar een aanbodtekort. In 2008 bedroeg de vraag naar zeldzame aardmetaaloxides 124.000 ton, wat 45% meer was dan vijf jaar daarvoor, toen de vraag 85.000 ton bedroeg. De geschatte vraag in 2015 bedraagt 190.000 tot 210.000 ton, in 2020 zelfs tegen de 280.000 ton (± 25%) (Ernst & Young, 2011). Significante groei wordt voorspeld in verscheidene sectoren en toepassingen van zeldzame aardmetalen, maar toch vooral bij magneten en metaallegeringen, die worden geschat op respectievelijk 50.000 en 55.000 ton tegen 2015 (Hocquard, 2010). Statistieken tonen aan dat ongeveer een derde van de in 2008 uit China geëxporteerde zeldzame aardmetalen illegaal werd gesmokkeld (Hurst, 2010). Hoge prijzen, exportquota en in mindere mate de verstrengde milieuwetgeving kunnen verklaren waarom illegale smokkel in China hoogtij viert. Het smokkelwaar wordt dan bijvoorbeeld gemixt met staal, wat detectie moeilijker maakt. In het importerende land
16
worden de zeldzame aardmetalen dan geëxtraheerd uit het staal. Een officiële vertegenwoordiger van het Japans Ministerie van Economie stelde bijvoorbeeld dat de Japanse industrie van deze illegale import afhankelijk is (Lewis, 2009). iv)Chinees overheidsbeleid. Het is reeds duidelijk dat China, zeker de laatste jaren, de belangrijkste rol speelt in de wereld als het gaat over zeldzame aardmetalen. Dit is geen toeval, als je weet dat Chinese leiders al lang het belang van zeldzame aardmetalen voor hun land benadrukken. Zo benadrukte in 1992 de Chinese eerste leider Deng Xiaoping op een aantal toespraken dat China zeldzame aardmetalen heeft zoals het Midden Oosten olie heeft (Levkowitz & Beauchamp-Mustafaga, 2010). Dat zelfde jaar startte de Chinese overheid met de ‘Baotou Rare Earth Hi-Tech Industrial Development Zone’ (Hurst, 2010). In deze industriële zone zou hoogtechnologische bedrijven zich makkelijk kunnen ontwikkelen. Eind 2010 waren er 2476 ondernemingen gevestigd. In 1999 schreef de Chinese President Jiang Zemin neer welke richting het land verder zou uit gaan: “Improve the development and applications of rare earth, and change the resource advantage into economic superiority” (Rare Earth: An introduction, 2012, p. 1). Het moet opgemerkt worden dat China niet alleen dominant is in het ontginnen van zeldzame aardmetalen, het is ook markleider in legeringen, magneten en andere componenten die zeldzame aardmetalen bevatten. Het is voor een land dan ook zeer verstandig in te zetten op productie en export van producten met een grotere toegevoegde waarde, dan louter te exporteren. China wil niet enkel voldoen aan de buitenlandse vraag naar zeldzame aardmetalen. Het land streeft er naar om zo veel mogelijk van deze waardevolle productie binnenlands te houden, om de energieefficiëntie in de eigen industrie te verbeteren, en om CO2-uitstoot te verminderen (Tse, 2011). Het onderliggende principe van deze strategie is dus om zo veel mogelijk van de productieketen in China te houden, om zo de voordelen voor de eigen economie te maximaliseren. “Mine to Magnet” is in dit geval de benaming van het businessmodel of strategie van verticale integratie dat wordt toegepast (Humphries, 2010). Zeldzame aardmetalen zijn in China eigenlijk sedert 1990 ‘beschermd en strategisch’ (Seaman, 2010). Hierdoor konden buitenlandse investeerders geen zeldzame aardmetalen ontginnen of produceren zonder dat er een joint-venture was met een Chinees bedrijf. De Chinese overheid voert tot op vandaag talrijke 17
maatregelen in om de sector van zeldzame aardmetalen te beschermen en reguleren. Zo zijn er niet alleen productie- en exportquota’s, maar ook exportbelastingen. Hierdoor zijn binnenlandse prijzen in China zo’n 20% tot 40% goedkoper dan diegenen die geëxporteerd worden (Korinek & Kim, 2010). Tabel 2. Exporttarieven voor zeldzame aardmetalen in China. element Yttriumoxide Yttrium Lanthanumoxide Lanthanum Ceriumoxide Cerium Neodymiumoxide Neodymium Europiumoxide Europium Terbiumoxide Terbium Dysprosium Scandium Overige oxides Gemixt en in toepassingen REE-erts
2007
2008 10% 10% 10%
2009
2010
10% 10% 10%
25% 15% 25%
25% 15% 25%
25% 15% 25%
10%
10%
15%
15%
15%
ND 10%
ND
ND 15%
ND 10% 10% 10% 10% 10% 10%
ND
25% 25% 15%
2011 25% 25% 15% 25% 15% 25% 15% 15% 25% 25% 25% 25% 25% 25% 15% 25%
ND
25% 25% 15%
ND 15%
ND 15% 15% 25% 25% 25% 25%
ND
25% 25% 15% 15% ND
15% 15% 25% 25% 25% 25% ND
15% 15% 25% 25% 25% 25% ND
Bron: Tse (2011).
f. Markten en prijzen. Nu we een eerste zicht hebben op de economische context waarin zeldzame aardmetalen vertoeven, kan specifiek gekeken worden naar de prijzen van de zeldzame aardmetalen. Eerst wordt er stilgestaan bij het verschil tussen de metalen zelf en hun oxides en kijken we waar en hoe ze verhandeld worden. Daarna vergelijken we de verschillende elementen zowel onderling als in groep, en bekijken we de prijszetting van zeldzame aardmetalen ook historisch. i) Metalen en metaaloxides. Wanneer metalen, en dus ook de zeldzame aardmetalen, in aanraking komen met zuurstof, oxideren ze. De mate waarin dit gebeurt hangt af van de eigenschappen van het metaal. Deze metaaloxides zijn zouten die opgebouwd zijn uit een positief metaal-ion en het negatieve oxide-ion (02-). Voorbeelden zijn magnesiumoxide (MgO) en ijzer(III)oxide (Fe203) – beter bekend als roest. Ook zuivere zeldzame aardmetalen 18
(afgekort als REE’s) komen in contact met zuurstof en oxideren tot zeldzame aardmetaaloxides (Rare Earth Oxides, of afgekort REO’s). De verhouding in een zeldzaam aardmetaal voor of na oxidatie (dus REE’s tot REO’s) bedraagt voor elk element ongeveer 1:0,85 (Goonan, 2011). Het analyseren van gegevens omtrent zeldzame aardmetalen wordt, zeker over langere periodes, bemoeilijkt door veranderingen in soort van export en de verschillende manieren waarop dit dan wordt gerapporteerd. In de jaren ’70 waren dit voornamelijk ertsen, in de jaren ’80 voornamelijk carbonaten en chlorides van zeldzame aardmetalen, in de vroege jaren ’90 waren het zuivere metalen en oxides die dan weer het meeste verhandeld werden, op het einde van de jaren ’90 waren het dan weer voornamelijk magneten en fosfors, en sinds 2000 zien we dat er voornamelijk in producten zelf (harde schijven, elektrisch motoren, …) wordt geëxporteerd en dus genotuleerd (Kingsnorth, 2008). Het is dus noodzakelijk om steeds de gegevens goed te analyseren. ii) Prijzen. Anders dan bijvoorbeeld goud, aluminium, nikkel, staal en kobalt, die bijvoorbeeld op de London Metal Exchange (LME), de Shangai Metal Exchange (SHME) of de Tokyo Commodity Exchange (TOCOM) worden verhandeld, zijn er geen specifieke beurzen waarop zeldzame aardmetalen worden verhandeld. Deze en hun zeldzame aardmetaaloxides worden veelal verkocht door bedrijven die gespecialiseerd zijn in het verhandelen ervan (British Geological Survey, 2011). Zeldzame aardmetalen worden typisch vertrouwelijk verhandeld met langetermijncontracten waarbij de producenten prijszetter zijn. Ter verduidelijking: de verhouding metaal tot oxide weerspiegelt historisch en in het algemeen ook ongeveer de prijsverhouding tussen het metaal en de oxidevariant van het specifieke element. Echter, zeker de laatste jaren kunnen hier significante verschillen optreden, en het is dus nodig steeds duidelijk het onderscheid te maken. Er zijn ook significante onderlinge prijsverschillen tussen de verschillende zeldzame aardmetalen. Zo wordt ceriumoxide momenteel (mei 2012) verhandeld tegen 25,50 US$/kg, terwijl europiumoxide 2875 US$/kg kost (Thomson Reuters Datastream, 2012).
19
Verschillende
Tabel 3. Prijsverschillen tussen elementen.
factoren spelen een rol.
element
prijs van oxide (FOB China in US$/kg) 16 augustus 2011
Algemeen zijn de HREE’s duurder dan de LREE’s,
lanthanum
149
cerium
149
praseodymium
247
neodymium
335
moeilijkheidsgraad (en
samarium
127
bijhorende kosten) om
europium
5860
terbium
4500
dysprosium
2580
voornamelijk omdat ze in de meeste mijnen minder voorkomen. Een andere reden is de specifieke
een bepaald element te extraheren. In sommige ertsen is de concentratie aan
zeldzame
lichte zeldzame aardmetalen (LREE)
zware zeldzame aardmetalen (HREE)
aardmetalen nu eenmaal groter dan in andere, wat
Bron: British Geological Survey (2011).
een invloed heeft op de ontginningskosten. Ook kunnen de onderlinge prijsverschillen verklaard worden door een wijziging van de vraag die, zoals reeds aangehaald, vrij abrupt kan veranderen over de tijd heen. Een laatste prijsbepalende factor is de gewenste zuiverheid van het product, dat wordt bepaald door de eisen van het eindproduct. Een grotere zuiverheid zorgt voor hogere prijzen (Castor & Hedrick, 2004). iii)Historische prijsevolutie. Prijzen van zeldzame aardmetalen fluctueerden significant sinds de jaren ’50 van de vorige eeuw, in het algemeen veelal door een wijzigende vraag/aanbodverhouding, omwille van milieuwetgeving, technologische vooruitgang en factoren als inflatie en energiekosten (Hedrick, 1997). Begin jaren ‘60 daalden de prijzen aanzienlijk wegens de opening van de ‘Mountain Pass’-mijn in Californië (VS), en de verspreiding van commerciële producten die zeldzame aardmetalen gebruikten. Massaproductie nam toe, maar het aanbod kon goed volgen. Eind de jaren ’70 stegen de operationele kosten van de productie door torenhoge inflatie en hogere energieprijzen, waardoor ook de prijzen van zeldzame aardmetalen nominaal mee de hoogte in gingen. Reëel stagneerde de daling of waren 20
er afhankelijk van het aardmetaal kleine prijsstijgingen. Begin jaren ’80 waren de prijzen terug stabiel. Tegen 1985 zorgde milieuwetgeving in de olie-industrie echter voor een vraagterugval, omdat er moest gewerkt worden met toen minder milieubelastende vloeibare katalysatoren. Daarop verminderden mijnen het aanbod, waardoor rond 1987 de meeste prijzen zowel nominaal als reëel terug stegen (Hedrick, 1997). Begin de jaren ‘90 kwam dan de Chinese productie-industrie van zeldzame aardmetalen op gang. Hun aandeel in het wereldaanbod groeide gestaag, en de Chinezen dreven de productie sterk op vanaf 1995 als reactie op een sterk toegenomen vraag (Naumov, 2008). In 1997 voorziet China dan ook in 76,59% van het wereldwijde aanbod, een marktaandeel dat zal stijgen tot bijvoorbeeld meer dan 99% in 2005. Vanaf 2000 steeg de vraag naar neodymium en dysprosium aanzienlijk wegens het gebruik ervan in neodymium-ijzer-boor magneten (voor bijvoorbeeld windmolens) waarop China opnieuw antwoordde met een toename in productie. Omdat zeldzame aardmetalen niet afzonderlijk kunnen worden ontgonnen, leidde dit tot een overproductie van andere elementen en een algemene daling in prijzen. In een poging dit te verhelpen, verminderde China de productie. Omdat de vraag naar telecommunicatieapparatuur en computers aanzienlijk daalde tijdens de eerste helft van 2001 (cf. internetzeepbel) had deze aanbodbeperking geen effect en bleef het aanbod de vraag overtreffen. Op de koop toe sloot in 2002, omwille van milieuwetgeving en de zeer lage prijzen van zeldzame aardmetalen, de ‘Mountain Pass’-mijn, waar er anderzijds al sinds 1995 een jaarlijkse productievermindering was. In 1998 voorziet bijna-monopolist China in maar liefst 88% van het wereldaanbod van zeldzame aardmetalen, een percentage dat zoals gezegd nog zal blijven stijgen, zoals we in figuur 2 kunnen zien.
21
22
VS
0 1975
22500
45000
67500
90000
1979
1983
China
1981
Indië
1985
1987
1991
1993
1997
Maleisië
1995
2001
Australië
1999
2005
2007
Zuid-Afrika
2003
2011
Overige
2009
Overige landen zijn Burundi, Nigeria, Zaïre/Congo, Sri Lanka, Thailand en Madagascar.
USSR/Rusland
1989
Bron: verschillende jaarrapporten van World Mineral Statistics en World Mineral Production (British Geological Survey - www.bgs.ac.uk). Gecorrigeerd naar zuivere zeldzame aardmetalen (REE’s) volgens aanwijzingen BGS.
