レアメタルが支える技術革新！ハイテク機器の“縁の下の力持ち”

この記事の監修者

ニッシン・パーテクチュアル株式会社
代表取締役社長　中村稔

金型関連のものづくりに20年従事し、会社の社長としてリーダーシップを発揮。金型工業会と微細加工工業会にも所属し、業界内での技術革新とネットワーキングに積極的に取り組む。高い専門知識と経験を生かし、業界の発展に貢献しております。

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レアメタルとは？

レアメタルの定義

レアメタルとは、産出量が限られている、または技術的に取り出すことが難しい金属の総称を指します。具体的に「ここからここまでがレアメタルです」と厳密に決まっているわけではなく、世界的に需要が高まっているものや、供給が限定されている金属をまとめてこう呼びます。

たとえば、リチウムやコバルト、ニッケル、タンタル、レアアース（希土類）などがよく挙げられます。これらは「埋蔵量は多いが、有効に取り出す技術がまだ未熟」「特定の国にのみ偏って埋蔵されている」などの理由で希少性が高まっています。

代表的なレアメタルの種類

レアメタルにはいろいろな種類がありますが、以下に代表的なものを挙げます。

• リチウム
  スマートフォンやノートパソコンなどのリチウムイオン電池に使われます。電気自動車のバッテリーでも需要が急増しており、近年特に注目度が高いレアメタルです。

• コバルト
  こちらも電池の材料として重要視されています。リチウムイオン電池の正極材などに使われるため、電気自動車やモバイル端末が普及するにつれ、需要が高まっています。

• ニッケル
  ステンレス鋼の製造や電池の材料など、多方面で利用されています。電気自動車用のバッテリーにも必要とされているため、供給が不安定になると価格が大きく変動することがあります。

• タンタル
  スマートフォンやPCに搭載されるコンデンサなどの電子部品に多く使われます。高い耐久性や安定性が求められる分野で重宝されています。

• レアアース（希土類）
  イットリウム、ランタン、セリウムなど合計17種類の元素をまとめて「レアアース」と呼びます。磁石や発光ダイオード（LED）、触媒などに使われ、ハイテク機器には欠かせません。

レアメタルが重要視される理由

レアメタルが注目されるのは、以下のような理由からです。

1. ハイテク機器に欠かせない材料
   スマホやPC、家電など、私たちの生活を支える製品に必要不可欠。

2. 電気自動車・再生可能エネルギーの普及
   大容量のバッテリーや、太陽光パネル、風力発電に不可欠な金属として需要が急拡大。

3. 技術革新のカギになる
   画期的な新素材の開発や省エネルギー技術の進歩において、レアメタルの特性が活かされる場面が多い。

レアメタルの主な用途と特徴

ハイテク機器への利用

レアメタルはスマートフォンやパソコンなどの電子機器や、LEDなどの光学製品にも使われています。たとえばレアアース（ネオジム、ジスプロシウムなど）は強力な磁石をつくるのに利用され、これがスピーカーやヘッドホンの性能を向上させます。

エネルギー分野での重要性

• リチウムやコバルト、ニッケル：電気自動車のバッテリーに使われ、走行距離や充電時間の短縮などに大きく貢献しています。

• レアアース：風力発電などの発電設備や、太陽光発電のパネル部材にも多く活用され、再生可能エネルギーの普及を支える存在です。

自動車・航空宇宙産業における利用例

ハイブリッドカーのモーターや、ジェットエンジンなどの高温部品にレアメタルが使われることもあります。航空機や宇宙ロケットでは、軽くて丈夫な金属が求められるため、チタンやマグネシウム合金などのレアメタル系素材が注目されています。

レアメタルの産出地と供給状況

世界の主な産出国・地域

レアメタルは、その多くが特定の国や地域に偏って埋蔵されているのが特徴です。

• 中国
  レアアース（希土類）の世界最大の産出国。特に重希土類（ジスプロシウムなど）を豊富に保有しており、世界の生産量の大部分を占めています。

• コンゴ民主共和国（DRC）
  コバルトの埋蔵量が多く、世界の生産シェアのかなりの割合を担っています。電気自動車用バッテリーの需要増加とともに、注目度が高まっています。

