ABSTRAK
Logam golongan platina (PGM) merupakan elemen penting yang memainkan peran vital dalam teknologi transisi energi berkelanjutan seperti katalis, produksi dan penggunaan hidrogen, serta elektronik. Menjamin rantai pasokan PGM yang tangguh akan mendukung infrastruktur industri, sosial, dan ekonomi saat ini. Rantai pasokan PGM menyeluruh terdiri dari empat tahap: penambangan, pemrosesan, penggunaan, dan pengelolaan akhir masa pakai (termasuk daur ulang). Meningkatnya permintaan dan terbatasnya pasokan menimbulkan ancaman bagi rantai pasokan PGM, yang berasal dari pergeseran terkait dengan teknologi hijau yang terus berkembang, terbatasnya ketersediaan sumber daya, dan berbagai gangguan. Tantangan rantai pasokan ini memerlukan solusi yang mempertimbangkan perspektif rekayasa dan rantai pasokan. Studi ini merangkum risiko dan solusi potensial dengan memadukan perspektif tersebut dan menawarkan arahan penelitian kepada para insinyur (mengembangkan teknologi daur ulang, menemukan sumber alternatif, dan mencapai substitusi PGM) dan pakar rantai pasokan (meningkatkan transparansi rantai pasokan, penyangga terhadap perubahan geopolitik, dan mewujudkan keberlanjutan lingkungan dan sosial) untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM.
1 Pendahuluan
Logam golongan platina (PGM), yang terdiri dari platina (Pt), paladium (Pd), rutenium (Ru), rhodium (Rh), iridium (Ir), dan osmium (Os), adalah logam mulia yang memainkan peran penting dalam industri katalis dan seterusnya. Mereka menunjukkan konduktivitas listrik yang baik, ketahanan yang sangat baik terhadap korosi, dan aktivitas katalitik yang unggul (Shao et al. 2016 ), yang membuatnya tak tergantikan oleh logam lain. Mereka telah banyak digunakan dalam industri otomotif, minyak bumi, dan kimia, dan sangat penting bagi industri produksi hidrogen (Sun et al. 2022 ). Diproyeksikan bahwa permintaan untuk PGM akan tumbuh 240 kali lipat pada tahun 2050 karena pengembangan teknologi hidrogen. Namun, PGM adalah salah satu elemen paling langka di kerak bumi. Total cadangan PGM dunia yang diketahui hanya 69.910 ton, dan produksi penambangan tradisional diprediksi akan habis sebagian besar pada tahun 2035 (Rupprecht 2017 ).
Karena permintaan PGM yang terus meningkat dan pasokan bahan baku yang stagnan, sangat penting secara ekonomi untuk memahami dan meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM, yang menghadapi banyak tantangan besar. Rantai pasokan PGM yang umum melibatkan beberapa tahap: penambangan, pemrosesan (pemurnian, manufaktur, dan distribusi), penggunaan, dan manajemen akhir masa pakai (pembuangan dan daur ulang). Rantai pasokan ini melibatkan berbagai pemangku kepentingan dalam jaringan hubungan yang kompleks. Kurangnya transparansi di sepanjang rantai pasokan dan konsolidasi sebagian besar aktivitas penambangan di Afrika Selatan berkontribusi terhadap kerentanan pasokan PGM. Pada saat yang sama, permintaan yang terus meningkat dari industri hidrogen dan pasokan yang terbatas secara inheren menimbulkan tantangan besar bagi ketahanan rantai pasokan PGM.
Meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM, seperti halnya mineral penting lainnya, merupakan tantangan multi-segi, dan itu menyerukan upaya multidisiplin yang mempertimbangkan aspek rekayasa dan manajemen rantai pasokan secara bersamaan. Rantai pasokan dan rekayasa secara inheren terkait, dengan kebutuhan rantai pasokan (misalnya, ketidakseimbangan pasokan/permintaan) diperhitungkan dengan mengadaptasi proses rekayasa (misalnya, pengembangan teknologi untuk mengurangi konsumsi material). Kebalikannya juga benar, di mana rantai pasokan harus bergeser untuk mengakomodasi teknologi yang saat ini tidak dapat diadaptasi, seperti penggunaan iridium dalam sel bahan bakar. Oleh karena itu, sangat penting bahwa kedua perspektif memainkan peran ketika mempertimbangkan ketahanan rantai pasokan logam penting seperti PGM. Kotak peralatan untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan harus dirancang untuk memanfaatkan tujuan dan insentif yang melekat dalam perspektif rekayasa dan rantai pasokan.
