Minerais críticos: oportunidades e desafios para a indústria brasileira

(English version below)

Nos dias 10 e 11 de março de 2025, o BNDES sediou a conferência internacional Cadeias de Valor de Minerais Estratégicos para Transição Energética e Descarbonização. O evento contou com a presença de Constantine Karayannopoulos, especialista na indústria de terras raras e minerais críticos.

Conversamos com ele sobre o potencial do Brasil nesse contexto e possíveis caminhos para que o país possa se consolidar como relevante ator nesse mercado. Leia abaixo a íntegra da entrevista.

Constantine Karayannopoulos é engenheiro profissional com graduação e mestrado em Ciências Aplicadas em Engenharia Química pela Universidade de Toronto. Ele é membro do conselho consultivo da Lithium Royalty Corp., do Departamento de Engenharia Química da Universidade de Toronto e do Conselho Empresarial Canadá-China. Atualmente, é consultor estratégico de várias empresas públicas na indústria de terras raras e minerais críticos. Foi cofundador e ocupou vários altos cargos executivos na Neo Performance Materials — inclusive presidente, CEO, presidente do Conselho e diretor — antes de sua aposentadoria, e foi um dos fundadores, além de presidente não executivo do Conselho, da Neo Lithium Corp.

1 O aquecimento global é uma realidade e a descarbonização uma necessidade. Qual é a relevância dos elementos de terras raras e seu processamento neste contexto?

1.a. As terras raras desempenham um papel fundamental em ambos os lados da equação Energia/Descarbonização (geração de energia e utilização de energia). A energia eólica é uma das principais formas de geração de energia renovável. Ímãs de terras raras são usados nos geradores que convertem energia cinética/rotacional da turbina em energia elétrica. Particularmente em turbinas eólicas offshore, os modelos mais novos e maiores têm de 2 a 5 toneladas de ímãs de terras raras embutidos no estator ao redor dos rotores da turbina. Isso melhora a eficiência da conversão de energia e minimiza a manutenção, que é um custo significativo para a energia eólica offshore.

1.b. Uma grande parte da energia gerada no mundo é usada por motores de combustão interna e motores de todos os tipos e tamanhos. A transição para veículos elétricos precisa que motores elétricos substituam os motores de combustão interna. Os motores de tração de veículos elétricos mais eficientes em termos de energia são aqueles que usam ímãs de terras raras. Os motores magnéticos de terras raras tendem a ser menores, mais leves e precisam de menos energia para executar a mesma tarefa que os motores magnéticos alternativos aos de terras raras.

Muitos outros motores (como motores em bombas de água e bombas de combustível) podem atingir maior eficiência energética utilizando ímãs de terras raras.

2 Recentemente, em uma palestra no BNDES, o senhor mencionou que hoje a China é responsável pela maior parte do processamento de elementos de terras raras no mundo. Qual papel a política industrial teve no caso chinês e qual ela poderia desempenhar no Brasil?

2.a Como mencionei em meus comentários, o governo chinês identificou a transição energética e os mercados relacionados (como o de veículos elétricos) como prioridades 15 a 20 anos atrás. Em seguida, seguiu quatro estratégias paralelas:

(i) Garantir as matérias-primas críticas que eram necessárias para alimentar as cadeias produtivas relacionadas (terras raras, lítio, cobalto, níquel, cobre...), tanto na China quanto no exterior.

(ii) Nutrir e apoiar startups promissoras (como a BYD em veículos elétricos e a CATL em baterias) ao longo da cadeia produtiva até que atingissem massa crítica e se tornassem líderes mundiais em seu campo, criando assim a demanda que impulsiona a produção ao longo da cadeia de fornecimento; esse apoio se deu na forma de fácil acesso ao capital para investimento na China e no exterior, baixo custo de capital e contratos preferenciais quando os governos compram veículos elétricos e baterias. Outras medidas incluíram o estabelecimento de zonas de livre comércio e parques industriais que facilitaram a criação de ecossistemas especializados.

(iii) Utilizar a regulamentação (como as autorizações para condutores/propriedade) para influenciar escolhas que levem a veículos elétricos e se afastem de motores a combustão.

(iv) Investir pesadamente em educação e inovação; vários institutos na China são líderes mundiais em desenvolvimento de tecnologia para o processamento e aplicações de minerais críticos. Esses desenvolvimentos são transferidos para empresas da cadeia de produção sem custo ou por uma taxa de licenciamento muito modesta. As universidades chinesas formam o maior número de engenheiros e cientistas na área de minerais críticos. Por exemplo, há 39 departamentos universitários dedicados à educação em assuntos relacionados a terras raras.