• オーストラリア
  リチウムの世界的な供給源として重要。近年はリチウム・コバルトだけでなく、ニッケルなどの生産拡大も見込まれています。

• 南米（チリ、アルゼンチン、ボリビア）
  「リチウムトライアングル」と呼ばれる地域で、大規模なリチウム塩湖が存在。電気自動車や再生可能エネルギーに必要なリチウムの供給元として注目されています。

国内外の輸入依存度

多くの国にとって、レアメタルの産出が限られているため、輸入依存度が高くなっています。特に日本は資源に乏しく、レアメタルのほぼ全量を輸入しているため、海外の情勢に大きく左右されます。そのため、価格高騰や輸出規制が起きると、産業界だけでなく日常生活にも大きな影響を及ぼします。

価格変動要因と需要動向

レアメタルは需給バランスによって価格が大きく変動しやすい特徴があります。

• 需要側の要因

  • 電気自動車の普及

  • スマートフォンやPCなどのIT製品需要拡大

  • 再生可能エネルギー（風力・太陽光発電）の拡大

• 供給側の要因

  • 採掘コストの上昇や技術的な制約

  • 政治情勢の不安定化（輸出規制など）

  • 環境保護の規制強化（採掘制限・工場稼働制限）

需要が急増する一方で、供給が思うように増やせない場合、価格が急騰することがあります。そのため、レアメタルの市場価格は他の金属に比べて変動が激しい傾向にあります。

レアメタルを取り巻く課題

資源枯渇リスクと採掘制限

レアメタルは埋蔵量そのものが限られているわけではないものの、技術的・経済的に採掘が難しい場合が多いです。採掘コストや環境保護の観点から、今後は掘り出せる場所が制限される可能性もあります。また、特定の地域に埋蔵が集中していることから、枯渇に対するリスク管理が重要です。

環境負荷や社会問題

• 環境汚染
  レアメタルの採掘や精錬過程で有害な化学物質や廃棄物が発生し、土壌汚染や水質汚染の原因になることがあります。

• 労働問題
  一部の産出国では、採掘現場で児童労働や違法な労働環境が問題視されています。とくにコバルトの主要産地であるコンゴ民主共和国では、社会的課題が深刻化しています。

• 地域住民への影響
  採掘が行われる地域では、住民の生活環境が悪化するケースもあります。土地の収用や強制移転に関する人権問題も深刻です。

政治的リスク・資源ナショナリズム

レアメタルを豊富に保有する国が、戦略的な目的から輸出規制を行うケースがあります。また、政治情勢が不安定な国・地域では、突発的に輸出がストップするリスクも。こうした資源ナショナリズムが強まると、レアメタルの国際価格や供給安定に大きな影響を及ぼします。

リサイクル技術とサーキュラーエコノミーへの期待

レアメタルのリサイクルの重要性

レアメタルは、資源量の偏在や採掘コストの高騰、環境破壊などのリスクがあるため、新たに地中から掘り出すだけでなく、使用済み製品から回収して再利用することが求められています。

• リサイクルを進めることで、資源の有効活用と環境負荷の軽減が期待できます。

• 輸入依存度の高い国にとっては、供給リスクの低減にもつながります。

都市鉱山（使用済み家電など）とその活用

• 都市鉱山とは、使わなくなったスマートフォンやパソコンなどに含まれる、まだ利用可能なレアメタルなどの資源を指します。

• 日本など先進国の家庭には、膨大な量の使用済み家電が眠っており、そこからレアメタルを回収することで、新規採掘を抑制したり、資源の再利用を促進することができます。