Sampai saat ini, sebagian besar studi membahas masalah rantai pasokan PGM atau perkembangan ilmiah terkait PGM, tetapi penelitian terbatas telah dilakukan dalam menggabungkan pandangan rantai pasokan dan teknik untuk melayani tujuan konsolidasi untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM. Misalnya, Alonso et al. ( 2009 ) menyelidiki cara untuk mengurangi kelangkaan platinum dengan berfokus pada daur ulang dan substitusi dari sudut pandang teknik, menekankan efisiensi teknik sebagai lawan dari kemampuan beradaptasi rantai pasokan. Sebaliknya, Lapko dan Trucco ( 2018 ) mempelajari risiko rantai pasokan di industri otomotif, dengan fokus pada tantangan geopolitik dan ekonomi tetapi kurang wawasan tentang inovasi teknik. Pemisahan disiplin ini menunjukkan kesenjangan yang jelas: Peneliti teknik sering mencari solusi teknologi, mengabaikan masalah manajemen, sementara peneliti rantai pasokan sebagian besar berfokus pada manajemen risiko tanpa sepenuhnya mempertimbangkan peran inovasi teknologi. Untuk menutup kesenjangan ini, penting untuk menggabungkan solusi teknik dengan strategi rantai pasokan untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM.
Makalah ini pertama-tama akan memadukan perspektif rekayasa dan rantai pasokan untuk menjelaskan cara kerja rantai pasokan PGM dan mengapa rantai pasokan PGM gagal saat terjadi. Kedua, dan yang lebih penting, makalah ini menawarkan ide dan arahan penelitian terkait tentang apa yang dapat dilakukan untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM, dengan mempertimbangkan semua teknologi rekayasa dan proses rantai pasokan yang relevan. Di antara isu-isu utama yang disorot adalah teknologi produksi hidrogen, teknologi daur ulang PGM, kebijakan terkait PGM, dan ketidakstabilan geopolitik, yang merupakan faktor utama yang memengaruhi ketahanan rantai pasokan PGM. Pekerjaan tersebut dirangkum dalam Gambar 1
2 Metodologi
2.1 Kriteria Seleksi
Dalam penelitian ini, kami bertujuan untuk mengumpulkan literatur yang secara komprehensif mencakup status terkini rantai pasokan PGM, prediksi mengenai status masa depan rantai pasokan, dan saran yang ada untuk meningkatkan rantai pasokan. Basis data Web of Science dan Google Scholar ditelusuri menggunakan kata kunci “rantai pasokan,” “PGM” atau “logam golongan platinum,” “ketahanan,” “risiko,” “pasokan,” dan “permintaan.” Makalah yang ditinjau sejawat dan sumber pemerintah yang memiliki reputasi baik dipertimbangkan jika mereka (a) memberikan data mengenai arus atau persyaratan rantai pasokan yang ada, (b) memberikan analisis tantangan rantai pasokan yang ada, (c) memberikan analisis kebutuhan rantai pasokan di masa depan, baik secara luas atau untuk industri PGM tertentu, atau (d) memberikan analisis solusi potensial untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan. Laporan pasokan PGM dari Johnson Matthey juga disertakan karena merupakan sumber yang paling dapat diandalkan untuk (a).
Berdasarkan hasil ini, pencarian tambahan dilakukan terkait area spesifik rantai pasokan PGM atau tantangan yang teridentifikasi (yaitu, elektronik, sel bahan bakar, konverter katalitik otomotif, daur ulang, deglobalisasi).
2.2 Pengembangan Rekomendasi
Saran yang diajukan di Bagian 4 diidentifikasi berdasarkan apa yang akan memiliki dampak terbesar dalam mengurangi tantangan utama dan cara disrupsi pada rantai pasokan yang diidentifikasi di Bagian 3. Saran-saran ini dimasukkan jika diakui dalam rantai pasokan PGM atau penelitian teknologi yang ada dan (a) secara langsung atau tidak langsung mengatasi tantangan yang diidentifikasi dalam rantai pasokan PGM saat ini atau (b) memiliki dasar untuk keberhasilan dalam rantai pasokan lainnya. Saran-saran ini tidak diusulkan untuk menjadi satu-satunya solusi untuk tantangan rantai pasokan yang ada atau yang akan datang, tetapi yang dianggap memiliki potensi dampak terbesar berdasarkan literatur yang ada.