2.b. Como disse em meus comentários na conferência, o Brasil pode adotar uma estratégia semelhante. Como possui todos os principais materiais críticos, o Brasil precisa primeiro garantir a sobrevivência, o desenvolvimento e o sucesso dos produtores emergentes de matérias-primas. Em seguida, precisa estabelecer as condições e a estrutura regulatória para atrair e incentivar o estabelecimento de participantes na cadeia de produção. Isso criará demanda pelos produtos dos produtores de matérias-primas emergentes, bem como criará um ecossistema para o desenvolvimento futuro dessas indústrias.

3 Diz-se que o Brasil tem a oportunidade de despontar como player no mercado de ímãs de terras raras e, consequentemente, em indústrias que dependem deles, como a de veículos elétricos. O país conta com os recursos naturais necessários, com abundância de argilas iônicas de boa qualidade que são uma fonte desses elementos raros. No entanto, isso não é suficiente para garantir um resultado positivo. Com base nas experiências da Europa e da China nessa área, quais medidas o senhor diria que o Brasil deveria tomar para tornar essa possibilidade uma realidade?

3.a O potencial definitivamente existe. Em última análise, porém, o sucesso da estratégia industrial do Brasil dependerá da capacidade do país de criar demanda por produtos de terras raras com valor agregado, como ímãs. Portanto, é preciso criar as condições e a estrutura regulatória (principalmente impostos e gestão cambial) para atrair investimentos ao longo da cadeia de produção. A estratégia industrial é uma ferramenta de longo prazo (em décadas, não em ciclos eleitorais) e precisa de apoio de todo o espectro político. O Brasil precisa iniciar conversas com os principais participantes dos setores automotivo e de energia eólica para atrair produção para o Brasil. Eles então atrairão seus fornecedores para investir localmente a fim de alcançar a resiliência da cadeia de produção local (“local for local”). Ao mesmo tempo, o Brasil precisa trabalhar com universidades, bem como consolidar e reorganizar os principais institutos de P&D para se concentrar no desenvolvimento de tecnologia e habilidades que possam ser adotadas pelos produtores emergentes.

3.b ESG (do inglês, environmental, social and governance) ainda é uma grande preocupação na maior parte dos mercados avançados do mundo. As grandes montadoras e seus fornecedores dão grande ênfase a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), pegada de carbono e práticas ambientais. Uma das principais preocupações é a origem da maioria das terras raras pesados usados em ímãs para veículos elétricos hoje em dia: Mianmar. O Brasil tem a oportunidade de emergir como o fornecedor mais relevante de terras raras e de produtos que usam terras raras com elevados princípios ESG em nível global. A regulamentação e a fiscalização ambiental, portanto, precisam ser um pilar central de qualquer estratégia adotada pelo Brasil.

4 Como o governo e o BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social) podem ajudar nessa transição e, na sua perspectiva, já existem atores qualificados (pesquisadores, empresas etc.) que podem participar da transição do Brasil de fornecedor de matéria-prima para produtor de produtos de valor agregado?

4a. Deve haver pelo menos quatro áreas de foco para esta transição:

Financiamento para produtores emergentes: O BNDES começou bem com a criação de um fundo público/privado para investir na indústria, bem como o início de discussões com ECAs (agências de crédito à exportação) internacionais. A maior parte das economias avançadas (G7, União Europeia) reconhece a importância dos minerais críticos para suas economias e determinou que suas respectivas ECAs facilitem o estabelecimento de novas alternativas de fornecimento. O Japão tem sido particularmente ativo nesse campo, providenciando financiamento essencial à Lynas por meio de seu Ministério da Economia, Comércio e Serviços (METI), da Japan Organization for Metals and Energy Security (JOCMEG), do Japan Bank for International Cooperation (Jbic) e de suas grandes empresas comerciais à medida que a Lynas emergia como mineradora de terras raras (na Austrália) e refinadora (na Malásia).

Inovação e Educação: Reunir universidades e institutos de pesquisa para o desenvolvimento de tecnologias e habilidades essenciais de processamento que possam dar suporte aos produtores emergentes e novos produtores ao longo da cadeia de produção. O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), o Centro de Tecnologia Mineral (Cetem), Instituto de Terras Raras (CIT Senai ITR), o Laboratório de Materiais Magnéticos da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC Magma) e o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial do Estado do Paraná (Senai Paraná) são um bom começo. O trabalho deles precisa ser coordenado e colaborativo. Essa atividade também pode se beneficiar muito da colaboração com universidades e institutos no exterior.