Brazilië
1977
Figuur 2. Evolutie van de wereldproductie van zeldzame aardmetalen (REE) (in ton)
g. Duurzaamheidseffecten. Tot begin 2004 waren de prijzen stabiel en relatief laag. Eind 2003 kostte een kilogram dysprosium 15 US$ (FOB – nominaal); in december 2004 was dit reeds 35 US$/kg, een stijging met maar liefst 138% (Thomson Reuters Datastream). Voor deze sterke prijsstijgingen waren er niet alleen weinig incentives om nieuwe ontginningscapaciteit op te starten, maar ook weinig incentives om te investeren in recyclagetechnologie en onderzoek te voeren naar mogelijke substituten. Echter, sinds de opwaartse druk op de prijzen vanaf ongeveer 2004, toen men tevens ook vragen begon te stellen over de zekerheid van het aanbod, kwamen alternatieve bronnen, recyclage en substitutie meer op de voorgrond, om zo die opwaartse druk op de prijzen kunnen verminderen. i) Substitutie. Vele van de toepassingen waarvoor zeldzame aardmetalen gebruikt worden, zijn zeer specifiek, en substituten zijn anno 2012 nog steeds onbekend of kunnen niet dezelfde prestaties aan de dag leggen (Haxel, Hedrick & Orris, 2002). Als er dan al substituten zijn, zijn het andere zeldzame aardmetalen of duurdere materialen als de platinum-metalen. Deze laatsten kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden in de plaats van zeldzame aardmetalen bij het kraken van ruwe olie (British Geological Survey, 2011). In vele gevallen eist het gebruik van substitutiematerialen een volledig nieuw productontwerp. Ook het onderzoek naar andere ontwerpen van motoren van hybride voertuigen (die nu tot 1kg zeldzame aardmetalen gebruiken per wagen) staat nog in zijn kinderschoenen (Schüler et al., 2011). Voor een van de meest gebruikte toepassingen van zeldzame aardmetalen, de neodymium-ijzer-boor magneten, zoeken wetenschappers al meer dan twintig jaar en zonder succes naar alternatieven. Ook europium, dat gebruikt wordt in bijvoorbeeld computerschermen, komt relatief weinig voor, kent enerzijds wel een grote vraag, maar anderzijds ook geen substituten. Substitutie van zeldzame aardmetalen door elementen uit een andere groep zou mogelijk moeten zijn voor een aantal algemene magnetische en sommige andere kenmerken. Voor toepassingen gebaseerd op specifieke optische, chemische en
23
bepaalde magnetische eigenschappen, is substitutie echter minder waarschijnlijk, zelfs met een ander productontwerp. Bijgevolg kan men er van uit gaan dat in de voorzienbare toekomst zeldzame aardmetalen nog steeds gebruikt zullen worden bij onder andere het polijsten, bij bepaalde katalysatoren, bij fosfors, in magneten, voor kleuren en ontkleuren van glas, in de verfindustrie, en als versterkers van ultrasonische stralen (Hocquard, 2010). ii) Recyclage. Tot enkele jaren geleden waren, zoals uiteengezet, de prijzen van zeldzame aardmetalen aan de lage kant, zodat ze via recyclage niet kosteneffectief konden herwonnen worden. Opwaartse druk op de prijzen en het stimuleren van onderzoek naar recyclage van zeldzame aardmetalen, kunnen ervoor zorgen dat een aantal barrières voor het recycleren verdwijnen. Tot op vandaag zijn de meeste technieken om zeldzame aardmetalen te recycleren echter nog in de onderzoeksfase en nog niet klaar voor commercialisering (Goonan, 2011). Er worden momenteel dan ook maar zeer kleine hoeveelheden schroot met zeldzame aardmetalen gerecycleerd. Zo leert data ons dat in 2009 slechts 1% van de hoeveelheid zeldzame aardmetalen werd gerecycleerd. Dit gebeurt voornamelijk bij de permanente magneten (Goonan, 2011). Het recycleren van zeldzame aardmetalen is enerzijds fysisch en chemisch complex, anderzijds zijn het ook zeer energie-intensieve processen (Schüler et al., 2011). Mijnbouw blijft echter vele malen energie-intensiever dan recyclage. Niet alleen worden de afgedankte permanente magneten zelf gerecycleerd, ook productieafval van deze neodymium-ijzer-boor magneten kan men recycleren. Met de toenemende productie ervan, kan het recycleren van de daarbij horende toenemende afvalberg een interessante piste zijn. Helaas is het recycleren van het zuivere element neodymium uit schroot zeer moeilijk, omdat het element zeer stabiele bindingen maakt met andere elementen (Goonan, 2011). Talrijke verschillende processen werden bekeken, maar het commercialiseren blijft zoals gezegd eerder beperkt omdat de gerecycleerde materialen niet dezelfde kracht hebben als oorspronkelijk materiaal. Dit kwaliteitsverlies kan worden verklaard door contaminatie met onzuiverheden (vooral koolstof en zuurstof) in de gerecycleerde magneten.
24
De Japanse overheid zet de laatste jaren o.a. legislatief in op het recycleren van zeldzame aardmetalen (British Geological Survey, 2011). Heel wat Japanse bedrijven springen op deze boot om zo in de toekomst effectief zeldzame aardmetalen te recycleren. Zo ontwikkelde het Japanse bedrijf Hitachi een methode om zeldzame aardmetalen te recycleren van harde schijven, motors, airconditioning en andere compressoren. Hierbij worden die producten zo ontmanteld door specifieke apparatuur dat daarna de zeldzame aardmetalen via een experimenteel droogproces worden afgescheiden van de magneten. Hitachi hoopt tegen 2013 hiermee volledig operationeel te zijn. Een ander concreet voorbeeld is het recycleren van nikkelmetaalhydride (NiMH) batterijen door de Mitsui Mining and Smelting Company (TSE: 5706.T), en het recycleren van zeldzame aardmetalen uit lichtfosfor en magneten door General Electric (NYSE: GE) (British Geological Survey, 2011). Hoewel het aandeel van recyclage van zeldzame aardmetalen om zowel ecologische als economische redenen heel wat zal toenemen, behoort ook het hergebruiken een aantal producten tot de mogelijkheden om anders om te springen met het aanbod van zeldzame aardmetalen. Een permanente magneet gaat immers veel langer mee dan het apparaat waarin het verwerkt zit in talrijke toepassingen. Zo zijn er bijvoorbeeld harde schijven die slechts een vijftal jaar mee gaan, hoewel de magneten er in nog perfect functioneren en herbruikt kunnen worden. Dit is een andere aanpak dan de recyclage die Hitachi wilt toepassen (zie supra). Het hergebruik vereist echter zeer intensieve ontmanteling. Een efficiënt ophaalsysteem is hiervoor nodig, samen met stabiele hoge(re) prijzen om deze optie leefbaar te maken (Schüler et al., 2011). Daarentegen zijn er ook andere producten zoals hybride of elektrische wagens en windturbines die makkelijk tien tot 30 jaar in gebruik blijven alvorens ze potentieel gerecycleerd worden (Schüler et al., 2011). Het opzetten van een recyclage-economie van zeldzame aardmetalen zal dus in de toekomst ook economisch interessanter worden en een grotere rol gaan spelen. In Europa mag er dan (momenteel) geen primaire ontginning gebeuren, maar als een van ’s werelds grootste verbruiker creëert deze berg elektronisch afval (e-waste) dan weer een enorm potentieel aan recyclagemateriaal waarbij grondstoffen herwonnen kunnen worden. Maar dus ook voor het milieu is recyclage interessant, omdat los van de negatieve externe effecten van mijnbouw zelf, recyclage veel energie-efficiënter is dan
25
ontginnen. Er komen er ook geen radioactieve elementen vrij bij het recycleren (Goonan, 2011). iii)‘Urban mining’. Simpel gesteld, is ‘urban mining’ ofte stadsmijnbouw de idee dat je uit bestaande afvalbergen grondstoffen kan herwinnen. “Een ton erts uit een goudmijn bevat gemiddeld vijf gram goud; een ton mobiele telefoons bevat tot 350 gram. Plus ook nog eens meer dan 100 kilogram koper en drie kilogram zilver” (Verhaeghe, 2011, p. 63). Echter, net als bij ‘gewone’ recyclage is een toepassing op grotere schaal nog niet voor morgen. Umicore (NYSE: UMI.BR) bijvoorbeeld bekijkt de mogelijkheden, maar zegt dat het te risicovol blijft omdat er (op wereldschaal) relatief weinig fracties worden aangeboden en China grotendeels de prijs van zeldzame aardmetalen bepaalt (Verhaeghe, 2011). Recyclage - in welke vorm dan ook - en hergebruik zullen in de toekomst ongetwijfeld een grotere rol spelen. Om dit economisch interessant te maken, moeten een aantal barrières verdwijnen, waaronder het gebrek aan prijsstabiliteit. En die prijsstabiliteit is er, zoals we zullen zien, de laatste jaren absoluut niet.
26
2. Niet-hernieuwbare grondstoffen: een theoretische bespreking. In dit hoofdstuk vormen we een theoretisch economisch kader rondom zeldzame aardmetalen. Als we willen weten welke invloed er kan zijn op zeldzame aardmetalen, moeten we eerst bekijken hoe hulpbronnen en reserves in de economie worden omschreven en aan welke economische mechanismen ze onderhevig zijn. Aansluitend bespreken we de economische basistheorie van Hotelling, aangezien we in het volgende hoofdstuk empirisch onderzoek willen doen en testen of de theorie overeenkomt met de verzamelde prijsgegevens. Eerst wordt de algemene theorie uiteengezet, waarna op een meer intuïtieve wijze de ‘Regel van Hotelling’ ofte de ‘rprocent-regel’ wordt afgeleid.
a. Grondstoffen en reserves: een milieu-economische benadering. Grondstoffen ofte hulpbronnen zijn schaars en verschillende economische theorieën trachten vragen te beantwoorden zoals inter-temporele allocatie, maximalisering van winst, enzovoort. Er zijn vele categorieën hulpbronnen, met elk hun specifieke economische kenmerken. Dit leidt vaak tot verschillende economische basistheorieën. Als we een toepasselijke economische basistheorie voor zeldzame aardmetalen willen kunnen gebruiken en er in een volgend stadium gegevens mee willen vergelijken, dan is het belangrijk te verduidelijken welk type hulpbron de zeldzame aardmetalen zijn. Een algemeen erkende opdeling is deze in hernieuwbare, niet-hernieuwbare en aanvulbare hulpbronnen (Bracke, 2011). Hernieuwbare hulpbronnen zijn levende hulpbronnen die zichzelf kunnen vervangen of heraanvullen: ze kunnen groeien. Hout bijvoorbeeld vult zichzelf opnieuw aan, tenminste als het duurzaam wordt gekapt (kortom: als er minder wordt gekapt dan de natuurlijke groei). Niet-hernieuwbare hulpbronnen komen voor in een beperkte (als in: begrensde) hoeveelheid op aarde, en worden niet hernieuwd of vervangen eenmaal ze gebruikt of ontgonnen zijn (of slechts over een zeer lange geologische periode). Olie is hier het voorbeeld bij uitstek van. Eenmaal de hulpbron is gebruikt, is het natuurlijk kapitaal of de voorraad ervan op. Aanvulbare hulpbronnen zijn een soort combinatie van de twee vorige. Sommige nietlevende hulpbronnen kunnen na een bepaalde tijd worden aangevuld, zonder dat dit 27
gebeurt via biologische groei. Lucht en water zijn hier voorbeelden van. Ook recyclage kan een hulpbron ‘aanvulbaar’ maken. De hulpbron kan dan na het gebruik in een toepassing hergebruikt worden in andere toepassingen. De graad van recyclage hangt voor veel hulpbronnen af van de prijs (ontginningskost) en de kostprijs van recyclage. Koper en aluminium worden voor quasi 100% gerecycleerd. Hoewel technisch perfect mogelijk, is dit bij plastiek veel minder. Het recyclagepotentieel van zeldzame aardmetalen werd besproken op het einde van het vorige hoofdstuk, maar we onthouden dat dit momenteel slechts in zeer beperkte hoeveelheid gebeurt (<1%), er het komende decennium geen noemenswaardige veranderingen verwacht worden, en we zeldzame aardmetalen dus beschouwen als niet-hernieuwbare hulpbron (zie infra). Het gegeven dat niet-hernieuwbare natuurlijke bronnen beperkt zijn in hoeveelheid en veelal niet volledig ontgonnen (dus: in situ) zijn, impliceert dat er ook reserves zijn. Ze worden ingedeeld in drie categorieën, namelijk huidige of aanwezige reserves, potentiële reserves en de totale begiftiging (Bracke, 2011). De opdeling gebeurt aan de hand van twee dimensies: de geologische kennis van aanwezigheid (dus al dan niet gekend) en de economische haalbaarheid van ontginning (tegen welke kostprijs te ontginnen). Aanwezige reserves zijn gekend en rendabel te ontginnen. Potentiële reserves zijn gekende reserves die rendabel te ontginnen worden als de prijs zou stijgen. Tenslotte is er de totale begiftiging, welke de totale hoeveelheid van de hulpbron is in of op aarde (natuurlijke bovenlimiet).
ontginningskost ontginningskost lager dan hoger dan prijs prijs
gekend
ongekend
Figuur 3. Reserves.
Aanwezige / huidige reserves Totale begiftiging Potentiële reserves
28
Voor de berekening ‘tijd tot uitputting’ moet men uit gaan van de aanwezige reserves. Als de marktprijs van de hulpbron stijgt, vindt er een verschuiving plaats van de totale begiftiging naar potentiële reserves (omdat de rendabiliteit wijzigt) en van de potentiële reserves naar aanwezige reserves (Bracke, 2011). Belangrijk is dat aanwezige reserves van niet-hernieuwbare bronnen dus ook verhoogd kunnen worden door recyclage, economische aanvulling (daling ontginningskosten) en technologische vooruitgang (eco-efficiëntie). Deze economische inzichten omtrent (niet-hernieuwbare) natuurlijke hulpbronnen vormen een belangrijk inzicht voor het verder verloop van deze masterproef. Het staat immers vast dat de natuurlijke niet-hernieuwbare hulpbronnen van de aarde na verloop van tijd uitgeput zullen zijn, als we ze op juist dezelfde manier als nu blijven gebruiken. Als we echter kijken naar hoe de uiteengezette inzichten toegepast kunnen worden om de welvaart te verhogen, komen we tot relevantere conclusies en inzichten. “Our exhaustible and unreproducible natural resources, if measured in terms of their prospective contribution to human welfare, can actually increase year after year, perhaps never coming anywhere near exhaustion” (Blackman & Baumol, 2008, p.1). Dit kan omdat, zoals reeds aangehaald, de aanwezige reserves kunnen blijven aangroeien door dezelfde technologische ontwikkelingen die de verhoging van de levensstandaard sinds de Industriële Revolutie hebben mogelijk gemaakt (Blackman & Baumol, 2008, p.1). De toekomstige uitdagingen ligt dus eigenlijk niet bij het opgeraken van bepaalde niet-hernieuwbare grondstoffen, maar wel bij de gevolgen van negatieve externe effecten van het intensieve gebruik van sommige grondstoffen. “De voorraden steenkool, olie en gas zijn nog enorm. De echte stop zit hem niet aan de bronzijde, maar aan de uitstootzijde: als we CO2 in de lucht blijven stoten, maken we het klimaat onleefbaar voor onszelf” (De Walsche & Vandaele, 2011, p. 28). Vanzelfsprekend zijn er ook heel wat socio-economische en politieke uitdagingen m.b.t. het duurder worden van bijvoorbeeld energie of bepaalde grondstoffen, maar daar gaan we in deze masterproef niet verder op in. Anders dan bij hernieuwbare, is duurzame ontginning niet mogelijk bij niethernieuwbare grondstoffen. Omdat we bij (sommige) zeldzame aardmetalen geen zicht hebben op welke mate de aanwezige reserves door recyclage bijvoorbeeld 29
kunnen groeien, dienen we deze zoals gezegd nog onder te brengen in de categorie van niet-hernieuwbare grondstoffen. De vraag die zich bij uitstek stelt bij niethernieuwbare bronnen is welke hoeveelheid we het best nu gebruiken, en hoeveel we over laten voor de toekomst. Het is het vraagstuk van de inter-temporele allocatie van niet-hernieuwbare grondstoffen, in casu zeldzame aardmetalen.