3 Kondisi Saat Ini dan Tantangan Rantai Pasokan PGM
Rantai pasokan PGM dapat dibagi menjadi empat fase: (1) penambangan; (2) pemrosesan; (3) penggunaan; dan (4) manajemen akhir masa pakai, yang dapat mencakup daur ulang. Keenam PGM ditemukan dalam endapan geologi yang sama dan memiliki sifat yang serupa, artinya mereka memiliki kasus pemrosesan dan penggunaan yang serupa, dan rantai pasokan yang saling terkait erat. Untuk hampir semua produk yang mengandung PGM, pemulihan material mentah (fase penambangan dan pemrosesan) identik; dengan demikian, hal ini akan dibahas secara holistik, disertai dengan pembahasan fase penggunaan dalam rantai pasokan dari tiga produk akhir yang representatif (katalis produksi hidrogen, katalis otomotif, dan elektronik).
Rantai pasokan PGM saat ini menghadapi beberapa tantangan. Pada tingkat paling mendasar, gangguan dalam rantai pasokan yang menguji ketahanannya berasal dari perbedaan antara pasokan dan permintaan, yang mungkin berasal dari beberapa akar penyebab (Ergun et al. 2023 ). Untuk rantai pasokan PGM, masalah ini biasanya memanifestasikan dirinya sebagai permintaan yang terus meningkat untuk berbagai kasus penggunaan, sementara pasokan baru mungkin mengalami stagnasi atau penurunan. Tanpa intervensi, kombinasi faktor-faktor ini akan berkontribusi pada berkurangnya ketahanan rantai pasokan di masa mendatang. World Platinum Investment Council memperkirakan peralihan dari surplus platinum pada tahun 2022 menjadi defisit platinum pada tahun 2023 karena penurunan atau stagnasi dalam output pertambangan, di mana permintaan dapat melampaui pasokan sebanyak 712.000 oz. pada tahun 2026 (World Platinum Investment Council 2023 ). Sebelum pandemi Covid-19, peralihan dari surplus pasokan ke defisit pasokan diperkirakan terjadi pada pertengahan 2020-an (Ash 2018 ). Hao et al. ( 2019 ) memperkirakan bahwa dalam skala global, permintaan saat ini di industri kendaraan lebih rendah daripada pasokan, meskipun pasokan diprediksi akan melampaui permintaan secara keseluruhan dan khususnya di industri elektronik dan kendaraan (Gambar 2 ). Penambangan saja tidak cukup untuk memenuhi defisit pasokan PGM yang diharapkan ini.
Pada skala regional, ketidaksesuaian antara penawaran dan permintaan bisa jauh lebih rumit karena adanya perbedaan dalam adopsi teknologi dan akses ke daur ulang atau sumber PGM primer (Hao et al. 2019 ). Misalnya, daur ulang limbah elektronik di India diperkirakan akan menyediakan pasokan yang sesuai untuk proyeksi permintaan elektronik (Panchal et al. 2021 ), tetapi permintaan Pt dan Ir untuk penyimpanan data diperkirakan jauh melebihi pasokan Pt dan Ir untuk industri elektronik pada tahun 2016 (Ku 2018 ).
3.1 Penambangan PGM
PGM murni bersumber dari bijih yang diekstraksi dari tambang di seluruh dunia. Konsentrasi rata-rata PGM di kerak bumi adalah 0,4 μg kg −1 , sekitar 1000 kali lebih rendah daripada konsentrasi yang dibutuhkan untuk penambangan yang layak secara ekonomi (Mungall dan Naldrett 2008 ). Deposit dengan konsentrasi tinggi hanya ditemukan di beberapa lokasi (Gambar 3 ). Afrika Selatan, Rusia, Kanada, Amerika Serikat, dan Zimbabwe memiliki deposit PGM; kelima negara ini secara gabungan menyediakan 98% Pt murni dan 99% Pd murni di seluruh dunia pada tahun 2021 (Schulte 2021 ), yang secara historis cukup untuk memenuhi permintaan (Gambar 4 ). Kompleks Bushveld di Afrika Selatan sendiri memiliki 85%–90% cadangan PGM bawah tanah di seluruh dunia (Schulte 2021 ; Sibanye-Stillwater 2021 ) dan hanya lima perusahaan yang mewakili mayoritas pangsa ini, yaitu Anglo American Platinum Ltd., Impala Platinum Holdings Ltd. (Implats), Norilsk Nickel (Nornickel), Sibanye-Stillwater Ltd., dan Northam Platinum Ltd.