Arcabouçoa regulatório: Seguindo os exemplos da China e da União Europeia, a concessão de auxílios financeiros, incentivos para operação, um regime tributário favorável, o estabelecimento de zonas de livre comércio para a fabricação focada na exportação (no caso da China), o Critical Raw Materials Act e a Battery Alliance (UE), o Inflation Reduction Act (IRA) estadunidense e regulamentações ao consumidor que ajudaram a criar e impulsionar a demanda doméstica são algumas das ferramentas que foram usadas com sucesso na China, na União Europeia e nos Estados Unidos. O Brasil pode adotar e ajustar essas ferramentas para refletir a realidade brasileira.

Demanda: Enquanto cria demanda interna e um ecossistema eficiente para minerais críticos, o Brasil também deve se concentrar nos mercados de exportação, tanto intercontinental (América do Norte, União Europeia, Japão, Coreia) quanto regional (América do Sul). Isso proporcionará a melhor oportunidade econômica para atrair a produção e investimentos de longo prazo para o Brasil. As montadoras internacionais que têm presença no Brasil, bem como seus fornecedores mais qualificados (Tier 1) de sistemas de transmissão (alguns dos quais também têm operações no Brasil), e produtores de baterias seriam os primeiros alvos a serem abordados.

É claro que essas ideias precisam de um estudo mais longo e de uma análise mais cuidadosa. Nem tudo que deu certo em outras jurisdições terá sucesso necessariamente no Brasil. As ferramentas precisam ser customizadas para a cultura e o ambiente político brasileiros. A conversa, no entanto, precisa começar agora, já que a implementação desse tipo de estratégia levará pelo menos uma década. Recursos financeiros, tempo e trabalho duro e inteligente serão necessários para que o resultado seja de sucesso.

On March 10 and 11, 2025, BNDES hosted an international conference on Strategic Minerals Value Chains for Energy Transition and Decarbonization. The event was attended by Constantine Karayannopoulos, an expert in the rare earth and critical minerals industry. He talked to us about Brazil's potential in this context and possible paths for the country to consolidate itself as a relevant player in this market. Full interview below.

1. Global warming is a reality and decarbonization a necessity. What is the relevance of rare earth elements and their processing in this context?

1.a. Rare Earths play a key role on both sides of the Energy/Decarbonization equation (energy generation and energy utilization). Wind Power is one of the key forms of renewable energy generation. Rare Earths magnets are used in the generators that convert kinetic/rotational energy of the turbine to electric power. Particularly in offshore wind turbines, the newer, larger designs have 2-5 tonnes of rare earth magnets embedded in the stator around their turbine rotors. This improve the energy conversion efficiency and minimizes maintenance, which is a significant cost for off shore wind power.

1.b. A large portion of the energy generated in the world is used by internal combustion engines and motors of all kinds and sizes. The transition to electric vehicles needs electric motors to replace the ICE engines. The most energy efficient EV traction motors (the motors that turn the drive wheels) are the ones using Rare Earth magnets. RE magnet motors tend to be smaller, lighter and need less energy to perform the same task as non-RE magnet motors.

Many other motors (such as motors in water pumps and fuel pumps) can achieve higher energy efficiency by utilizing RE magnets.

2. Recently, in a talk at the BNDES, you mentioned that today China is responsible for most of the processing of rare earth elements globally. What role has industrial policy played in the Chinese case, and what role could it play in Brazil?

2.a As I mentioned in my comments, the Chinese government identified the energy transition and the related markets (such as EV) as priorities 15-20 years ago. It then proceeded along four parallel strategies: (i) secure the critical raw materials that were required to feed into the related supply chains (REs, Lithium, Cobalt, Nickel, Copper…), both in China and abroad (ii) nurture and support promising startups (such as BYD in EVs and CATL in batteries) throughout the supply chain until they reached critical mass and became world leaders in their field, thereby creating the demand that drives production through the supply chain; this support has taken the form of easy access to capital for investment in China and abroad, low cost of capital and preferential contracts when governments buy EVs and batteries. Other measures have included the establishment of free trade zones and industrial parks that have facilitated the creation of specialized ecosystems (iii) Use regulation (such as driver/owner permits) at the consumer level to influence choices towards EVs and away from ICEs. (iv) Invested heavily in education and innovation; a number of institutes around China are world leaders in technology development in the processing and applications of critical minerals. These developments are transferred to companies in the supply chain at no cost or a very modest licensing fee. Chinese universities graduate the largest number of engineers and scientists in the critical minerals field. For example, there are 39 university department dedicated to Rare Earth education.