b. De theorie van Harold Hotelling. i) Inleiding. De vraag naar wat vandaag de dag de optimale hoeveelheid niet-hernieuwbare hulpbronnen is dat ontgonnen kan worden, speelt beleidsmakers, bedrijfsleiders en het middenveld sinds het begin van de 20ste eeuw parten. Hoeveel van een niethernieuwbare grondstof ontginnen we nu, en hoeveel laten we letterlijk zitten voor de toekomst? Dit is het vraagstuk van de inter-temporele allocatie. “De optimale verdeling komt aldus tot stand daar waar de geactualiseerde waarde van de netto-baten van het gebruik van de grondstof over de tijd wordt gemaximaliseerd. Dit noemt men dynamische efficiëntie” (Bracke, 2012, p.3). Bij statische efficiëntie wordt er enkel gekeken naar maximalisatie van het huidig gebruik. Harold Hotteling beantwoordde in 1931 deze vraag met zijn model van optimale ontginning over de tijd heen van niet-hernieuwbare grondstoffen. Hij stelde dat niethernieuwbare grondstoffen op een andere manier worden ontgonnen en gewaardeerd dan hernieuwbare grondstoffen. Terwijl de reële prijzen van hernieuwbare grondstoffen constant zouden moeten blijven, stijgen de reële prijzen van niet-hernieuwbare grondstoffen aan het tempo van de intrest. Sindsdien is deze ‘Regel van Hotelling’ 2 een eigen onderzoeksveld geworden in de economische wetenschap (Gaudet, 2007), waarbij getoetst kon worden hoe goed deze ‘Regel van Hotelling’ kon weerstaan aan de data. Het rapport van de Club van Rome (1972) en de hoge olieprijzen in de jaren zeventig zorgden voor een hernieuwde interesse in Hotelling’s theorie uit 1931. Hotelling’s model werd toen uitvoerig getest wegens de kartelvorming van een aantal olieproducerende landen (OPEC), het olie-embargo en de grote prijsschokken daarbij 2
In deze tekst gaat het louter over deze ‘Regel van Hotelling’ (en dus niet over de ‘Wet van Hotelling’, die over productdifferentiatie gaat). 30
horend. Na de jaren zeventig (met stabiliserende prijzen) verdween de theorie meer naar de achtergrond, om recentelijk (grote stijging van de reële prijzen van de grondstoffen) opnieuw wat meer in de belangstelling te komen staan (Divovich, 2011). ii) Hotelling’s model en de ‘r-procent-regel’. Een uitgangspunt in Hotelling’s methode is dat niet-hernieuwbare grondstoffen niet of zeer langzaam te vervangen zijn. Hierdoor speelt er een belangrijke intertemporele dimensie mee bij het maken van bepaalde keuzes. Wat je nu ontgint, kan je later niet meer ontginnen. De vraag die Hotelling indirect wou beantwoorden is wat voor producenten de optimale ontginningshoeveelheid van een niet-hernieuwbare grondstof uit de gekende reserves is, zodanig dat ze de actuele waarde van alle toekomstige winsten kunnen maximaliseren. Een bedrijf kan immers kiezen om te ontginnen, te verkopen en de winst te beleggen tegen de marktrente. Of het kan kiezen nu niet te ontginnen, en pas later de niet-hernieuwbare grondstof te verkopen aan een hogere prijs. Producenten binnen dit model handelen dus naar de maximalisering van de actuele waarde van de winst (prijs verminderd met de ontginningskost) ofte in de terminologie hier de economische rente. Dit doen ze logischerwijs door enkel en alleen te ontginnen als de opbrengst van de belegging tegen marktrente minstens even hoog is als de extra toename van de grondstofprijs. Deze voorwaarde van onverschilligheid (of portefeuille-evenwicht) is een evenwichtsvoorwaarde waaraan voldaan moet zijn. Dit is dus de ‘Regel van Hotelling’ voor de prijszetting van niet-hernieuwbare grondstoffen. Deze is ook bekend als de ‘rprocent-regel’, en wordt aanschouwd als het fundamenteel principe van niethernieuwbare grondstoffen (Dasgupta & Heal, 1979). “Anders gezegd, de rente van het ontginnen van een eenheid in de toekomst moet evenveel opleveren als ontginning in de huidige periode en de belegging van de opbrengst tegen de geldende marktrente” (Bracke, 2012, p. 12). De wiskundige vergelijking van de intuïtieve afleiding van dit economisch inzicht wordt dan: rente2 = rente1 * (1+ r) Als we dit uitbreiden naar meerdere tijdstippen wordt dit (Bracke, 2012): rentet = rente1 * (1+r)t-1
31
De actuele waarde van de marginale rente (= de rente van de laatst ontgonnen eenheid) is in elke periode dan gelijk. De marginale rente loopt dus gelijk met de interestvoet. Hotellings originele theorie werd ontwikkeld onder de vooronderstellingen van een volledige competitieve markt, volledige zekerheid (over bijvoorbeeld reserves en preferenties) en onbestaande ontginningskosten (Hotelling, 1931). Aangaande de reserves leidden Miller en Upton af dat de waarde van de gekende reserves geschat kan worden als de huidige marktprijs (dus de marginale kost), vermenigvuldigd met het geschat volume aan gekende reserves (Miller & Upton, 1985). Het ontginnen van bijvoorbeeld een vat olie morgen zou evenveel moeten opleveren als het ontginnen van een vat olie vandaag waarvan de winst belegd wordt tegen de geldende marktrente. Wanneer de toekomstige prijs van olie sneller zou stijgen dan de rente, zou de producent eerder geneigd zijn om te wachten met het ontginnen van deze niet-hernieuwbare grondstof. Als alle producenten zich zo zouden gedragen, zal er een aanbodtekort ontstaan op de markt, waardoor de marktprijs van de grondstof zal stijgen, en het vervolgens terug rendabel wordt om de olie nu te ontginnen. Het is dus door dit evenwicht dat de prijs van de niet-hernieuwbare grondstof (hier: olie) gelijk zal oplopen met de marktrente. Hoewel deze theorie van Hotelling o.a. uitging van een perfecte competitieve markt, zouden ook bedrijven de theorie kunnen gebruiken om uit te maken wat de optimale ontginningshoeveelheid zou zijn (cf. de vraag naar de optimale voorraad bij andere bedrijven). Ook een kartel, zoals de OPEC, zou de theorie kunnen toepassen (Divovich, 2011). Zo werd de OPEC beschouwd als een kartel dat winstmaximalisering nastreefde en haar productiecapaciteit afstemde volgens Hotelling’s methode. In de praktijk zou dat moeten betekenen dat de prijs van olie zou stijgen overeenkomstig de marktrente. Echter, vanaf begin de jaren tachtig begon de reële prijs van olie te dalen. Het toetsen van de theorie aan de data leverde hier dus een eerste keer gemengde resultaten op. Overige voorbeelden volgen in het literatuuroverzicht in het volgende hoofdstuk. Er kunnen verschillende verklaringen zijn waarom de praktijk de theorie van Hotelling niet volgt. Zo zagen we reeds dat de hoeveelheid gekende reserves kan wijzigen, en zijn sommige grondstoffen niet zo homogeen. Het ontginnen van grondstoffen is ook zeer kapitaalintensief, waardoor het moeilijk is om snel te 32
anticiperen op prijsveranderingen. Door het inelastisch aanbod kunnen relatief kleine prijswijzigingen dan ook grote prijsschommelingen veroorzaken (Bracke, 2011). Ook houdt de basistheorie geen rekening met bijvoorbeeld de kosten van exploratie, ontginning en verwerking, duurzaamheidseffecten (bijvoorbeeld recyclage en voorraadopbouw), het ontbreken van een perfect competitieve markt, belastingsregimes, het voorraadeffect en technologische vooruitgang (Gaudet, 2007; Krautkraemer, 1998). Op deze en andere redenen en beperkingen van de basistheorie, wordt na het analyseren van de gegevens dieper en concreter in gegaan in het volgende hoofdstuk. Zal het empirisch testen van de theorie van Hotelling dan ook in de toekomst steeds zwakke resultaten blijven opleveren? Of moeten we uit de gemengde resultaten concluderen dat we dan maar beter het ganse basismodel van Hotelling verwerpen? De meeste onderzoekers denken van niet (Slade & Thille, 2009). De theorie van Hotelling blijft de fundamentele economische theorie voor de prijszetting van niethernieuwbare grondstoffen. Wel moet het onderscheid duidelijk blijven tussen volatiliteit op korte termijn en de echte trends op lange termijn. Het is dus zeer belangrijk om redenen van die eventuele volatiliteit te kunnen omschrijven en verklaren. Bovendien is en blijft het essentieel om de beperkingen van de theorie die we zullen gebruiken duidelijk te beschrijven. Een grondige literatuurstudie, waarmee het volgende hoofdstuk aanvangt, is hierbij een eerste belangrijke stap.
33
3. Hotelling’s model empirisch onderzocht. We starten dit hoofdstuk met te bekijken welke onderzoeken met andere niethernieuwbare grondstoffen reeds gevoerd werden omtrent de theorie van Hotelling. Er wordt ook bekeken of deze van nut kunnen zijn voor het onderzoek in deze masterproef. Aansluitend op het literatuuroverzicht wordt in het volgende gedeelte de doelstelling van dit onderzoek bepaald, de gehanteerde theorie afgebakend, de variabelen omschreven en wordt gemotiveerd waarom bepaalde variabelen worden gekozen en waar deze secundaire gegevens vandaan komen. De gebruikte methode wordt omschreven en er wordt dieper in gegaan op de beperkingen van het onderzoek in brede zin. Hierna worden resultaten en bevindingen besproken. Hierbij wordt gekeken of deze overeenkomt met de onderzoekshypothese en worden mogelijke verklaringen gegeven waarom dit al dan niet zo is. Tenslotte worden aanbevelingen en suggesties voor verder onderzoek gegeven.
a. Literatuuroverzicht. Uit het vorige hoofdstuk bleek dat aan de basistheorie van Hotelling heel wat vooronderstellingen vasthangen. Om een meer realistisch model te verkrijgen; empirische bevindingen kwamen zoals we reeds zagen trouwens niet altijd overeen met de theorie. Daarom trachtte men soms andere econometrische technieken te gebruiken, maar werden ook aanpassingen aangebracht aan de wiskundige formulering van Hotelling’s basismodel, zoals bijvoorbeeld exploratiekosten, substudiemogelijkheden, onzekerheid, imperfecte kapitaalmarkt (Gaitan, Tol, Yetkiner, 2006). Hotelling’s theorie zou dan dus op twee manieren empirisch getoetst kunnen worden. Ten eerste op structurele, formele of fundamentele wijze en ten tweede op descriptieve ofte beschrijvende wijze. Een structurele empirische toets zou er bijvoorbeeld uit bestaan een geschikte kostenfunctie af te leiden uit het aangepast theoretisch model en met gepaste gegevens over kosten Hotelling’s methode te
34
testen. Deze aanpak vergt veelal zeer gevorderde econometrische technieken en valt buiten het bestek van deze masterproef. Verder zorgen ook het specifieke karakter van deze kostengegevens en de moeilijkheid om ze te verkrijgen dat overige literatuur omtrent het structureel testen van Hotelling’s theorie beperkt is. Descriptief onderzoek hangt niet vast aan een specifieke afgeleide functionele vorm. Informatie over de marktprijs van de niet-hernieuwbare hulpbron wordt gebruikt om te zien of het theoretisch model (in casu: Hotelling’s theorie) al dan niet op gaat. Hotelling’s methode werd een eerste keer descriptief empirisch getest door Barnett en Morse (Barnett & Morse, 1963). Zij concludeerden dat de geobserveerde prijsdaling van mineralen over de bestudeerde periode aantoonde dat er helemaal geen sprake was van toenemende schaarste van deze niet-hernieuwbare grondstof. Voor de Canadese metaalmijnindustrie, met gegevens uit tijdreeksen van 1954 en 1974, werd ook aangetoond door Halvorsen & Smith (Halvorsen & Smith, 1991) dat deze data helemaal niet congruent is met de theoretische verwachtingen, hoewel hun methodologie nog steeds zeer valabel en efficiënt wordt beschouwd (Chermak & Patrick, 2007). Anderzijds bleek een eenvoudige test van gegevens van koper-, olieen steenkoolontginning in de Verenigde Staten tussen 1870 en 1960 dan weer wel congruent met de theorie (Dale, 1984). Ook een recent onderzoek met gegevens van negen Canadese bedrijven uit de koperontginnings- en verwerkingsindustrie tussen 1956 en 1981 kwam tot het besluit dat er sterk statistisch bewijs is in het voordeel van Hotelling’s theorie (Caputo, 2011). Structurele onderzoeken worden minder gevoerd, zeker de laatste jaren, en ze leveren evenzeer gemengde resultaten op (Divovich, 2011). Zoals reeds aangehaald is het hiervoor noodzakelijk geschikte gegevens over het kostenverloop te verkrijgen of te kunnen specificeren, omdat men hier steeds met uitbreidingen werkt om de theorie meer te proberen aan te passen aan de realiteit. Stollery verkreeg deze kostengegevens bijvoorbeeld via het voormalige Candadese bedrijf International Nickel Company (INCO) (nu overgenomen door het Braziliaanse Vale (NYSE: VALE)) dat vroeger een monopolie had op de mondiale nikkelindustrie. Hij concludeerde dat Hotelling’s theorie overeenkomt met de gegevens aan een totale discontovoet van 15%, bovenop de geldende marktrente (Stollery, 1982). Ook Chermak en Patrick (2001) vonden structurele ondersteuning voor de theorie. Anderzijds verwierp
35
bijvoorbeeld Farrow (1985) de hypothese dat de kostengegevens van het mijnbedrijf consistent waren met de (aan kostenfunctie aangepaste) theorie van Hotelling. Sommige onderzoekers stellen dat Hotelling’s theorie verworpen moet worden, precies omwille van het volledig ontbreken van een beschrijving van de relevante kosten (Slade & Thille, 2009). Anderen breiden het model net uit omwille van die reden. Ondanks specificatie van de kostenfunctie en geavanceerde econometrie (met onder andere gebruik van Euler-vergelijkingen) kwam ook Young (1992) tot de conclusie dat de dataset niet congruent was met de theorie. Vier jaar later en met nog een extra structurele uitbreiding (inbrengen van risico’s) vonden Young & Ryan (1996) wederom geen bevestiging voor de theorie. Verder vindt men onder andere bij Livernois (2009) en Slade & Thille (2009) omvangrijk onderzoek naar zowel descriptieve als structurele empirische literatuur over de theorie van Hotelling. Hotelling’s theorie werd dus zowel structureel als descriptief getoetst, en dit met verschillende niet-hernieuwbare grondstoffen (olie, koper, tin, steenkool, aardgas, …), verspreid over verschillende periodes. Hoewel de theorie nog steeds algemeen beschouwd wordt als het fundamenteel principe van niet-hernieuwbare grondstoffen, blijft het ondanks voorgaand onderzoek bij bovengemelde grondstoffen een open vraag of de theorie geschikt is om bijvoorbeeld prijsvorming te beschrijven en te voorspellen. Voorts blijft de beschikbaarheid van gepaste data een van de grootste obstakels voor empirisch onderzoek bij niet-hernieuwbare grondstoffen (Halvorsen & Smith, 1991). In het volgende gedeelte willen we descriptief onderzoeken of verzamelde data van prijzen van zeldzame aardmetalen, overeenkomen met de theorie van Hotelling, en meer bepaald met de ‘r-procent-regel’.
b. Zeldzame aardmetalen en de ‘r-procent-regel’. i) Doelstelling van het onderzoek. De opzet van deze masterproef is om na te gaan of de bevindingen van Hotelling betreffende de prijszetting van niet-hernieuwbare grondstoffen (via de zogenaamde ‘rprocent-regel’ ofte ‘Regel van Hotelling’) ook op kan gaan voor zeldzame aardmetalen.