PGM diekstraksi dari tambang skala besar dan tambang skala kecil. Operasi penambangan skala besar biasanya memiliki infrastruktur canggih dan sering kali sangat mekanis. Mereka terintegrasi ke dalam rantai pasokan global melalui perdagangan internasional dengan perusahaan penyulingan dan pemrosesan utama. Misalnya, di Afrika Selatan—salah satu produsen PGM terbesar—operasi penambangan sering kali memiliki teknik ekstraksi yang canggih dan jaringan internasional yang berkembang dengan baik (Cowley et al. 2022 ). Sebaliknya, fasilitas penambangan skala kecil sering kali terdesentralisasi, padat karya, dan terorganisasi secara informal. Mereka sering menjual ke pedagang lokal, yang kemudian terintegrasi ke dalam rantai pasokan yang lebih besar, sering kali tanpa kontrak formal. Operasi yang lebih kecil ini lebih umum di negara-negara seperti Kolombia dan Zimbabwe, di mana peraturan mungkin terbatas, yang menyebabkan tantangan dalam keterlacakan dan manajemen (Lara-Rodríguez dan Fritz 2025 ). Fragmentasi ini meningkatkan risiko rantai pasokan karena ketidakstabilan pasokan dan volatilitas harga.
3.1.1 Tantangan Pasokan: Ketersediaan Penambangan
Output penambangan PGM telah menurun sebesar 11% dari tahun ke tahun, dan total pasokan hanya diharapkan tumbuh 3% dari tahun 2022 hingga 2023 (Nadig 2023 ). Tantangan yang terkait dengan penambangan primer yang dijelaskan sebelumnya tidak diharapkan akan segera teratasi. Operasi tambang semakin bergantung pada bijih PGM yang lebih dalam dan secara teknis lebih menantang untuk dipulihkan. Biaya pengembangan tambang baru akan membutuhkan peningkatan harga pasar PGM sebesar 20%–25% (Ash 2018 ), sehingga ketergantungan pada pasokan penambangan tambahan berisiko. Penambangan saat ini tidak akan memenuhi permintaan Ir yang terus meningkat untuk teknologi produksi hidrogen tanpa pasokan tambahan dari sumber daur ulang (Minke et al. 2021 ). Karena permintaan tumbuh dan output tambang diharapkan tetap relatif stagnan, sumber PGM tambahan harus diidentifikasi.
3.1.2 Tantangan Pasokan: Ketidakstabilan Energi
Penambangan dan pemrosesan PGM sangat intensif energi, yang berarti bahwa jaringan energi yang mahal dan tidak dapat diandalkan di Afrika Selatan, tempat sebagian besar proses ini berlangsung, dapat menjadi tantangan besar untuk mencapai ketahanan rantai pasokan PGM. Jaringan energi Afrika Selatan sangat bergantung pada pembangkit listrik tenaga batu bara yang sudah ketinggalan zaman, dan pembangkitan energi belum mampu mengimbangi pertumbuhan ekonomi. Pemadaman pabrik dan pemadaman bergilir yang direncanakan telah memengaruhi produksi tambang dari tambang-tambang Afrika Selatan. Pada tahun 2022, Sibanye Stillwater mengalami kerugian sebesar 22.750 ons PGM karena pemadaman listrik (Banya 2023 ), dan Amplats dan Anglo American juga mengalami kemunduran. Beberapa investasi untuk memodernisasi jaringan Afrika Selatan telah dilakukan, dengan Bank Dunia memberikan pinjaman $1 miliar untuk berinvestasi dalam pembangkitan energi terbarukan dan meningkatkan efisiensi jaringan (Kelompok Bank Dunia 2023 ), meskipun adopsi energi terbarukan yang ada lambat.
3.2 Pemrosesan PGM
Bahasa Indonesia: Setelah penambangan, bijih yang mengandung PGM biasanya diproses di lokasi tambang (yaitu, Bushveld, Afrika Selatan dan Norilsk, Rusia) karena ketidaklayakan ekonomi untuk mengirimkan bijih kadar rendah dalam jumlah besar (Xun et al. 2022 ). Bijih diproses terlebih dahulu dengan penghancuran mekanis, diikuti oleh proses untuk meningkatkan konsentrasi mineral yang diinginkan dan membuang tailing tambang untuk dibuang (Gunn 2013 ). Spesifikasi diagram alir proses untuk setiap operasi penambangan berbeda-beda, tetapi biasanya melibatkan serangkaian langkah di mana produk sampingan dan produk sampingan dihilangkan dengan memanipulasi pH, tekanan, suhu, dan arus listrik untuk memisahkan produk yang diinginkan dari konstituen lainnya. Produk sampingan bergantung pada geologi tubuh bijih, tetapi nikel, kobalt, tembaga, besi, dan emas umumnya ditemukan, dengan sulfida dan kromit sebagai produk limbah yang tidak diinginkan (Cole dan Ferron 2002 ). Proses ini menghasilkan konsentrat PGM berair, yang harus dipisahkan menjadi enam PGM individual. Beberapa metode telah digunakan untuk mencapai hal ini, termasuk pertukaran ion, kelasi, ekstraksi pelarut, dan membran cairan pendukung (Lanaridi et al. 2022 ; MacDonald et al. 2024 ; Staszak dan Wieszczycka 2023 ; Zheng et al. 2021 ). Metode-metode ini terutama memanfaatkan perbedaan kecil dalam reaktivitas, kinetika reaksi, dan muatan masing-masing PGM untuk secara selektif mereaksikan satu spesies dengan antarmuka padat atau cair, yang kemudian dapat dihilangkan untuk menghasilkan Pt, Pd, Rh, Ru, Os, dan Ir dengan kemurnian tinggi.