• ただし、分解・回収の技術コストや作業工程の問題など、課題も多く残されています。

最新技術の取り組みと課題

近年は、高効率の分離技術や化学的な抽出技術などが研究・開発されており、少しずつ回収率が高まっています。

• バクテリアを使ったバイオリーチング：微生物によって金属を溶出させる技術。環境負荷が比較的少ないと期待されています。

• レーザーやプラズマ技術を利用した分離や高温処理など、さまざまな分野で研究が進行中。

一方で、リサイクル工程そのものが採算に合わない場合や、不純物の混入で材料品質が下がるリスクなど、技術面・経済面のハードルも存在します。

未来を支える新素材とレアメタルの展望

新たなレアメタルの発見や利用可能性

レアメタルと呼ばれる元素は、技術の進歩とともに新しい用途が見つかることが多いです。

• かつては使い道が限られていた元素が、新型バッテリーや燃料電池、医療機器などに応用されることもあります。

• また、海底資源（海底熱水鉱床、マンガン団塊など）にもレアメタルが含まれていることがわかっており、海洋資源開発が進む可能性もあります。

次世代テクノロジーにおける需要予測

• 電気自動車や自動運転技術の加速で、リチウムやコバルト、ニッケルなどの需要は引き続き高い水準が見込まれます。

• 再生可能エネルギー（風力、太陽光など）の大規模導入によって、レアアースを含むさまざまな金属への需要も増大が予想されます。

• 量子コンピューターや人工知能（AI）分野でも高性能な素材が必要とされ、レアメタルが新たな役割を果たす可能性があります。

サステナブルな資源利用に向けた取り組み

• 各国政府や民間企業が、リサイクル技術の開発や素材の代替研究などに投資を強化しています。

• サーキュラーエコノミー（循環型経済）の概念が世界的に広がり、レアメタルを含む有限資源を無駄なく使う流れが加速しています。

• 企業によっては、製品ライフサイクルの初期段階から「解体・再利用しやすい設計」を組み込む事例も増えています。

レアメタルに関わる企業やスタートアップ事例

採掘・精錬を担う企業の動向

• 大手資源会社：リオ・ティント、BHPなどの多国籍企業が、ニッケルやコバルト、リチウムなどの採掘プロジェクトを拡大しています。資本力を背景に、新興国の鉱山開発にも積極的です。

• 国営企業：中国やロシアなどの国営企業がレアアースやレアメタルの生産をコントロールしており、輸出規制などの政策的アプローチを行うこともあります。

リサイクル・再利用を得意とするベンチャー企業

• リチウムイオン電池の再利用：電気自動車の使用済みバッテリーから、リチウムやコバルトを回収する技術を開発している企業が増えています。

• 都市鉱山事業：使用済み家電やスマートフォンから、レアメタルを効率的に取り出すプロセスを確立しているベンチャー企業も多く、近年注目が集まっています。

• 材料分離の最先端技術：分離・抽出の精度を高めるために、AIやロボティクス、バイオ技術を活用し、従来よりも高い回収率を目指すスタートアップが誕生しています。

イノベーションを起こす企業の取り組み

• バッテリーの長寿命化：リチウムやコバルトなどをより少量で効率よく使う新素材や、新しい電池構造の研究を進める企業が増加中。

• レアメタル代替技術：レアメタルを使わずに同等の性能を得る素材の開発（たとえば「レアアースフリー」のモーターなど）に挑戦するベンチャーも多く存在します。

• ブロックチェーンでのサプライチェーン管理：コバルトなど、児童労働や劣悪な労働環境が問題となる金属について、採掘から流通までをブロックチェーンで追跡し、トレーサビリティを高める取り組みも注目を集めています。

まとめ：レアメタルと私たちの暮らしの関わり

日常生活との結びつき

• スマートフォンやパソコン、テレビ、冷蔵庫など、普段何気なく使っている家電製品には、多くのレアメタルが含まれています。

• 家の中に眠っている使用済み家電や古いスマホなどは、「都市鉱山」として大切な資源の宝庫になり得ます。

持続的な資源利用のためにできること

1. リサイクルや回収に協力する
   使わなくなったスマホや家電を適切に処分して、素材が再利用されるルートに乗せることが重要です。

2. 省エネルギー・長く使う意識
   家電や機器をこまめに買い替えず、修理しながら長く使うことで、間接的にレアメタルの消費を抑えられます。

3. 環境や人権に配慮した製品を選ぶ
   サプライチェーンの透明性を重視する企業や、環境負荷低減に取り組むメーカーの製品を選ぶなど、消費者としてできるアクションがあります。

今後の動向と注目点

• 電気自動車や再生可能エネルギーの普及拡大とともに、レアメタルの重要性はさらに増していくと予想されます。

• 海洋資源開発や新素材研究など、多角的なアプローチでレアメタルの供給源を多様化させる取り組みが進むでしょう。

• リサイクル技術や環境配慮の高まりにより、資源の循環型利用が進む一方、政治リスクや資源ナショナリズムへの備えも引き続き重要となります。