36
Er wordt onderzocht of de prijzen met gelijke trend de marktrente volgen of niet. Zoals in het vorige stuk aangehaald, werd de theorie van Hotelling reeds uitvoerig en op verschillende wijzen (zowel structureel als descriptief) en met verschillende niethernieuwbare grondstoffen getoetst. Dit empirisch onderzoek gebeurde aan de hand van bestaande secundaire gegevens van (een representatieve selectie van) zeldzame aardmetalen. Zoals bij elke studie naar prijsvorming, is het uitermate belangrijk om een relevante onderzoeksperiode te bepalen. Dit onder meer om de prijsvolatiliteit te beperken, de conjuncturele context te neutraliseren en om eventuele vraag- of aanbodschokken op te vangen. Er wordt getracht een zo lang mogelijke periode met valabele data te onderzoeken. Zoals verder uiteen gezet zal worden, vertaalt dit zich in een tijdreeksanalyse van de eindejaarsprijzen van 1959 tot 2011. Aanvullend zal dieper in gegaan worden op de prijsvorming van het laatste decennium. In combinatie met de voorgaande lange termijn tijdreeks kan dit interessant en nuttig zijn. Deze maandelijkse prijzen tonen de trend meer specifiek en maken het analyseren van de laatste jaren interessanter, en maken het mogelijk de prijzen te bekijken tot maart 2012. Bevindingen worden duidelijk en uitvoerig gevisualiseerd, te meer omdat de analyse grafisch gebeurt. ii) Begrippen en variabele gegevens. De waarde van een onderzoek staat of valt zoals steeds met het gebruiken van goede en wel omschreven begrippen en variabele gegevens. Van de drie categorieën variabelen (prijzen van zeldzame aardmetalen zelf, de geldende marktrente en een deflator) wordt gemotiveerd waarom en op welke precieze manier ze gebruikt worden. Zoals reeds aangehaald worden zeldzame aardmetalen, anders dan bijvoorbeeld goud, aluminium, nikkel, staal en kobalt, niet rechtstreeks verhandeld (en onderworpen aan speculatie) op beurzen. Ze worden verkocht door gespecialiseerde bedrijven, meestal met langetermijncontracten waarbij de producenten prijszetter zijn. Algemeen bekeken zijn de HREE’s duurder dan de LREE’s, en duwt een hogere zuiverheidsgraad de prijzen omhoog. Prijzen in deze masterproef zijn steeds met een
37
minimale zuiverheidgraad van 99%, wat tevens de algemene standaard is (Castor & Hedrick, 2004). Een gestandaardiseerde index of korf wordt weinig of niet gebruikt, omwille van redenen die hiervoor reeds zijn uiteengezet (bijvoorbeeld verschillend gebruik, vraag een aanbod, ontginning, hoeveelheid productie, …). Er worden soms indexen gebruikt, maar deze hebben zeer weinig wetenschappelijke relevantie en maken gestandaardiseerde analyse er niet makkelijker op. Als er dan een index gebruikt wordt, bevat deze (bijvoorbeeld van ‘Kaiser Bottom Fish’) maar tien van de zeventien elementen (The Economist, 2010). Ook gebruiken bepaalde bedrijven in deze industrietak soms in jaarverslagen een bepaalde portefeuille van de door hun geproduceerde of verwerkte zeldzame aardmetalen (bvb. ‘Average Nolans Value’). Ook deze zijn zeer arbitrair. Ter aanvulling is het belangrijk te vermelden dat er verwarring kan optreden met indexen als bijvoorbeeld de ‘Bloomberg Rare Earth Mineral Resources Index’ (BNREMRS:IND), welke bijvoorbeeld de evolutie van aandelen op de beurs weergeven van bedrijven werkzaam in of rond deze industrietak. Om een goede balans te vinden tussen de algemene leesbaarheid van onderzoeksresultaten, het vele analysewerk dat bij zeventien elementen afzonderlijk zou kunnen gebeuren, en de representativiteit naar de ganse overkoepelende term ‘zeldzame aardmetalen’, wordt er onderzoek gevoerd naar de elementen neodymium, cerium, dysprosium, europium en terbium. Dit is een evenwichtige en representatieve korf, waaruit we relevante conclusies kunnen trekken. Zo bestuderen we twee lichte zeldzame aardmetalen (neodymium en cerium; LREE’s), en drie zware zeldzame aardmetalen (dysprosium, europium en terbium; HREE’s). Er wordt verwacht dat de elementen neodymium, dysprosium, europium en terbium de komende jaren met een aanbodtekort te maken zullen hebben, vooral door hun intensief gebruik in magneten die gebruikt worden in de duurzame sector (Ernst & Young, 2011; British Geological Survey, 2011). Cerium bestuderen we om een tweede licht zeldzaam aardmetaal mee onder de loep te nemen, en omdat er bij dit element geen grote vraagschokken voorspeld worden. Op deze manier kunnen relevante conclusies getrokken worden over enkele bepaalde categorieën ofte deelgroepen van de zeldzame aardmetalen. Het is tevens belangrijk het verschil tussen het zeldzame aardmetaal zelf (REE), en zijn oxide (REO) in acht te nemen. Hoewel de verhouding REE tot REO ongeveer 38
1:0,85 is, en dit vaak weerspiegeld wordt in de prijsverhouding, kunnen ook hier (tijdelijke) verschillen optreden. Bij het bestuderen van gegevens, en zeker voor vergelijkingen op langere termijn, moet ook met dit verschil rekening gehouden worden, wat niet altijd even makkelijk bleek te zijn. In dit concrete geval worden voor de jaarlijkse tijdreeksen de prijzen van de metalen zelf bestudeerd. Voor de maandelijkse gegevens vanaf begin 2003 werden zowel metaal als oxide bekeken. Een laatste maar daarom niet minder belangrijke factor die de prijs bepaalt, is of de prijs al dan niet ‘FOB’ is. ‘FOB’ staat voor ‘Free On Board’, een term die gebruikt wordt bij het verschepen van goederen. Naar de ‘Incoterms 2010’-standaarden van de Internationale Kamer van Koophandel (ICC) is de verkoper dan verantwoordelijk voor onder andere transport, transportkosten, douane- en ladingskosten van de goederen tot in een door de koper aangewezen schip (van Hall, 2011). Vanaf dan betaalt de koper niet alleen, hij is vanaf dan ook verantwoordelijk voor de lading. De prijs op een ‘FOB China’-basis wil dus zeggen dat de verkoper aan die prijs de goederen op een door de koper gekozen schip in een Chinese haven plaatst, volledig in orde en ontdaan van alle formaliteiten, door welke partij dan ook geëist. Deze FOB-prijs is dan ook, logischerwijs, duurder dan de binnenlandse prijs voor de goederen, in concreto de zeldzame aardmetalen. Want bovenop de binnenlandse prijs zijn er, los van o.a. die transportkosten, ook nog de BTW, de exportbelastingen (veelal 25%) en de economische kost van de exportquota (Korinek & Kim, 2010). Verder wordt specifiek besproken welke FOB-basis gebruikt wordt bij de tijdreeks in jaren vanaf 1959, maar de recentere prijzen vanaf 2003 zijn zowel op FOB China-basis als de Chinese binnenlandse prijs. Er wordt steeds duidelijk vermeld welke precies gebruikt wordt. De handel in zeldzame aardmetalen gebeurt meestal in US$/kg. Statistieken worden meestal ook in deze eenheden bijgehouden, maar soms ook bijvoorbeeld in US$/ton. Het is dan belangrijk te specificeren of het al dan niet om metrische ton gaat. Tenzij specifiek vermeld, wordt er steeds de nominale prijs bedoeld. Als geldende marktrente wordt in deze masterproef de rente op de ‘Treasury Bills’ (‘T-Bills’) met een looptijd van zes maand gebruikt. Deze ‘T-Bills’ worden uitgegeven door de Federal Reserve (eigenlijk het ‘US Department of the Treasury’) op de secundaire markt en wordt beschouwd als de minst risicovolle investering,
39
waardoor het binnen dit kader een goede maatstaf is voor de geldende marktrente (Vander Vennet, 2011). Om de reële prijzen en rentes te berekenen, wordt gebruik gemaakt van de Amerikaanse BBP-deflator, namelijk de GDP-deflator gebaseerd op het reële ‘Gross Domestic Product’ met als basisjaar 2005 (niet aangepast aan seizoen). Deze deflator houdt ook, anders dan de Amerikaanse consumptieprijsindex CPI-U, rekening met kapitaal- of exportgoederen, en wordt tevens ook gebruikt door bijvoorbeeld de ‘US Geological Survey’ (Hedrick, 1997; Heylen, 2004). Als we dan de prijsindex (2005=100) opstellen en de inflatie berekend hebben, kunnen we met deze laatste ook onder andere de reële ‘6-month Treasury Bill Secondary Market Rate’ afleiden. In het volgende gedeelte wordt het meetniveau gemotiveerd en bekeken hoe de gegevens verzamel werden. iii)Meetniveau en verzameling van gegevens. De prijzen van de zeldzame aardmetalen die in de tijdreeksanalyse vanaf 1959 gebruikt worden zijn de (nominale) FOB-eindejaarsprijzen (zie infra), en zijn voor het metaal zelf (minstens 99% zuiverheid), gemeten in US$/kg. Prijzen vanaf 2003 zijn het maandelijks nominaal gemiddelde, en dit voor zowel metaal als oxide, al dan niet op FOB China-basis, gemeten in US$/kg of Chinese Yuan Renminbi per kilogram (CH¥/ kg). Deze secundaire gegevens werden op 2 mei 2012 opgevraagd bij Thomson Reuters Datastream, een gerenommeerde online databank waartoe de Facultaire Bibliotheek van de Faculteit Economie en Bedrijfskunde van de Universiteit Gent toegang heeft. De gegevens hier zijn beschikbaar vanaf mei 2003, welke dan ook als startpunt worden genomen. Gegevens voor de binnenlandse Chinese prijs van europium-metaal en neodymiumoxide ontbreken in de databank. Voor de Chinese binnenlandse prijs van neodymium-metaal zijn dan weer twee gegevensreeksen beschikbaar. Terbiumoxide prijzen (FOB China) van mei tot december 2003 zijn afkomstig van Lynas Corporation (ASX: LYC) (Lynas, 2009). Voor de gegevens vanaf 1959 werd beroep gedaan op data van de US Geological Survey-onderzoeker James B. Hedrick (Hedrick, X; Hedrick, 1997), een ‘peer-reviewed’ artikel (Naumov, 2008) en vanaf 2004 op Thomson Reuters Datastream. Het oplijsten en vergelijken van deze lange tijdreeks met betrouwbare en 40
representatieve data vergt heel wat aandacht. Het is belangrijk deze opmerkingen te onthouden met het oog op het volgende deel (waar ze gepast zullen worden herhaald). De prijzen van 1959 tot 1994 werden door Hedrick berekend aan de hand van prijsgegevens van metaalstaven verkocht door enkele Amerikaanse bedrijven als het voormalige Rhône-Poulenc Basis Chemicals Company (in 1997 afgescheiden tot Rhodia, dat op zijn beurt in april 2011 werd overgenomen door het Belgische Solvay (NYSE: SOLB)) en Research Chemicals (nu ChemResearch Company). Deze prijzen zijn op FOB-basis voor Phoenix (Arizona, V.S.). De prijzen van 1995 en 1996 komen uit USGS-rapport 740-798 (Hedrick, X), en zijn tevens op dezelfde wijze als hierboven beschreven berekend, en ook op FOB Phoenix basis. Het dient echter opgemerkt te worden dat dit de prijzen zijn die bovengenoemde Amerikaanse bedrijven aanrekenen voor hun langetermijncontracten aan kopers. Zoals we in de tabel van de wereldproductie kunnen zien, verschuift het aanbod van zeldzame aardmetalen vanaf 1995 relatief meer naar China. In 1997 reeds voorziet China dan ook in 76,59% van het wereldwijde aanbod, een marktaandeel dat zal stijgen tot bijvoorbeeld meer dan 99% in 2005. Dat is meteen de reden waarom data van 1997 en 1998 niet worden opgenomen. Vanaf dan wordt de gemiddelde wereldmarktprijs zo aanzienlijk gedrukt door import uit China dat deze prijzen mee opnemen in de analyse voor een vertekening gezorgd zouden hebben. Dit komt ook aan bod bij de bespreking van de bevindingen. Voor de elementen dysprosium, terbium en europium vinden we eindejaarsprijzen van de jaren 2000 t.e.m. 2003 in een ‘peer-reviewed’ artikel van Naumov in het ‘Russian Journal of Non-Ferrous Metals’ (Naumov, 2008). Deze prijzen zijn op FOB China-basis en zeer congruent met de meer specifieke data van Thomson Reuters Datastream de jaren daarna. Dit betekent dat voor de elementen cerium en neodymium zes jaar geen betrouwbare data kon worden gevonden (periode 1997-2003). Voor de jaren 2004 tot 2011 werd de data van eindejaarsprijzen (FOB China) verzameld via voorgenoemde Thomson Reuters Datastream. Gegevens voor de ‘U.S. Treasury Bills’ (looptijd 6 maand – secundaire markt), zowel jaar- en maandelijkse gemiddelden, zijn afkomstig van de Federal Reserve zelf en online te verkrijgen op de website (FED, 2012).