3.2.1 Tantangan Pasokan: Sengketa Tenaga Kerja
Afrika Selatan memiliki serikat buruh yang kuat dan sering terjadi pemogokan yang telah menjadi masalah berulang yang mempengaruhi ketahanan rantai pasokan PGM. Pada bulan Januari 2014, pemogokan buruh selama lima bulan di sektor PGM Afrika Selatan mengakibatkan hilangnya lebih dari 1 juta ons produksi PGM (penurunan 40% dalam produksi platinum global) dan merugikan industri sekitar $2 miliar (Rasmussen et al. 2019 ). Pemogokan buruh menyoroti tantangan yang dihadapi oleh industri pertambangan PGM di Afrika Selatan, termasuk upah rendah, kondisi kerja yang buruk, dan tingkat cedera dan kematian yang tinggi. Hal ini juga menunjukkan kerentanan rantai pasokan PGM terhadap perselisihan perburuhan dan menyoroti perlunya kerja sama yang lebih besar antara perusahaan pertambangan dan serikat buruh untuk menghindari gangguan pada pasokan PGM.
3.2.2 Tantangan Pasokan: Masalah Lingkungan
Penambangan dan pemrosesan PGM menghasilkan asam limbah, pelarut organik, sulfur dioksida, dan nitrogen oksida yang dapat menyebabkan polusi air dan udara. Di negara-negara tertentu, aturan lingkungan yang ketat dapat membatasi aktivitas penambangan dan menyebabkan terganggunya rantai pasokan PGM. Misalnya, Afrika Selatan telah berkomitmen untuk mengurangi emisi gas rumah kaca sebesar 42% pada tahun 2025. Karena sebagian besar konsumsi energi oleh operasi penambangan di Afrika Selatan berbasis batu bara, hal ini menghadirkan tantangan yang signifikan bagi penambang dan pengolah (Ryan 2014 ). Mandat lingkungan yang serupa di seluruh rantai pasokan dapat mengganggu status quo dan berpotensi meningkatkan harga PGM. Sebaliknya, peraturan lingkungan yang lebih ketat dapat meningkatkan pasokan dari sumber daur ulang. Arahan daur ulang yang telah dilaksanakan mencakup undang-undang Inggris yang mengharuskan mobil untuk didaur ulang (Peraturan Kendaraan Akhir Masa Pakai (Tanggung Jawab Produsen) 2005 ), dan undang-undang Uni Eropa yang mengharuskan 90% kendaraan dan barang elektronik didaur ulang untuk pemulihan 80% material (Arahan 2000/53 EC 2000 ).
3.3 Penggunaan PGM
PGM biasanya digunakan sebagai katalis komersial dan konsumen karena potensi katalitiknya yang tinggi dan tidak reaktif. Kasus penggunaan umum lainnya meliputi paduan gigi, untuk tujuan investasi, perhiasan, dan elektronik. Bagian ini berfokus pada dua kasus penggunaan yang sudah mapan, yaitu katalis otomotif dan elektronik, dan satu aplikasi yang berkembang pesat, yaitu katalis dalam sel bahan bakar.
3.3.1 Katalis Otomotif
PGM sangat penting bagi industri kendaraan bermesin pembakaran internal (ICEV) karena stabilitas kimia dan potensi katalitiknya memungkinkan mereka untuk menyerap molekul gas secara kimia dan mendorong reaksi yang memungkinkan ICEV memenuhi standar regulasi emisi global. Platinum, paladium, dan rhodium memfasilitasi konversi karbon monoksida (CO), hidrokarbon (seperti metana, CH 2 ), dan nitrogen oksida (NO x ) menjadi gas, air, dan karbon dioksida yang lebih ramah lingkungan (Reith et al. 2014 ). Katalis tiga arah PGM sangat penting untuk mengurangi 90% emisi berbahaya yang berkontribusi terhadap pemanasan global, ozon permukaan tanah, kabut asap, dan polusi partikulat (Agarwal dan Mustafi 2021 ; Karstadt dan Callaghan 1993 ). Ini diatur oleh badan nasional dan internasional, seperti Standar Emisi Eropa Euro 6 (Triantafyllopoulos et al. 2019 ), Standar Emisi dan Bahan Bakar Kendaraan Bermotor Tier 3 AS (US EPA 2016 ), dan Standar Emisi China-6 (Gong et al. 2017 ). Dengan demikian, semua ICEV modern mengandung konverter katalitik dengan konsentrasi PGM sekitar 1000 mg kg −1 (Dong et al. 2015 ; Sun et al. 2016 ), meskipun jumlahnya bergantung pada merek, model, dan kondisi kendaraan lainnya. Secara total, diperkirakan sekitar 36,6–38,7 ton platinum digunakan untuk memproduksi konverter katalitik di Eropa pada tahun 2017 (Saidani et al. 2019 ).