2.b As I said in my comments at the conference, Brazil can pursue a similar strategy. Since it has all the primary critical materials, first, Brazil needs to ensure the survival, nurturing and success of the emerging raw material producers. Second, it needs to establish the regulatory conditions and framework to attract and incentivize the establishment of supply chain participants. This will create demand for the products of the emerging raw material producers as well as create an ecosystem for the further development of these industries.

3. It is said Brazil has an opportunity to emerge as player in the market of rare earth magnets and, consequently, in industries that rely on them, such as electric vehicles. The country sits atop the natural resources necessary, with abundance of good quality iconic clays that are a source of this rare elements. However, that is not enough to guarantee a positive outcome. Based on the experiences of Europe and China in this area, what would you say are some of the steps Brazil should take in order to make this possibility a reality?

3.a The potential is definitely there. Ultimately, however, the success of Brazil’s industrial strategy will depend on Brazil’s ability to create demand for value-added rare earth products such as magnets. So it needs to create the regulatory (tax and currency management, primarily) conditions and framework to attract investment through the supply chain. Industrial strategy is a long term tool (in decades, not election cycles) and it needs agreement across the political spectrum. Brazil needs to start conversations with key automotive and wind power participants to attract production to Brazil. They will then attract their suppliers to invest locally in order to achieve “local for local” supply chain resiliency. At the same time, Brazil needs to work with universities as well as consolidate and reorganize key R&D institutes to focus on the development of technology and skills that can then be adopted by the emerging producers.

3.b ESG is still a large concern in most advanced markets in the world. The large automakers and their suppliers put a great deal of emphasis on Life Cycle Assessments (LCA), Carbon footprints and environmental practices. One of their key concerns is the origin of most of the heavy REs used in magnets for EVs today, which originate in Myanmar. Brazil has the opportunity to emerge as a leading ESG source of REs and products using REs with world leading ESG principles. Environmental regulation and enforcement, therefore, needs to be a central pillar of any strategy Brazil adopts.

4. How can the government and the BNDES (the Brazilian development bank) help in this transition and, from your perspective, are there already qualified players (researchers, companies etc.) that can take part in Brazil’s transition from a raw material supplier to a producer of value-added products?

4a. There should be at least four areas of focus for this transition:

Financing for emerging producers: BNDES has had a good start with the creation of a public/private fund to invest in the industry as well as the start of discussions with international ECAs. Most of the advanced economies (G7, the EU) recognize the importance of critical minerals to their economies and have mandated their respective ECAs to facilitate the establishment of new supply alternatives. Japan has been particularly active in this field as it provided critical financing to Lynas through METI, JOCMEG, JBIC and its large trading companies as Lynas was emerging as a RE miner (in Australia) and refiner (in Malaysia).
Innovation and Education: Bring universities and research institutes together for the development of key processing technologies and skills that can support the emerging producers and new producers through the supply chain. IPT, CETEM, CIT SENAI ITR, UFSC Magma, SENAI PARANÁ are a good start. Their work needs to be coordinated and they need to collaborate. This activity can also greatly benefit from collaborating with universities and institutes abroad.
Regulatory framework: Following the examples of China and the EU, capital grants, operating incentives, a favourable tax regime, the establishment of free trade zones for export-focused manufacturing (in the case of China), the Critical Raw Materials Act and the Battery Alliance (EU), the IRA (US) and consumer regulations that helped created and drive domestic demand are some of the tools that have been used successfully in China, the EU and the US. Brazil can adopt and adjust these tools to reflect the Brazilian reality.
Demand: While creating domestic demand and a capable critical minerals ecosystem, Brazil should also focus on export markets, both international (North America, the EU, Japan, Korea) and regional (South America). This will provide the ultimate economic opportunity to attract long term investment and production in Brazil. The international automakers who have presence in Brazil as well as their Tier-1 drivetrain suppliers (some of whom also have operations in Brazil) and battery producers would be the first targets to approach.

Of course, these ideas need longer study and more thoughtful analysis. Not everything that has worked in other jurisdictions will necessarily succeed in Brazil. The tools need to be customized for the Brazilian culture and political environment. The conversation, however, needs to start now as it will take at least a decade to implement this type of strategy. It will take money, time and hard, smart work to succeed.