41
De deflator die gebruikt wordt is de BBP- of GDP-deflator. Gegevens worden bekomen via het ‘U.S. Department of Commerce’, en meer bepaald via het ‘U.S. Bureau of Economic Analysis’ (BEA). Uit de vrijgegeven jaarcijfers voor het Bruto Binnenlandse Product (zowel nominaal, als reëel met basisjaar 2005) kan dan een prijsindex opgesteld worden waaruit de inflatie berekend kan worden. Voor de maandelijkse analyse vanaf 2003 worden de eveneens door het ‘Bureau of Economic Analysis’ vrijgegeven kwartaalcijfers van het GDP gebruikt, die dan (net als de inflatie) worden uitgelijnd naar drie maanden per kwartaal. Deze vrijgegeven kwartaalcijfers zijn er steeds met seizoenscorrectie door de FED zelf, waardoor er kleine verschillen mogelijk zijn met jaarresultaten. Hier werd in de analyse rekening mee gehouden worden. De data die gebruikt wordt in het volgende deel is betrouwbaar, al dient er rekening te worden gehouden met bovenstaande opmerkingen omtrent bijvoorbeeld de FOB-basis (transportkosten) en de oorsprong van data. Hoewel er wordt gekozen om de data bijvoorbeeld niet te wegen (over een bepaalde periode) met het marktaandeel in de productie van een bepaald land, o.a. omwille van ingewikkelde econometrische processen, nemen we de geformuleerde opmerkingen wel mee naar het volgende hoofdstuk bij de bespreking van de bevindingen. De bewerking van gegevens en opmaak van tabellen en figuren gebeurde in spreadsheetprogramma Numbers ’09 (versie 2.1). Gebruikte data zijn terug te vinden als bijlage bij de appendix. iv)Methode. In het vorige hoofdstuk werd de theorie van Hotelling, en meer bepaalde de ‘Regel van Hotelling’ ofte ‘r-procent-regel’ uiteengezet en intuïtief afgeleid. De gegevens worden op twee verschillende manieren grafisch geanalyseerd. Deze twee methoden worden in de eerste plaats toegepast op de tijdreeks van 1959 tot 2011, voor zowel nominale als reële prijzen. Een eerste manier om visueel te onderzoeken of Hotelling’s model ook opgaat voor de markt van de zeldzame aardmetalen, vertrekt vanuit volgend idee: volgens de theorie zou het indifferent zijn of we een eenheid ontginnen en beleggen, of we niet ontginnen, omdat de prijs van het zeldzame aardmetaal toch zou stijgen aan de 42
geldende marktrente. Het bedrag dat we jaar na jaar geaccumuleerd verkrijgen door in een startjaar een eenheid te ontginnen en dit te blijven beleggen aan geldende marktrente, zou dus over een periode in theorie gelijk moeten zijn met de prijs van het niet-hernieuwbaar zeldzaam aardmetaal. Beide prijsevoluties worden uiteengezet op een grafiek en kunnen zo vergeleken worden. Een eventueel gepresenteerde lineaire trendlijn vergemakkelijkt de grafische analyse. Als tweede manier om de data te toetsen aan de theorie wordt (zowel nominaal als reëel) de prijsverandering per jaar vergeleken met de rentevoet van dat jaar. Uiteengezet op een grafiek zouden deze volgens de theorie perfect moeten samenvallen. Indien dit niet zo is, zou dit wijzen op discrepanties tussen gegevens en theorie. Hoewel beide methoden, logischerwijs, tot dezelfde bevindingen komen, zorgt het gebruik van beide technieken tot een duidelijkere visualisatie. Eventueel worden bovenstaande analyse van de tijdreeks 1959-2011, waar dit interessant zou kunnen zijn, aangevuld met de recente maandelijkse data. Er zijn ook beperkingen aan het toepassen van beide grafische methoden. Die worden tevens besproken in het volgende gedeelte. v) Beperkingen van het onderzoek. In dit gedeelte wordt de opzet van de masterproef afgebakend en wordt uiteengezet wat de beperkingen van het onderzoek zijn. Zowel de beperkingen inherent aan de gebruikte theorie, de beperkingen van de verzamelde data en de beperkingen van de gebruikte grafische methode worden hieronder besproken. In het vorige hoofdstuk werd de theorie van Hotelling, meer bepaald de ‘rprocent-regel’, intuïtief afgeleid. Hoewel we geen algebraïsche afleiding maakten, zijn er een aantal vooronderstellingen die gemaakt worden bij de basistheorie van Harold Hotelling (Hotelling, 1931), en die niet steeds volledig overeenkomen met de realiteit. Zo wordt er uitgegaan van een volledig competitieve markt, van volledige zekerheid (onder andere over aanwezige reserves, preferenties van consumenten, technologische vooruitgang…) en van onbestaande ontginningskosten in brede zin. Hieronder worden onder andere de kosten voor exploratie, verwerking en ontginning
43
bedoeld. Er wordt binnen dit theoretisch kader tevens geen rekening gehouden met duurzaamheidseffecten als substitutiemogelijkheden, recyclage, ‘urban mining’ en voorraadopbouw. Ook overheidsinterventie, bijvoorbeeld in de vorm van productiequota, exportbelastingen en –quota’s, maar ook onder de vorm van een veranderende milieuwetgeving, en de imperfecte kapitaalmarkten zitten niet geïncorporeerd in de gebruikte basistheorie. De opzet van deze masterproef is niet om de theorie structureel te onderzoeken. De opzet is echter wel om te analyseren of empirische gegevens, namelijk marktprijzen en geldende marktrente, overeenkomen met wat de basistheorie van Hotelling voorspelt. Hoewel er verwacht wordt dat de algemene trend duidelijk zal blijven, blijft het een beperking dat er geen gegevens zijn voor de jaren 1997-1999. Voor twee elementen (cerium en neodymium) ontbreekt overigens een langere tijdreeks, maar dat zal de bevindingen allicht niet ondermijnen. Van de zeventien zeldzame aardmetalen worden er vijf (weliswaar representatief geachte) bestudeerd. Hoewel de data van de tijdreeksanalyse als betrouwbaar kan beschouwd worden, blijft deze natuurlijk afkomstig van drie verschillende bronnen waardoor kleine vertekeningen sowieso mogelijk zijn. Overigens werd reeds uiteengezet dat er nog andere kleine vertekeningen mogelijk zijn. Zo zijn de prijzen tot 1997 (door de USGS) afgeleid, en zit er een verschil op de FOB-basis. Hoewel de prijzen geacht worden representatief te zijn als wereldmarktprijs, zitten er dus kleine vertekening op, die echter niets afdoen van de algemene trend en dus eventuele conclusies van het onderzoek. Kosten voor transport zijn er immers vanuit elke locatie en zijn overigens relatief klein, te meer omdat zeldzame aardmetalen steeds in grote hoeveelheden worden gekocht (British Geological Survey, 2011). Met betrekking tot de GDP-deflator is het een beperking dat gegevens van het Bruto Binnenlands Product van de Verenigde Staten enkel per kwartaal beschikbaar zijn, daar we ze gebruiken voor de recente maandelijkse analyse. Maar zoals uiteengezet mag dit geen probleem vormen. Het nadeel van een grafische methode is natuurlijk dat de ijking van de assen er voor kan zorgen dat men een vertekende indruk krijgt. Er wordt echter verwacht dat dit zal meevallen, en eventueel kunnen grafieken worden aangepast zodat uitschieters een minder prominente rol spelen bij een eventueel preciezere analyse. Dit onderzoek 44
bevat overigens geen gesofisticeerde econometrische analyse. Een laatste opmerking is dat bij de eerste methode (cf. bedrag ontgonnen eenheid beleggen tegen marktrente of anticiperen op stijging prijs grondstof en dus niet ontginnen) er noodzakelijk gebruik zal gemaakt worden van een ietwat arbitrair startjaar. Er wordt verwacht dat dit geen probleem zal zijn, aangezien de prijzen in het begin vrij stabiel zijn.
c. Bespreking van de bevindingen. In het vorige gedeelte werd uiteengezet dat er twee methodes gebruikt zullen worden om Hotelling’s ‘r-procent-regel’ te toetsen bij vijf zeldzame aardmetalen. Eerst wordt methode 1 (‘beleggen tegen marktrente’) toegepast op het uit de vijf elementen willekeurig gekozen terbium. Met de grafiek van dit element tonen we eerst op nominale (figuur 4) en vervolgens reële wijze (figuur 5) aan welke de opbrengst zou zijn, mocht men een in 1959 ontgonnen eenheid verkopen en beleggen tegen de marktrente. Figuur 4. Terbium (nominaal). 60.000 US$
45.000 US$
30.000 US$
15.000 US$
0 US$
1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005 2009 Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream. Terbium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) belegging tegen marktrente (nominaal)
45
60.000 US$
Figuur 5. Terbium (reëel).
45.000 US$
30.000 US$
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
15.000 US$
0 US$
1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005 2009 Terbium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) belegging tegen marktrente (reëel)
60.000 US$
Figuur 6. Terbium (nominaal en reëel).
45.000 US$
30.000 US$
15.000 US$
0 US$
1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005 2009 Terbium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) belegging tegen marktrente (nominaal) Terbium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) belegging tegen marktrente (reëel) 46
Figuur 7. Cerium (nominaal en reëel).
5.000 US$ 3.750 US$ 2.500 US$ 1.250 US$
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
0 US$
1963 1969 1975 1981 1987 1993 1999 2005 2011
Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel)
15.000 US$
belegging tegen marktrente (nominaal) belegging tegen marktrente (reëel)
Figuur 8. Dysprosium (nominaal en reëel).
11.250 US$ 7.500 US$ 3.750 US$ 0 US$
1964 1971 1978 1985 1992 1999 2006
Dysprosium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) Dysprosium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel)
150.000 US$
belegging tegen marktrente (nominaal) belegging tegen marktrente (reëel)
Figuur 9. Europium (nominaal en reëel).
112.500 US$ 75.000 US$ 37.500 US$ 0 US$
1964 1971 1978 1985 1992 1999 2006
Europium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) Europium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel)
belegging tegen marktrente (nominaal) belegging tegen marktrente (reëel) 47
Figuur 10. Neodymium (nominaal en reëel). 7.000 US$ 5.250 US$ 3.500 US$ 1.750 US$ 0 US$
1963 1969 1975 1981 1987 1993 1999 2005 2011
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream. Neodymium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) Neodymium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel)
belegging tegen marktrente (nominaal) belegging tegen marktrente (reëel)
Om een volledig overzicht te hebben, worden voor de andere elementen, net als bij terbium (figuur 6), zowel de nominale als reële evolutie bij elkaar gezet (figuren 7 10). Anders dan de theorie voorspelt, is er bij alle elementen een steeds stijgende en in 2011 een zeer grote discrepantie tussen het bedrag dat in 1959 werd belegd, en de marktprijs van het zeldzame aardmetaal. We zien dit zowel bij de nominale als reële evaluatie. Dit is natuurlijk logisch, omdat in se zowel interest als marktprijs volgens de GDP-deflator worden omgerekend (volgens basisjaar 2005, wat duidelijk te zien is op de grafieken). Het valt ook op dat de divergerende trend tussen de waarde van de belegging en de marktprijs (zowel nominaal als reëel) eigenlijk in elke periode plaatsvindt. Ook is het opmerkelijk dat, algemeen bekeken, de prijzen grondig, maar vertragend dalen vanaf 1959. We zien ook dat de prijzen vanaf 2000 of 2004 (afhankelijk van het element) beduidend lager liggen dan voorheen. Hoewel dit in het vorige deel reeds werd aangehaald, komen we hier verder bij de mogelijke verklaringen nog op terug. Tenslotte zien we aan de staart van de grafiek bij elk element terug een sterke stijging van de marktprijs, en is deze bij dysprosium uitermate uitgesproken. Over de ganse periode (1959 tot 2011) kunnen we bij elk element een duidelijk divergerende trend waarnemen tussen de accumulerende waarde van de belegging en tussen de marktprijs van het zeldzame aardmetaal. Wat minder duidelijk waargenomen kan worden via de eerste methode, is een preciezere analyse wanneer 48
er al dan niet een groot verschil zit tussen de wijziging van de marktrente en de wijziging van de marktprijs. Dat de verschillen elkaar niet opheffen over een bepaalde periode zagen we reeds hierboven. Dankzij de tweede methode kunnen we nu preciezer analyseren wanneer deze verschillen plaatsvinden en hoe groot ze dan wel zijn. Volgens deze tweede methode bekijken we, zowel nominaal als reëel, de prijswijziging per jaar vergeleken met de rentevoet (in casu: ‘T-Bills’ met looptijd van zes maand) van dat jaar. Volgens het gebruikte theoretisch kader zouden deze moeten samenlopen. Belangrijk bij het analyseren van deze grafieken, is dat men zich niet mag laten misleiden door bijvoorbeeld een horizontaal waargenomen trend. De vorige grafieken, volgens de eerste methode, geven de lange termijn trend weer; de grafieken die volgen dienen om aan te tonen wanneer er een afwijking is tussen beide
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
wijzigingen, en hoe groot die dan is.
700,00%
Figuur 11. Cerium (nominaal).
525,00%
350,00%
175,00%
0%
-175,00%
1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003 2008
Treasury Bill - 6 maand - nominaal Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) nominale %-verandering
49
Figuur 12. Cerium (reëel). 700,00%
525,00%
350,00%
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
175,00%
0%
-175,00%
1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003 2008 Treasury Bill - 6 maand - reëel Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering
Figuur 13. Cerium (nominaal en reëel). 700,00%
525,00%
350,00%
175,00%
0%
-175,00%
1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 Treasury Bill - 6 maand - nominaal Treasury Bill - 6 maand - reëel Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) nominale %-verandering Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering
50
Figuur 14. Cerium (focus op nominaal en reëel). 105,000%
77,500%
50,000%
22,500%
-5,000%
-32,500%
-60,000%
1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
Treasury Bill - 6 maand - nominaal Treasury Bill - 6 maand - reëel Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) nominale %-verandering Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering
Wederom zien we, ditmaal in figuur 13, dat de nominale als reële analyse logischerwijs quasi gelijklopend is. In figuur 14 (focus op nominaal en reëel zonder), zien we ter illustratie zeer duidelijk dat in de periode 1972-1984 het verschil tussen nominaal en reëel relatief groter is, bij zowel de verandering in marktprijzen als bij de rentewijziging. Als we de reële evoluties van alle elementen onderbrengen in één grafiek, krijgen we onderstaande grafiek (figuur 15). De analyse zal grotendeels gebaseerd zijn op de afzonderlijke grafieken, maar de samengestelde figuur maakt enkele interessante bevindingen mogelijk. Zo kunnen er vooral negatieve reële wijzigingen opgemerkt worden in de periode 1962-1970. Dit komt voor bij alle elementen, met uitzondering van europium dat in 1965 reëel maar liefst 133% duurder wordt. Deze algemene snel dalende trend was overigens ook duidelijk zichtbaar bij grafieken opgemaakt via de eerste methode (figuren 6 – 10).
51
52
-175,00%
0%
175,00%
350,00%
525,00%
700,00%
Figuur 15. De vijf elementen (reëel).
Treasury Bill - 6 maand - reëel Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering Dysprosium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering Neodymium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering Terbium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering Europium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering
1958 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
Tot 1997 zijn de wijzigingen opvallend minder groot, en zijn er minder (grote) schokken. Deze stabiliteit van meer gematigde prijswijzigingen wordt enkel doorbroken door relatief sterkere stijgingen in 1986 (dysprosium en cerium) en 1992 (cerium), en in mindere mate in 1989 en 1995 (beide neodymium). Hoewel minder uitgesproken zijn er twee sterkere reële prijsdalingen, namelijk in 1989 (dysprosium) en 1995 (terbium en europium). Nogmaals, volgens de theorie zouden deze prijswijzingen steeds moeten samenlopen met de wijziging in de rente. Dat dit niet zo is, is onderhand wel duidelijk, maar het moet benadrukt worden dat ook de accumulatie van kleinere verschillen tussen prijs- en rentewijziging een grote invloed uitoefenen. Dit blijkt uit de voorgaande analyse volgens de eerste methode. Als zulke kleine verschillen reeds een bepalende invloed hebben, mag het duidelijk zijn dat de grote waargenomen schokken in prijswijziging een spreiding tussen beide lijnen op de grafiek nog veel sterker beïnvloeden. Als we kijken naar de periode vanaf 2000 of 2004 (afhankelijk van de data), vallen een aantal zaken op. Vooreerst zijn de prijswijzigingen jaar over jaar veel frequenter en sterker dan voorheen. Het zijn ook grotendeels prijsstijgingen (en geen prijsdalingen). Bovendien is het ook zeer opvallend dat de laatste twee jaar uit de tijdreeksanalyse (2010 en 2011) enorme positieve uitschieters vertonen, wat we ook merken bij de afzonderlijke grafieken. Cerium, dysprosium en neodymium maken hun tot dan sterkste stijging mee in 2011. En in 2012 is cerium het buitenbeentje met de kleinste reële prijsstijging van 69,19%. Dit is weinig ten opzichte van de reële prijsstijging van dysprosium (635,29%), neodymium (181,66%), terbium (397,64%) en europium (610,53%). Als we daarnaast kijken naar de absolute prijsevolutie (reëel of nominaal) van de zeldzame aardmetalen zijn de opeenvolgende prijsstijgingen in 2010 en 2011 des te markanter. Dat er in de periode 1959-1997 steeds minder grote prijswijzigingen voorkomen, is omdat de verkregen gegevens ons vaak een langere periode van dezelfde nominale prijs aanleveren. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat deze historische ‘USGSgegevens’ (Hedrick, 1997; Castor & Hedrick, 2004) berekend werden uit prijzen van bijvoorbeeld metaalstaven van bepaald gewicht. Als men alle grafieken van beide methodes bekijkt, is het opvallend dat een aantal zaken, conform de verwachtingen, duidelijk weergeven wat in het eerste 53
hoofdstuk werd uiteengezet. Zo is er een grote samenlopende trend waar te nemen tussen de marktprijzen op lange termijn van de LREE’s (cerium, neodymium en europium) en de HREE’s (terbium en dysprosium). Odanks het grote verschil in prijs (in 2005 bijvoorbeeld kostte cerium 4,75 US$/kg, en dysprosium 69 US$/kg), volgen ze bijvoorbeeld vaak hetzelfde patroon. Dit wordt ook grafisch weerspiegeld in de grafiek hieronder (figuur 16). Merk op dat ook de lineaire trendlijnen quasi volledig samenvallen. Een algemene historische beschrijving van de prijzen kwam reeds aan bod in het eerste hoofdstuk. Figuur 16. Cerium en dysprosium (incl. trendlijnen). 700,00%
525,00%
350,00%
175,00%
0%
-175,00%
1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
Cerium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering Dysprosium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel) reële %-verandering
Een laatste opmerking aangaande de analyse van beide soorten grafieken, zijn de zeer sterke prijsstijgingen de laatste jaren. Zo stegen de reële prijzen van eind 2009 tot eind 2011 maar liefst 441,79% (terbium), 525,79% (neodymium), 612,65% (europium), 706,21% (cerium) tot een prijsstijging op 36 maanden van maar liefst 773,44% (dysprosium), en dit tijdens een periode van historisch lage rentevoeten. Als we kijken naar de grafieken volgens de eerste methode (figuren 6 - 10), zien we dat 54
van de bestudeerde elementen voornamelijk dysprosium de laatste twee jaren aan een zeer steile opmars bezig is. Als we even inzoomen op de reële en nominale prijs van
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
dysprosium, lijkt deze te tenderen naar de reële prijs in 1959 (figuur 17). Figuur 17. Dysprosium (nominale en reële prijs). 4.000 US$
3.000 US$
2.000 US$
1.000 US$
0 US$
1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007
Dysprosium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - nominaal) Dysprosium Metaal >99% zuiver (in US$/kg) (FOB - reëel)
Het is echter niet omdat de reële marktprijs van dysprosium terug zou stijgen tot die van 1959, dat de gegevens zouden overeenkomen met de theorie. Daarvoor zou de reële prijs de stijgende trend in de toekomst moeten aanhouden en moeten blijven klimmen tot hij gelijk komt met de waarde van het belegde bedrag (en dit is in 2011 al minstens 9.830,40 US$/kg) (zie figuur).