Bahan-bahan lain digunakan untuk pendukung padat, seperti ceria (CeO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), dan alumina (Al 2 O 3 ) (Gandhi et al. 2003 ; Kritsanaviparkporn et al. 2021 ). Campuran platinum, paladium, dan rodium merupakan elemen utama untuk mendorong reaksi, meskipun logam mulia lainnya seperti emas juga digunakan sebagai bahan katalitik untuk meningkatkan daya tahan dan mengurangi biaya katalis (He dan Wang 2016 ; Hirata 2014 ).
Tidak seperti penambangan dan pemrosesan PGM, rantai pasokan konverter katalitik memiliki keragaman yang lebih besar di antara negara dan perusahaan. Sebagian besar produsen katalis otomotif berlokasi di negara yang sama yang memproduksi ICEV, terutama Jerman, Prancis, India, Tiongkok, Jepang, dan Amerika Serikat (Xun et al. 2022 ), dengan 4 negara teratas memiliki pangsa pasar sebesar 23%–25% (Automotive Catalytic Converter Market 2021 ). Pada tahun 2017, stok PGM yang digunakan secara global diperkirakan sebesar 3,65 kt, dengan penggunaan Pt dan Pd yang kira-kira sama (Xun et al. 2020 ).
3.3.1.1 Tantangan Permintaan: Beralih dari Kendaraan Tradisional
Permintaan terbesar saat ini untuk PGM ada pada konverter katalitik otomotif di kendaraan bermesin pembakaran internal (ICEV) (Sun et al. 2022 ). Permintaan untuk konverter katalitik (yang mengandung platinum, paladium, dan rutenium) kemungkinan akan meningkat karena pengetatan standar emisi di seluruh dunia dan meningkatnya permintaan untuk ICEV. Pada tahun 2017, Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) mengusulkan untuk mencapai emisi nol bersih gas rumah kaca (GRK) global pada tahun 2050 untuk mencegah dampak terburuk dari perubahan iklim. Hingga saat ini, lebih dari 91% ekonomi global telah menetapkan target nol bersih (Hans et al. 2022 ) yang pasti akan mengarah pada permintaan yang lebih tinggi untuk katalis PGM ICEV. Permintaan Pt dan Pd untuk kendaraan diperkirakan akan meningkat masing-masing sebesar 5% dan 45% pada tahun 2030 karena meningkatnya permintaan untuk ICEV, bahkan memperhitungkan transisi dari ICEV menuju FCEV dan kendaraan baterai (Zhang et al. 2016 ). Peningkatan permintaan ini berubah berdasarkan pada tingkat dan jenis adopsi FCEV tetapi tetap ada terlepas dari apakah FCEV menjadi tersebar luas atau tidak (Sun et al. 2011 ). Selain itu, faktor tak terduga lainnya juga dapat menggeser permintaan untuk ICEV. Misalnya, pada tahun 2021, kekurangan chip menyebabkan pengurangan pasokan kendaraan, dan oleh karena itu pengurangan permintaan untuk platinum, paladium, dan rhodium (Wu et al. 2021 ). Katalis otomotif juga telah terdampak secara signifikan oleh kekurangan rantai pasokan setelah pandemi Covid-19 dan tantangan lainnya. Khususnya untuk konverter katalitik, pencurian merupakan masalah utama yang menyebabkan kelangkaan dan mengakibatkan pasar sekunder untuk barang curian (National Automobile Dealers Association 2023 ).