Ook – maar minder waarschijnlijk – is een
lange periode van negatieve rente, in de veronderstelling dat beide bedragen dan naar elkaar toe zouden komen en de ‘r-procent-regel’ alsnog zou kloppen. Het is echter zeer onwaarschijnlijk dat een van beide scenario’s zich zoals voorgesteld zouden voltrekken. Zelfs moest dit het geval worden bij dysprosium, zou dit (cf. andere grafieken) niets zeggen over de vier andere zeldzame aardmetalen, laat staan over de volledige groep van zeventien zeldzame aardmetalen. Ten eerste omdat het, zoals gezegd, maar over één van de zeventien elementen zou gaan. Ten tweede is het
55
hoogst onzeker of de marktprijzen van dysprosium eenzelfde stijgende trend zullen vertonen als de periode 2009-2011 (773,44%). Zeer recente gegevens tonen immers aan dat de prijzen van zeldzame aardmetalen (en zeker ook dysprosium) allicht over hun hoogtepunt heen zijn. Dit geldt voor zowel de metalen als hun oxiden, al dan niet op FOB China-basis of Chinese binnenlandse prijs. De volgende grafiek verduidelijkt
Ceriumoxide (US$/kg) (FOB - nominaal) Neodymiumoxide (US$/kg) (FOB - nominaal) Cerium Metaal (US$/kg) (FOB - nominaal) Neodymium Metaal (US$/kg) (FOB - nominaal)
Bron: Thomson Reuters Datastream.
0 US$ mei-03 feb.-04 nov.-04 aug.-05 mei-06 feb.-07 nov.-07 aug.-08 mei-09 feb.-10 nov.-10 aug.-11 mei-12
100 US$
200 US$
400 US$
300 US$ US $ / kg
500 US$
Figuur 18. Prijzen metaal en oxide.
dit (figuur 18).
56
Anderzijds zijn deze gegevens op deze korte termijn mogelijk volatiel en sowieso betreft het enkel cijfers uit het voorjaar, die mogelijk totaal anders zijn dan het verdere prijzenverloop in 2012. Hoe dan ook, na het grafisch analyseren van de gegevens met behulp van de twee methodes, kunnen we besluiten dat de gegevens van vijf zeldzame aardmetalen (1959 tot 2011) incongruent zijn met de gehanteerde theorie, namelijk de ‘r-procentregel’ ofte de ‘Regel van Hotelling’ (Hotelling, 1931). De onderzoekshypothese klopt niet. In wat volgt, wordt gezocht naar mogelijke verklaringen hiervoor. We geven zowel empirische, theoretische als methodologische verklaringen. We hernemen even de ‘r-procent-regel’: rente2 = rente1 * (1+ r) We zien dat we in dit model de discontovoet ‘r’ (dus de geldende marktrente) beschouwen als een exogene variabele, en prijswijzigingen (de ‘economische rente’ in de formulering van Hotelling) dus exogeen zijn. Als we empirische verklaringen willen vinden voor het steeds groter wordende reële verschil tussen de waarde van het belegde bedrag en de marktprijs van een zeldzaam aardmetaal, moeten we redenen zoeken waarom de reële prijs daalt (en niet, zoals verwacht volgens de theorie, stijgt aan het tempo van de marktrente). In het eerste hoofdstuk zagen we dat voornamelijk door de verandering van vraag en/of aanbod, door een wijzigende milieuwetgeving en door wijzigende inflatie of energiekosten prijzen van zeldzame aardmetalen kunnen wijzigen (stijgen of dalen) (Hedrick, 1997). Zoals we kunnen zien op de grafieken (figuren 6 - 10) zijn er twee periodes waarin de reële prijzen beduidend sterker dalen. Deze twee periodes van prijsdalingen vallen niet toevallig samen met momenten van aanboduitbreiding door het openen van nieuwe mijnen, namelijk die van de ‘Mountain Pass’-mijn in de VS begin de jaren ’60 en de ‘Bayan Obo’-mijn in China, die vanaf 1995 met serieuze productie-uitbreiding startte. De zeer scherpe prijsdaling van europium in 1963 en 1964 was mogelijk omdat het bastnäsiet-erts in de ‘Mountain Pass’-mijn dubbel zoveel europium (0,10% t.o.v. 0,05%) bevat als het voorheen voornamelijk ontgonnen monoziet-erts. Dat de prijs van europium in 1965 meer dan verdubbelde, had te maken met de zeer sterk toegenomen vraag van de (televisie)beeldschermindustrie, die europium gebruikt om beter rood fosfor te maken. 57
Het mechanisme dat daaropvolgend in werking treedt, werd reeds besproken: door de toegenomen productie in de ‘Mountain Pass’-mijn daalde de prijs van andere elementen, omdat de vraag hiernaar niet zo groot was als deze naar europium. Er zijn verschillende mogelijke verklaringen te vinden waarom de prijzen relatief goedkoop bleven, ondanks een steeds groter wordend Chinees bijna-monopolie. Zo kadert het verhogen van de Chinese ontginningscapaciteit in het aanmoedigen van een verticale productieketen van toepassingen door de Chinese overheid. Ook een gebrek aan legislatieve omkadering (zowel voor externe milieueffecten als bijvoorbeeld omtrent de productiehoeveelheid) zorgde ervoor dat veel kleine mijnen over gans het land werden geopend, waardoor de productie zonder limiet kon toenemen. Dit overaanbod had een neerwaartse druk op de prijzen tot gevolg. Energiekosten bleven ook relatief laag, wegens goedkope (maar milieu-vervuilende) elektriciteitscentrales waarvan de brandstof vaak goedkoop, want massaal voorradig en via bovenbouw beschikbaar, steenkool is. Bovenstaande verklaringen zijn eigenlijk te reduceren tot gevolgen van de theoretische beperking van volledige zekerheid omtrent de preferentie van consumenten. Deze is er natuurlijk niet, en – paradoxaal genoeg – zeker niet over een langere periode (die, wegens het mogelijk wegwerken van prijsvolatiliteit, interessanter kan zijn voor de ‘r-procent-regel’ van Hotelling). Een andere verklaring voor het niet synchroon lopen van prijsstijging en rentevoet is dat we bij zeldzame aardmetalen te maken hebben met een zeer inelastisch aanbod (Bracke, 2012). Relatief kleine vraagwijzigingen hebben een grote impact op de marktprijs, waarvan de prijsverdubbeling van europium in 1965 een goed voorbeeld is. Er zijn ook verschillende redenen waarom het aanbod traag wijzigt. Zo is het niet enkel dat de te gebruiken verwerkingstechnologie zeer afhankelijk is van het soort erts, en dat de marketing zeer specifiek gericht moet zijn op enkele potentiële kopers (er wordt immers niet verhandeld op een beurs). Ook is het een zeer kapitaalintensief om zeldzame aardmetalen te produceren. Zo kost het anno 2009 maar liefst gemiddeld 30.000 US$ per ton jaarlijks geproduceerde zeldzame aardmetalen (Korinek & Kim, 2010). Het laatste decennium komt daar nog bij dat er buiten China weinig operationele kennis is, en dat de achterliggende industrie quasi volledig door China wordt gedomineerd (cf. verticale integratie ofte ‘Mine to Magnet’strategie) (Korinek & Kim, 2010).
58
Twee andere theoretische beperkingen, die in realiteit wel voorkomen, vormen tevens twee belangrijke verklaringen. Ten eerste werd er uit gegaan van een competitieve markt. We zagen reeds dat dit niet het geval is. Producenten zijn bij zeldzame aardmetalen steeds prijszetter geweest, maar het is duidelijk dat de laatste tien jaar monopolist China niet alleen de prijs kan bepalen, maar ook andere maatregelen kan nemen die een invloed hebben op de wereldmarkt van zeldzame aardmetalen. We komen hier onmiddellijk op terug. Een tweede theoretische beperking met aanzienlijke invloed is dat we in het gebruikte model geen rekening hielden met ontginningskosten. “De regel van Hotelling stelt dan dat de grondstoffenprijs jaarlijks toeneemt met de marktrente. De introductie van ontginningskosten heeft tot gevolg dat de grondstoffenprijs aan een lager ritme stijgt” (Bracke, 2012, p. 12). Hoewel accurate en historische kostenfuncties ontbreken, kan dit misschien een verklaring zijn waarom in dit model de prijzen veel minder sterk stegen dan de marktrente. Verder onderzoek zou dit kunnen uitwijzen. Anders dan voorondersteld in de theorie wijzigen de gekende reserves, wat tevens een verklaring kan zijn. Er is dus geen volledige zekerheid over de gekende reserves omdat een hogere prijs of technologische vooruitgang er voor zorgen dat voorheen oninteressante reserves wel economisch interessant worden om te ontginnen. We zagen reeds dat het ontbreken van duurzaamheidseffecten in de theorie waarschijnlijk een kleine(re) rol zal spelen bij het verklaren. Zo zagen we dat – zeker in het verleden – substitutie, recyclage, ‘urban mining’ en hergebruik een zeer beperkte invloed hebben. Het duurzaamheidseffect voorraadopbouw zou wel een invloed kunnen uitoefenen (Levhari & Pindyck, 1981). Zo hebben landen zoals Japan en ZuidKorea een aanzienlijke voorraad zeldzame aardmetalen opgebouwd aan relatief lage prijzen, voor dat China in 2008 o.a. de productie (nog meer) beperkte (Hurst, 2010). Er zijn naast productiequota nog andere maatregelen die de Chinese overheid neemt om de voordelen voor de eigen economie te maximaliseren. De ‘Mine to Magnet’-strategie (verticale integratie) moet er voor zorgen dat er in China jobs gecreëerd worden en er een industrie wordt ontwikkeld die hoger op de waardeketen geplaatst kan worden. Dit vertaalt zich naar een beleid dat grotendeels enkel focust op het verbeteren van de binnenlandse industrie, en dat tevens een belangrijke verklaring 59
kan bieden. Het gaat dan over bijvoorbeeld exportquota en –belastingen, productiequota, het verbieden van buitenlandse investeerders (tenzij ze een jointventure aangaan met een Chinees bedrijf), en het herzien van BTW-aftrek op export van onverwerkte zeldzame aardmetalen (Korinek & Kim, 2010). Door deze maatregelen zijn binnenlandse Chinese prijzen maar liefst 20% tot 40% goedkoper dan de prijzen op de wereldmarkt. Dit is trouwens een bijkomend probleem en risico voor projecten buiten China, en vormt een bijkomende verklaring voor het inelastisch karakter van het aanbod. Als China beslist om bijvoorbeeld de exportbelasting en – quota te versoepelen, kan de prijs aanzienlijk dalen waardoor deze niet-Chinese projecten niet meer voldoende rendabel zijn. Een laatste mogelijke methodologische verklaring is dat de onderzochte tijdsspanne (namelijk van 1959-2011) te kort zou zijn. We achten dit echter minder plausibel, niet alleen omdat de stijgende trend van grondstofprijzen historisch bekeken beperkt is en misschien reeds stopt, maar vooral omdat de gebruikte theorie ook zou moeten gelden voor twee momenten die minder ver uit elkaar liggen. De meeste verklaringen zijn dus het gevolg van het feit dat de realiteit (veel) complexer is dan het afgebakende theoretisch model dat gehanteerd wordt. In het volgende gedeelte worden aanbevelingen gegeven voor verder onderzoek.
d. Aanbevelingen en suggesties voor verder onderzoek. Omdat we er van uit gaan dat Hotelling’s fundamentele theorie overeind blijft, zullen de belangrijkste aanbevelingen voor verder onderzoek er voornamelijk uit bestaan om de beperkingen van de hier gebruikte basistheorie en de ‘r-procent-regel’ op te heffen, en zo tot een theorie (met assumpties) te komen die nauwer aansluit bij de werkelijkheid. Verder onderzoek aangaande de theorie, zou kunnen nagaan of en welke invloed de grootte van het marktaandeel van producenten heeft gehad over de tijd heen. Zeker voor het laatste decennium komt het grote aandeel van China niet overeen met de vooronderstelling van een competitieve markt. Er zou tevens een kostenfunctie van de ontginningskosten moeten worden opgesteld, waarna deze dan geïntegreerd kan worden in het model om zo nauwer bij 60
de realiteit aan te sluiten. Belangrijk is dat dit gebeurt voor de ganse periode (1959-2011), waarin er verschillende ondernemingen zeldzame aardmetalen produceren uit zeer verschillende en specifieke ertsen, en dit in verschillende landen. Hoewel dit reeds voor andere grondstoffen gebeurde (Slade & Thille, 2009), zou ook voor zeldzame aardmetalen een meer dynamische theoretische benadering moeten gevonden worden voor het feit dat de hoeveelheid gekende reserves kan wijzigen over de tijd heen. Het theoretisch model zou ook uitgebreid kunnen worden met het effect van o.a. productie- en exportquota, en een exportbelasting op de prijs. Die invloed is er zeker, beïnvloedt de economische rente ofte winst van de producenten, en werd in het algemeen voor grondstoffen reeds onderzocht (Korinek & Kim, 2010). Dit zou dan specifiek voor bijvoorbeeld de casus van zeldzame aardmetalen uit China verder onderzocht kunnen worden, waarna deze bevindingen gebruikt kunnen worden in de theorie. Hoewel Young & Ryan (1996) reeds een aanzet hebben gegeven, moet er nog verder onderzocht worden wat binnen het theoretisch kader van de ‘r-procent-regel’ de invloed kan zijn van bijvoorbeeld risicopremies op de geldende marktrente (Vander Vennet, 2011) of van een belegging in andere activa (dan de minst risicovol geachte ‘T-Bills’). We zagen reeds dat de USGS geen statistisch agentschap is en soms ook beroep doet op secundaire gegevens (Goonan, 2011). Hoewel gemotiveerd werd dat de secundaire gegevens bruikbaar en betrouwbaar zijn, is het altijd wetenschappelijk interessant dat verder onderzoek de gegevens kan bevestigen of verscherpen. Verder onderzoek zou ook methodologisch een andere weg kunnen inslaan. Het zou interessant zijn om specifieke en complexe econometrische modellen toe te passen op de gehanteerde theorie en gebruikte gegevens. De algemene aanbeveling is dat we het hier gevoerde onderzoek in de toekomst reproduceren met dezelfde gegevens, maar dan met de in deze masterproef voorgestelde wijzigingen aan de theorie.
61
4. Besluit. De opzet van deze masterproef was tweeërlei. Eerst werden de zeldzame aardmetalen op verschillende vlakken economisch geanalyseerd, wat tevens nuttig en nodig bleek te zijn voor het tweede luik van deze masterproef. Daarin werden prijsgegevens van 1959 tot 2011 getoetst aan de economische basistheorie voor niethernieuwbare grondstoffen, namelijk: de theorie van Hotelling en meer specifiek de ‘Regel van Hotelling’ ofte de ‘r-procent-regel’. In het eerste hoofdstuk werden belangrijke economische aspecten van zeldzame aardmetalen bekeken. We zagen dat er voor deze categorie van zeventien elementen een zeer gedifferentieerde terminologie gehanteerd wordt (van ‘zeldzame aarde’ tot ‘REO’ ofte ‘Rare Earth Oxide’), en dat andere verwante termen voor verwarring kunnen zorgen. Voorts werd er vastgesteld dat toepassingen en producten waarvoor zeldzame aardmetalen gebruikt worden een zeer grote invloed hebben op de vraag naar die specifieke elementen. Voorbeelden uit het verleden (cf. europium en de beeldschermindustrie) bevestigen dit, en met voorbeelden van potentiële toekomstige toepassingen wordt aangetoond voor welke elementen in de toekomst er mogelijk een sterke vraagverschuiving komt. Niet alleen komen abrupte vraagverschuivingen naar specifieke elementen geregeld voor, er werd ook aangetoond dat dit een zeer sterke invloed heeft op het aanbod van andere elementen. Vele elementen komen immers samen voor in een bepaald erts waardoor een toegenomen vraag naar één specifiek element sowieso zorgt voor een overaanbod (en dus significante prijsdaling) van een of meerdere andere elementen waarmee het samenzit. Zeldzame aardmetalen zijn dusver nog steeds co- of bij-producten van de ontginning van bijvoorbeeld ijzer en tin. Dit zorgt ervoor dat de productie van deze en andere niet-hernieuwbare grondstoffen een belangrijke rol speelt bij prijsvorming en productie. Tevens werd de prijsevolutie besproken, waarbij ook aandacht werd besteed aan het verschil tussen het zeldzame aardmetaal en zijn oxide. We stelden vast dat industrie en export over de jaren heen veranderden (van voornamelijk de focus op ertsen in de jaren ’70 tot afgewerkte producten als harde schijven na 2000), en dat dit dan ook een bemoeilijkende invloed had en heeft op de manier waarop gegevens verzameld en bijgehouden worden. Niet alleen werden de prijzen de laatste decennia bestudeerd, ook zagen we m.b.t. de productie een aantal belangrijke zaken in de bestudeerde periode. We zagen dat de
62
opening van de ‘Mountain Pass’-mijn in Californië begin jaren ’60 (en de sluiting ervan in 2002), en het Chinese monopolie in de productie de laatste tien jaar veel gevolgen had en nog steeds heeft. De productie in China gaat trouwens gepaard met heel wat negatieve externe effecten (ongezuiverde lozing van chemicaliën, vrijkomen radioactiviteit,…) en slechte arbeidsomstandigheden. Vooral dat eerste, het ontbreken van een solide milieuwetgeving, zorgde er mee voor dat China een dominante speler op de wereldmarkt werd. Lage loonkosten spelen een mindere rol, omdat het produceren van zeldzame aardmetalen (o.a. exploratie, ontginnen, verwerken,…) een zeer kapitaalintensieve industrie is. We zagen dat dit een eerste reden is waarom het aanbod traag wijzigt en dus inelastisch is. Een andere reden is het bewust beleid van monopolist China. Dit omvat het invoeren van productie- en exportquota’s, het heffen van exportbelastingen en het verhinderen van buitenlandse investeerders in de industrie van zeldzame aardmetalen. China tracht met deze ‘Mine to Magnet’-strategie van verticale integratie de winsten voor eigen economie te maximaliseren. Een voorbeeld dat dit grotendeels lukt, is dat na de sluiting van de ‘Mountain Pass’-mijn niet alleen de productie (nog meer) verschoof naar China, maar dat daarmee ook een ganse industrie en knowhow van de VS naar China trok. Een ander gevolg van het Chinese beleid, en tevens oorzaak waarom het aanbod inelastisch is, is dat het beleid het opstarten van projecten buiten China risicovoller maakt. Als China plots zou beslissen de maatregelen in te trekken, zagen we dat de prijzen plots tot 40% goedkoper kunnen worden, wat de rendabiliteit van zulke projecten ondermijnt. Er werd aangetoond dat, los van technische uitdagingen, dit tevens een reden is waarom recyclage en ‘urban mining’ nog steeds een marginaal verschijnsel zijn. Samen met het gebrek aan volwaardige substituten zorgt dit ervoor dat verwacht wordt dat de productie de komende jaren nog sterk zal (moeten) toenemen. We konden vaststellen dat China dan wel meer dan 95% voorziet van de huidige productie, maar eigenlijk ‘slechts’ 48% van het gekende wereldreserve heeft. Aansluitend hiermee bleek dat het ook belangrijk is steeds te bekijken wat bedoeld wordt met termen als ‘reserves’, daar deze soms kunnen verschillen of overlappen. Na o.a. het definiëren van ‘reserves’, stelden we in het tweede hoofdstuk vast dat, met economische logica in het achterhoofd, de eventuele uitputting van niethernieuwbare grondstoffen eigenlijk een vreemd idee is. Niet alleen omwille van die veranderende (lees: uitbreidende) reserves, maar ook omwille van prijsmechanismen 63
waardoor zaken als substitutie, recyclage,… in de toekomst een belangrijkere rol zullen spelen. Tot slot werd in dit tweede hoofdstuk de fundamentele economische basistheorie van niet-hernieuwbare grondstoffen uiteengezet, namelijk de theorie van Harold Hotelling (1931) en meer bepaald zijn ‘Regel van Hotelling’ ofte ‘r-procentregel’. Het literatuuroverzicht waarmee het derde hoofdstuk aanvangt, leerde ons een aantal zaken. Zo zijn er ten eerste verschillende manieren om de theorie van Hotelling empirisch te testen, namelijk structureel en descriptief. Ten tweede zagen we dat er geen tot weinig relevant empirisch onderzoek werd verricht naar de band tussen prijsgegevens van zeldzame aardmetalen en het door ons gehanteerd theoretisch model. Ten derde concludeerden we uit dit literatuuroverzicht dat de resultaten van empirisch onderzoek, van welke aard ook, bij verschillende niet-hernieuwbare grondstoffen echter steeds resultaten opleverden die dan weer wel en dan weer niet de theorie ondersteunden. We besloten dat dit geen reden was om te stoppen met het empirisch onderzoek. Hotelling’s theorie blijft immers de fundamentele theorie voor niet-hernieuwbare grondstoffen. Wel toonden we aan dat we goed het onderscheid moeten maken tussen korte termijn volatiliteiten (omwille van bijvoorbeeld inelasticiteit van het aanbod en conjuncturele factoren) en echte lange termijn trends. Dit is en blijft een moeilijke oefening. De hierboven beschreven inzichten en opmerkingen werden dan ook meegenomen naar de tweede doelstelling van deze masterproef, welke weerspiegeld wordt in het hier gevoerde onderzoek. De doelstelling van het onderzoek was om secundaire prijsgegevens van een aantal zeldzame aardmetalen te toetsen aan de ‘r-procent-regel’ van Hotelling. We stelden vast dat met het verzamelen van gegevens heel wat problemen kunnen voorkomen, maar motiveerden waarom de gebruikte prijsgegevens betrouwbaar zijn en tevens waarom we een representatieve selectie namen van vijf zeldzame aardmetalen. In het onderzoek werden, zowel nominaal als reëel, twee methodes gehanteerd waarbij de analyse grafisch gebeurde. Met de eerste methode bekeken we of de grondstofprijs aan hetzelfde tempo wijzigt als de waarde van een jaarlijks tegen de marktrente belegde som uit een basisjaar waarin we een eenheid ontgonnen en verkochten. Volgens de ‘r-procentregel’ zouden beide bedragen (cf. de economische rente) aan hetzelfde tempo stijgen. 64
Met deze eerste methode konden we zeer duidelijk een trend op lange termijn weergeven. Het was echter minder duidelijk zichtbaar wanneer er juist een discrepantie was tussen prijsstijging of geldende marktrente. Daarom analyseerden we ook grafisch volgens een tweede methode. Wat we hier deden was de prijsstijging per jaar op een grafiek uitzetten tegen de marktrente van dat jaar. Volgens de theorie zouden beide lijnen gelijk moeten lopen. Over jaren waar we vaststelden dat dit niet zo was, konden we achteraf specifiek naar verklaringen zoeken. Alvorens we naar de resultaten van het onderzoek en verklaringen overgingen, werden de beperkingen van de gebruikte theorie uitvoerig besproken. Het gaat dan voornamelijk over het verschil tussen de realiteit en het gebruikte theoretisch model. Dat vooronderstelde bijvoorbeeld (niet exhaustief) een competitieve markt, volledige zekerheid (over gekende reserves, preferenties,…) en - een belangrijke beperking onbestaande ontginningskosten. Voorts hield het theoretisch model (wederom niet exhaustief) geen rekening met duurzaamheidseffecten (substitutie, recyclage, voorraadopbouw), alsook niet met overheidsbeleid (productie- en exportquota, exportbelasting, milieuwetgeving en het verbieden van buitenlandse investeerders). De resultaten van het onderzoek volgens de twee methodes bleken na grafische analyse niet overeen te komen met de onderzoekshypothese (de ‘r-procent-regel’ van Hotelling). Er werd onderzocht hoe dit kwam, en er werd besloten dat de meeste verklaringen hun oorzaak vinden in de hierboven beschreven beperkingen van de theorie. Aanbevelingen en suggesties voor verder onderzoek, eveneens gebaseerd op de beperkingen en andere verklaringen, sluiten het onderzoek en het hoofdstuk af.
65
5. Geraadpleegde werken. •
Barnett, H. J., & Morse, C. (1963). Scarcity and Growth: The Economics of Natural Resource Availability, Optimization in Economic Theory, Baltimore: John Hopkins.
•
Baylis, R., & Chegwidden, J. (2012). Industrial minerals for electric vehicle technologies, Roskill Information Services Ltd. Presentatie voor Industrial Minerals, op 27 maart 2012.
•
Blackman, S. A. B., & Baumol, W. J. (2008). Natural Resources, The Concise Encyclopedia of Economics. Geraadpleegd op 7 april 2012, op http:// www.econlib.org/library/Enc/NaturalResources.html .
•
Bracke, R. (2011). Natural Resources Management – Renewable Resources, presentatie in kader van cursus milieu-economie en –beleid, academiejaar 2011 – 2012, Gent: Universiteit Gent.
•
Bracke, R. (2012). Het beheer van niet-hernieuwbare grondstoffen, cursus milieueconomie en –beleid, academiejaar 2011 – 2012, Gent: Universiteit Gent.
•
British Geological Survey (2011). Rare Earth Elements, British Geological Survey November 2011. Geraadpleegd op 19 maart, 2012, op www.bgs.ac.uk/downloads/ start.cfm?id=1638 .
•
Caputo, M. R. (2011). A Nearly Complete Test of a Capital Accumulating, Vertically Integrated, Nonrenewable Resource Extracting Theory of a Competitive Firm, Resource and Energy Economics 33, 725 – 744.
•
Castor, S. B., & Hedrick, J. B. (2004). Rare Earth Elements, Industrial Minerals and Rocks: Commodities, Markets, and Uses, 769 – 792.
•
Chermak, J. M., & Patrick, R. H. (2001). A microeconomic test of the theory of exhaustible resources, Journal of Environmental Economics and Management, 42, 82 – 103.
66
•
Chermak, J. M., & Patrick, R. H. (2007). Irreconcilable Differences in Tests of Hotelling’s Theory of Exhaustible Resources, Paper for the American Economic Association Meeting. Geraadpleegd op 7 mei 2012, op www.rci.rutgers.edu/ ~rpatrick/IDTTER.pdf .
•
Dale, L. L. (1984). The Pace of Mineral Depletion in the United States, Land Economics, 60(3), 255 – 267.
•
Dasgupta, P. S., & Heal, G. M. (1979). The Optimal Depletion of Exhaustible Resources, The Review of Economic Studies, 41, 3 – 38.
•
De Walsche, A. & Vandaele, J. (2011). De aarde wordt zeldzaam, MO*, 86, 26 – 31.
•
Divovich, E. (2011). Descriptive Test of the Hotelling Model with Data from the Rare Earths Market, Northwestern University. Geraadpleegd op 11 april 2012, op http:// mmss.wcas.northwestern.edu/thesis/articles/get/754/Divovich2011.pdf .
•
Energy Critical Elements (2011). Energy Critical Elements: Securing Materials for Emerging Technologies, A Report By The APS Panel On Public Affairs & The Materials Research Society.
•
Ernst & Young (2011). Technology minerals – The rare earth race is on!. Geraadpleegd op 17 april 2012, op http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/ Te c h _ M i n e r a l s _ R a r e _ E a r t h _ P a p e r _ F I N A L / $ F I L E / Tech_Minerals_Rare_Earth_Paper_FINAL.pdf .
•
Farrow, S. (1985). Testing the efficiency of extraction from a stock resource, Journal of Political Economy, 93, 452 – 487.
•
Gaitan, B. S., Tol, R. S. J., & Yetkiner, I. H. (2006). The Hotelling’s Rule Revisited in a Dynamic General Equilibrium Model, Proceedings of the Conference on Human and Economic Resources, 213 – 238.
•
Gaudet, G. (2007). Natural Resource Economics under the Rule of Hotelling, Canadian Journal of Economics/Revue canadienne d’économique, 40(4), 1033 – 1059.
67
•
Goonan, T. G. (2011). Rare earth elements – End use and recyclability, U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2011–5094.
•
Grondstoffeninitiatief (2008). Mededeling van de Commissie aan het Europees Parlement en de Raad, Het Grondstoffeninitiatief – Voorzien In Onze Kritieke Behoeften Aan Groei En Werkgelegenheid In Europa, COM(2008) 699 en SEC(2008) 2741, Brussel: Europese Commissie.
•
Halvorsen, R., & Smith, T. R. (1991). A Test of the Theory of Exhaustible Resources, The Quarterly Journal of Economics, 106(1), 123 – 140.
•
Haxel, G. B., Hedrick, J. B., & Orris, G. J. (2002). Rare Earth Elements – Critical Resources for High Technology, USGS Fact Sheet 087-02, U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey. Geraadpleegd op 28 april 2012, op http:// pubs.usgs.gov/fs/2002/fs087-02/fs087-02.pdf .
•
Heal, G., & Barrow, M. (1980). The Relationship between Interest Rates and Metal Price Movements, The Review of Economic Studies, 47(1), 161 – 181.
•
Hedrick, J. B. (X). Metals Prices in the United States trough 1998, U.S. Geological Survey & U.S. Department of the Interior, 109 – 126. Geraadpleegd op 24 april op http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/rare_earths/740798.pdf .
•
Hedrick, J. B. (1997). Rare-earth metal prices in the USA ca. 1960 to 1994, Journal of Alloys and Compounds, 250, 471 – 481.
•
Hedrick, J. B., Sinha, S. P., Kosynkin, V. D. (1997). Loparite, a rare-earth ore (Ce, Na, Sr, Ca)(Ti, Nb, Ta, Fe+3)O3, Journal of Alloys and Compounds, 250, 467 – 470.
•
Heylen, F. (2004). Macro-economie, tweede editie, Antwerpen-Apeldoorn: Garant.
•
Hocquard, C. (2010). Rare Earths (REE). Presentatie voor IFRI Energy Breakfast Rountable op 20 mei 2010. Geraadpleegd op 16 april 2012, op www.ifri.org/ downloads/comptes_rendu/fichiers/51/hocquard.pdf .