3.3.2 Sel Bahan Bakar Hidrogen
Sel bahan bakar hidrogen adalah teknologi baru yang dirancang untuk menggantikan penggunaan bahan bakar fosil untuk produksi energi. Sel bahan bakar dipandang sebagai alat penting dalam memenuhi target pembatasan peningkatan suhu global hingga 1,5°C karena dapat menghasilkan energi tanpa emisi bersih selama penggunaan (Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office 2015 ). Karena alasan itu, konsorsium pemerintah dan industri seperti H2@Scale dan The Energy Materials Network sangat tertarik untuk mempromosikan penelitian dan komersialisasi sel bahan bakar (Miller et al. 2020 ) dan pada tahun 2023, AS menginvestasikan $7 miliar dalam produksi hidrogen hijau (The White House 2023 ). Sel bahan bakar hidrogen terutama digunakan dalam konteks kendaraan sel bahan bakar (FCEV) tetapi juga digunakan sebagai generator listrik stasioner atau portabel (E4 Tech 2019 ). Sel bahan bakar mengandung 0,86–1,71 mg cm −2 Ir dan 0,05–0,5 mg cm −2 Pt (Reverdiau et al. 2021 ). Pada tahun 2019, 15.000 FCEV terjual, dan proyeksi menunjukkan bahwa mungkin ada 30 juta FCEV di jalan pada tahun 2050 (Reverdiau et al. 2021 ; Trencher dan Edianto 2021 ). Ini setara dengan rata-rata 65 kali jumlah Ir dan Pt yang dibutuhkan setiap tahunnya.
Sel bahan bakar mengandung lapisan katalitik (CL) yang mengandung Pt atau Ir, kobalt, dan grafit yang digunakan sebagai anoda (Ir) dan katoda (Pt). Logam lain telah dieksplorasi sebagai pengganti karbon atau katalitik untuk menurunkan biaya dan meningkatkan efisiensi, seperti Fe, Cu, Au, Ag, W, Cr, dan Mo, meskipun pengganti yang setara dengan efisiensi Pt dan Ir belum ditemukan (Ferriday dan Middleton 2022 ; Hughes et al. 2021 ; Wang et al. 2019 ). Anoda dan katoda dipisahkan oleh membran pertukaran proton (PEM) yang biasanya diimpregnasi polimer dengan asam fosfat dengan lapisan difusi gas (GDL) dari serat karbon untuk meningkatkan konduksi listrik (Xun et al. 2021 ). Komponen lain untuk tumpukan sel bahan bakar ditunjukkan pada Gambar 5 .
Teknologi ini tergolong baru dan hanya segelintir perusahaan yang secara aktif memproduksi FCEV. Industri ini telah beralih dari model integrasi vertikal di mana masing-masing perusahaan bertanggung jawab atas semua bagian rantai pasokan, termasuk produksi semua komponen yang diperlukan, ke rantai pasokan yang lebih terfragmentasi. Investasi terkini oleh produsen peralatan asli telah memungkinkan pemisahan produksi sel bahan bakar dan produksi penggunaan akhir (misalnya, FCEV atau stasiun pengisian daya) (E4 Tech 2019 ).
Delapan perusahaan menjual sel bahan bakar hidrogen pada tahun 2022, dengan tiga perusahaan teratas mewakili sekitar 80% kapitalisasi pasar: Plug Power (Amerika Serikat), Doosan Fuel Cell (Korea Selatan), dan Ballard Power Systems (Kanada) (Perusahaan Sel Bahan Bakar Hidrogen Terbesar Berdasarkan Kapitalisasi Pasar, nd ). Perusahaan lain bertanggung jawab untuk memproduksi tumpukan sel bahan bakar dan produk akhir, terutama FCEV. Toyota (Jepang) dan Hyundai (Korea Selatan), yang keduanya memproduksi sel bahan bakar mereka sendiri, bertanggung jawab atas dua pertiga pengiriman FCEV pada tahun 2019; Panasonic dan Aisin mendominasi penjualan unit pemanas dan tenaga gabungan stasioner skala kecil; unit pemanas dan tenaga gabungan skala besar terutama dijual oleh tiga perusahaan (E4 Tech 2019 ). Produksi dan adopsi FCEV paling umum terjadi di Jepang dan negara-negara Asia lainnya, seperti Korea dan Cina. Di luar Asia, Amerika Utara, dan Eropa, adopsi FCEV terbatas karena keandalan sistem dan kurangnya infrastruktur.
3.3.2.1 Tantangan Permintaan: Meningkatnya Permintaan Kendaraan Sel Bahan Bakar
Dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan FCEV dapat mengubah pasar otomotif dan permintaan PGM secara signifikan. Para peneliti telah mengoptimalkan pemuatan platinum FCEV dari 30 g/kendaraan pada tahun 1930-an menjadi 10 g/kendaraan pada tahun 2021 (misalnya, Toyota Mirai), tetapi konverter katalitik di ICEV biasanya hanya menggunakan 2–4 g/kendaraan (Y. Sun et al. 2011 ). Hal ini menunjukkan bahwa adopsi FCEV secara luas akan meningkatkan permintaan PGM, karena saat ini tidak ada pengganti yang layak untuk Pt dan Ir dalam pembuatan FCEV (Xun et al. 2022 ). Permintaan PGM kumulatif 100 tahun dapat mencapai hingga 93,2 kt, dengan asumsi adopsi sel bahan bakar di kendaraan ringan dan berat, sementara kendaraan ringan sendiri akan membutuhkan 33,8 kt (Hao et al. 2019 ).