•
Hotelling, H. (1931). The Economics of Exhaustible Resources, The Journal of Political Economy, 39(2), 137 – 175.
68
•
Humphries, M. (2011). Rare Earth Elements: The Global Supply Chain, Congressional Research Service. Geraadpleegd op 15 april 2012, op http:// www.fas.org/sgp/crs/natsec/R41347.pdf .
•
Hurst, C. (2010). China’s Rare Earth Elements Industry: What Can the West Learn?, Institute for the Analysis of Global Security (IAGS).
•
IPCC Special Report (2010). IPCC Special Report – Summary for Policymakers, A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Geraadpleegd op 11 mei 20120, op http://www.ipcc.ch/pdf/special-reports/ spm/sres-en.pdf .
•
Kennedy, J. (2010). Critical and Strategic Failure of Rare Earth Resources. Geraadpleegd op 17 april, op http://www.phenix.bnl.gov/WWW/publish/ondrejch/ misc/JimKennedyRE/NMAB-paperTMS.pdf .
•
Kingsnorth, D. J. (2008). Rare earths at the crossroads - Dudley J Kingsnorth looks at the world market and sees how the industry is coping with present and future demands, Industrial Minerals, 492, 66 – 71.
•
Kingsnorth, D. J. (2010). Rare Earths: Facing New Challenges in the New Decade – SME Annual Meeting 2010, Industrial Minerals Company of Australia Pty Ltd.
•
Korinek, J., & Kim, J. (2010). Export Restrictions on Strategic Raw Materials and Their Impact on Trade, OECD Trade Policy Working Papers, 95, OECD Publishing.
•
Krautkraemer, J. A. (1998). Nonrenewable Resource Scarity, Journal of Economic Literature, 36(4), 2065 – 2107.
•
Levhari, D., & Pindyck, R. S. (1981). The Pricing of Durable Exhaustible Resources, The Quarterly Journal of Economics, 96(3), 365 – 378.
•
Levkowitz, L. & Beauchamp-Mustafaga, N. (2010). China’s Rare Earth Industry and its Role in the International Market, U.S.-China Economic and Security Review Commission Staff Backgrounder.
•
Lewis, L. (2009). Sumitomo in deal with Kazakhstan to supply rare earth minerals, The Times, gepubliceerd op 12 augustus 2009. Online geraadpleegd op 9 mei 2012. 69
•
Livernois, J. (2009). On the Emprical Significance of the Hotelling Rule, Review of Environmental Economics and Policy, 3, 22 – 41.
•
Long, K. R., Van Gosen, B. S., Foley, N. K., Cordier, D. (2010). The Principal Rare Earth Elements Deposits of the United States – A Summary of Domestic Deposits and a Global Perspective, U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2010-5220.
•
Lynas (2009). Annual Report 2009. Geraadpleegd op 27 april 2012, op http:// www.lynascorp.com/content/upload/files/Reports/ Annual_Report_2009_778195.pdf .
•
Miller, M. H., & Upton, C. W. (1985). A Test of the Hotelling Valuation Principle, Journal of Political Economy, 93(1), 1 – 25.
•
Naumov, A. V. (2008). Review of the World Market of Rare-Earth Metals, Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 49, 14 – 22.
•
OECD (2007). Improving Recycling Markets, Policy Brief January 2007, 6 – 7.
•
Plilier, R., & Adams, J. A. S.(1962). The distribution of thorium and uranium in a Pennsylvanian weathering profile, Geochimica et Cosmochimica Acta, 26, 1137 – 1146.
•
Rare Earth: An Introduction (2012). Baotou National Rare-Earth Hi-Tech Industrial Development Zone. Geraadpleegd op 27 april 2012, op http://www.rev.cn/en/ int.htm .
•
Raw Materials Initiative (2008). Commission Staff Working Document, The Raw Materials Initiative – Meeting Our Critical Needs For Growth And Jobs in Europe, COM(2008) 699 and SEC(2008) 2741, Brussels: European Commission.
•
Schüler, D., Buchert, M., Liu, R., Dittrich, S., & Merz, C. (2011). Study on Rare Earths and Their Recycling, Final Report for The Greens/EFA Group in the European Parliament, Öko-Institut e.V. Freiburg Head Office.
•
Seaman, J. (2010). Rare Earths and Clean Energy: Analyzing China’s Upper Hand, Gouvernance européenne et géopolitique de l’énergie.
70
•
Slade, M. E., & Thille, H. (2009). Wither Hotelling: Test of the Theory of Exhaustible Resources, Annual Review of Resource Economics, 1, 239 – 260.
•
Stollery, K. R. (1982). Mineral Depletion with Cost as the Extraction Limit: A Model Applied to the Behavior of Prices in the Nickel Industry, Journal Of Environmental Economics And Management, 10, 151 – 165.
•
Swaenepoel, E. (2012). Gold demands tops $200bn in 2011 – WGC, Mining Weekly, 16 februari 2012. Geraadpleegd op 9 mei 2012, op http:// w w w. m i n i n g w e e k l y. c o m / a r t i c l e / g o l d - d e m a n d - t o p s - 2 0 0 b n - i n - 2 0 11 - - wgc-2012-02-16 .
•
The Economist (2010). Digging in: China restricts exports of some obscure but important commodities, 2 september 2010. Online geraadpleegd op 4 mei 2012, op http://www.economist.com/node/16944034 .
•
Thomson Reuters Datastream (2012). Online database, geraadpleegd op 2 mei 2012 via de Bibliotheek van de Universiteit Gent.
•
Tse, P. (2011). China’s Rare Earth Industry, U.S. Geological Survey Open-File Report 2011, Virginia. Geraadpleegd op 16 april, op http://pubs.usgs.gov/of/ 2011/1042 .
•
UNEP (United Nations Environment Programme) (2010). UNEP Year Book 2010, Nairobi: DEWA.
•
USGS (2011). Mineral commodity summaries 2011, U.S. Geological Survey & U.S. Department of the Interior. Geraadpleegd op 17 april, op http://minerals.usgs.gov/ minerals/pubs/mcs/2011/mcs2011.pdf .
•
Vander Vennet, R. (2011). Bank- en Financiewezen, cursustekst 2010-2011, Gent: Universiteit Gent.
•
Van Hall, S. (2011). Incoterms in de internationale handelspraktijk, HAN Business Publications, 6, 31 – 48.
•
Verbruggen, A. (2007). Economische benadering van milieu en milieubehoud, Antwerpen – Apeldoorn: Garant.
71
•
Verhaeghe, K. (2011). Hypotheek op groene technologie, EOS, juni 2011, 60 – 64.
•
Wood, S. A. (1990). The aqueous geochemistry of the rare-earth elements and yttrium, Chemical Geology, 88, 99 – 125.
•
Young, D. (1992). Cost specification and firm behavior in a Hotelling model of resource extraction, Canadian Journal of Economics/Revue canadienne d’économique, 25, 41 – 59.
•
Young, D., & Ryan, D. L. (1996). Empirical testing of a risk-adjusted Hotelling model, Resource and Energy, 18, 265 – 269.
.
72
6. Appendix.
Jaar.
Index (GDPdeflator) met basisjaar 2005.
Inflatie.
T-Bill - 6 maand nominaal.
T-Bill - 6 maand reëel.
1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971
0,1814 0,1835 0,1861 0,1882 0,1908 0,1928 0,1958 0,1994 0,2050 0,2113 0,2203 0,2312 0,2434 0,2555
1,18% 1,40% 1,14% 1,36% 1,06% 1,54% 1,83% 2,84% 3,07% 4,25% 4,94% 5,28% 5,00%
3,01% 3,81% 3,20% 2,59% 2,90% 3,26% 3,68% 4,05% 5,06% 4,61% 5,47% 6,86% 6,51% 4,52%
2,63% 1,80% 1,45% 1,54% 2,20% 2,14% 2,22% 2,22% 1,54% 1,22% 1,92% 1,23% -0,48%
1972
0,2666
4,32%
4,47%
0,15%
1973
0,2814
5,55%
7,20%
1,65%
1974
0,3069
9,08%
7,95%
-1,13%
1975
0,3359
9,45%
6,10%
-3,35%
1976
0,3552
5,74%
5,26%
-0,48%
1977
0,3778
6,37%
5,52%
-0,85%
1978
0,4044
7,02%
7,58%
0,56%
1979
0,4380
8,32%
10,04%
1,72%
1980
0,4779
9,12%
11,32%
2,20%
1981
0,5227
9,37%
13,81%
4,44%
1982
0,5546
6,10%
11,06%
4,96%
1983
0,5765
3,95%
8,74%
4,79%
1984
0,5982
3,76%
9,78%
6,02%
1985
0,6163
3,03%
7,65%
4,62%
1986
0,6299
2,21%
6,02%
3,81%
1987
0,6482
2,90%
6,03%
3,13%
1988
0,6705
3,43%
6,91%
3,48%
1989
0,6958
3,78%
8,03%
4,25%
1990
0,7226
3,86%
7,46%
3,60%
1991
0,7482
3,55%
5,44%
1,89%
1992
0,7660
2,37%
3,54%
1,17%
1993
0,7829
2,21%
3,12%
0,91%
1994
0,7994
2,11%
4,64%
2,53%
1995
0,8161
2,08%
5,56%
3,48%
Bron: FED (2012) & BEA (2012).
Bijlage 1. Index, inflatie, nominale en reële rente (1959 - 2011).
73
Jaar. 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Index (GDPdeflator) met basisjaar 2005. 0,8316 0,8463 0,8558 0,8684 0,8872 0,9073 0,9220 0,9414 0,9679 1,0000 1,0323 1,0623 1,0858 1,0973 1,1099 1,1336
Inflatie. 1,90% 1,77% 1,13% 1,47% 2,17% 2,26% 1,62% 2,10% 2,82% 3,32% 3,23% 2,90% 2,22% 1,06% 1,15% 2,13%
T-Bill - 6 maand nominaal. 5,08% 5,18% 4,83% 4,75% 5,90% 3,34% 1,68% 1,05% 1,58% 3,39% 4,81% 4,44% 1,62% 0,28% 0,20% 0,10%
T-Bill - 6 maand reëel. 3,18% 3,41% 3,70% 3,28% 3,73% 1,08% 0,06% -1,05% -1,24% 0,07% 1,58% 1,54% -0,60% -0,78% -0,95% -2,03%
74
Jaar.
Cerium Dysprosium Neodymium Terbium Europium Metaal >99% Metaal >99% Metaal >99% Metaal >99% Metaal >99% zuiver (in US zuiver (in US zuiver (in US zuiver (in US zuiver (in US $/kg) (FOB - $/kg) (FOB - $/kg) (FOB - $/kg) (FOB - $/kg) (FOB nominaal) nominaal) nominaal) nominaal) nominaal)
1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971
330 US$ 330 US$ 330 US$ 330 US$ 304,24 US$ 160,94 US$ 174,17 US$ 165,35 US$ 154,32 US$ 154,32 US$ 110,23 US$ 88,18 US$ 88,18 US$
730 US$ 730 US$ 730 US$ 730 US$ 661,39 US$ 526,90 US$ 559,97 US$ 275,58 US$ 341,72 US$ 341,72 US$ 308,65 US$ 308,65 US$ 264,55 US$
420 US$ 420 US$ 420 US$ 420 US$ 385,81 US$ 348,33 US$ 370,38 US$ 330,69 US$ 253,53 US$ 253,53 US$ 220,46 US$ 242,51 US$ 220,46 US$
3.750 US$ 9.250 US$ 3.750 US$ 9.250 US$ 3.750 US$ 9.250 US$ 3.750 US$ 9.250 US$ 2.314,85 US$ 3.306,93 US$ 2.843,96 US$ 4.645,14 US$ 2.411,86 US$ 11.023,11 US$ 2.425,08 US$ 11.023,11 US$ 1.895,98 US$ 7.936,64 US$ 1.895,98 US$ 7.936,64 US$ 1.543,24 US$ 7.054,79 US$ 1.543,24 US$ 7.054,79 US$ 1.543,24 US$ 5.952,48 US$
1972
88,18 US$
264,55 US$
220,46 US$
1.543,24 US$
5.952,48 US$
1973
88,18 US$
264,55 US$
220,46 US$
1.543,24 US$
5.952,48 US$
1974
88,18 US$
264,55 US$
220,46 US$
1.807,79 US$
5.952,48 US$
1975
88,18 US$
264,55 US$
220,46 US$
1.807,79 US$
5.952,48 US$
1976
88,18 US$
264,55 US$
220,46 US$
1.807,79 US$
5.952,48 US$
1977
88,18 US$
264,55 US$
220,46 US$
1.807,79 US$
5.952,48 US$
1978
88,18 US$
264,55 US$
220,46 US$
1.807,79 US$
5.952,48 US$
1979
108 US$
270 US$
250 US$
2.000 US$
6.500 US$
1980
115 US$
300 US$
260 US$
2.300 US$
7.000 US$
1981
125 US$
300 US$
260 US$
2.800 US$
7.500 US$
1982
125 US$
300 US$
260 US$
2.800 US$
7.500 US$
1983
125 US$
300 US$
260 US$
2.800 US$
7.500 US$
1984
125 US$
300 US$
260 US$
2.800 US$
7.500 US$
1985
125 US$
300 US$
260 US$
2.800 US$
7.500 US$
1986
175 US$
630 US$
280 US$
2.800 US$
7.600 US$
1987
175 US$
630 US$
280 US$
2.800 US$
7.600 US$
1988
175 US$
630 US$
280 US$
2.800 US$
7.600 US$
1989
175 US$
500 US$
340 US$
2.800 US$
7.600 US$
1990
175 US$
500 US$
340 US$
2.800 US$
7.600 US$
1991
175 US$
500 US$
340 US$
2.800 US$
7.600 US$
1992
350 US$
500 US$
340 US$
2.800 US$
7.600 US$
1993
350 US$
500 US$
340 US$
2.800 US$
7.600 US$
1994
350 US$
500 US$
340 US$
2.800 US$
7.600 US$
1995
350 US$
500 US$
450 US$
2.200 US$
5.600 US$
1996
350 US$
500 US$
450 US$
2.200 US$
5.600 US$
Bron: Hedrick (X; 1997), Naumov (2008) & Thomson Reuters Datastream.
Bijlage 2. Prijzen van de vijf elementen (1959 - 2011).
1997 1998 1999 75
Jaar.
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 15-apr.-2012
Cerium Dysprosium Metaal >99% Metaal >99% zuiver (in US zuiver (in US $/kg) (FOB - $/kg) (FOB nominaal) nominaal) 70 US$ 40 US$ 30 US$ 45 US$ 3,60 US$ 49 US$ 4,75 US$ 69 US$ 4,95 US$ 107 US$ 7,05 US$ 126 US$ 10,25 US$ 151 US$ 7,75 US$ 161,50 US$ 59,75 US$ 379,50 US$ 103,25 US$ 2.850 US$ 41,50 US$
1.925 US$
Neodymium Terbium Europium Metaal >99% Metaal >99% Metaal >99% zuiver (in US zuiver (in US zuiver (in US $/kg) (FOB - $/kg) (FOB - $/kg) (FOB nominaal) nominaal) nominaal) 340 US$ 1.090 US$ 200 US$ 1.090 US$ 210 US$ 730 US$ 420 US$ 590 US$ 8,20 US$ 430 US$ 560 US$ 12,50 US$ 430 US$ 550 US$ 28,50 US$ 670 US$ 550 US$ 40,50 US$ 740 US$ 550 US$ 20,50 US$ 625 US$ 690 US$ 25,80 US$ 450 US$ 690 US$ 109,50 US$ 787 US$ 720 US$ 315 US$ 4.000 US$ 5.225 US$ 180 US$
3.550 US$
76
77