Selain permintaan platinum dari FCEV, permintaan iridium dari elektroliser air PEM merupakan pergeseran permintaan potensial lainnya untuk PGM yang terkait dengan industri hidrogen. Elektroliser air menggunakan listrik untuk memproduksi hidrogen dari air, di mana hidrogen yang dihasilkan dapat digunakan dalam FCEV, penyimpanan energi, dan banyak proses industri. Elektroliser PEM komersial saat ini biasanya memiliki muatan Ir yang tinggi sebesar 0,67 g Ir/kW; jadi, beberapa penelitian telah difokuskan pada pengurangan muatan Ir menjadi 0,05 g Ir/kW pada tahun 2035 (Minke et al. 2021 ). Permintaan Ir di masa mendatang bergantung terutama pada inovasi teknologi katalis produksi hidrogen; jika muatan yang lebih rendah terbukti tidak layak secara teknologi, hal ini dapat mengakibatkan permintaan Ir kumulatif sebesar 45–75 t pada tahun 2070, tergantung pada adopsi daur ulang (Minke et al. 2021 ). Ini dibandingkan dengan 21 ton kumulatif jika teknologi ditingkatkan untuk memenuhi tujuan 0,05 g kW −1 Ir dalam katalis produksi hidrogen.
3.3.3 Elektronik
Produksi elektronik telah meningkat selama beberapa dekade terakhir, dan pasar diperkirakan akan terus tumbuh (Fortune Business Insights 2023 ). Keenam PGM digunakan dalam komponen elektronik, seperti papan sirkuit cetak, kapasitor, dan komponen tampilan (Hagelüken 2012 ; Zhang et al. 2017 ), yang juga merupakan sumber penting elemen-elemen ini melalui pembuangan komponen elektronik ini (Sun et al. 2016 ; Valero Navazo et al. 2014 ).
3.4 Manajemen Akhir Masa Pakai PGM
PGM sangat cocok untuk didaur ulang karena nilai pasarnya yang tinggi dan penggunaannya dalam katalis, di mana PGM terdegradasi atau hilang minimal selama penggunaan. Untuk banyak katalis industri, rantai pasokannya adalah loop tertutup, yang berarti pengguna akhir menjual katalis yang terdegradasi langsung kembali ke pemasok untuk regenerasi (Rasmussen et al. 2019 ). Untuk penggunaan lain (katalis otomotif, sel bahan bakar, elektronik, dll.), skrap dapat dijual ke pemasok atau perusahaan pihak ketiga untuk pemulihan dan penggunaan kembali dalam bentuk faktor lain (Halkos dan Petrou 2018 ). Tantangan utama adalah pengumpulan bahan bekas, karena ada sedikit motivasi bagi pengguna akhir swasta untuk mengembalikan komoditas yang mengandung PGM. Akibatnya, akhir masa pakai merupakan kerugian terbesar dari stok PGM (Gambar 6 ). Meskipun demikian, daur ulang loop terbuka mencakup sekitar 25% dari pasokan PGM global. Sebagian besar daur ulang PGM dilakukan di Amerika Serikat, Uni Eropa, dan Jepang
Tujuh puluh persen katalis otomotif didaur ulang (Hughes et al. 2021 ). Uni Eropa mengamanatkan pemulihan dan daur ulang selanjutnya dari konverter katalitik bekas (Directive 2000/53/EC 2000 ). Analisis aliran material dari konverter katalitik akhir masa pakai Eropa yang dilakukan oleh Saidani et al. ( 2019 ) menemukan bahwa sekitar 14,2 ton Pt hilang per tahun di pasar otomotif. Di AS, beberapa peraturan Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) mengatur pembuangan katalis otomotif bekas yang aman. Meskipun daur ulang tidak diamanatkan, daur ulang dikelola oleh berbagai layanan pembuangan katalis. Di Jepang, produsen bertanggung jawab atas daur ulang wajib konverter katalitik limbah yang dipantau oleh sistem manajemen informasi elektronik, sesuai dengan Undang-Undang Daur Ulang Kendaraan Limbah (S. Sun et al. 2022 ). Tingkat daur ulang lebih rendah di Tiongkok karena peraturan lebih baru daripada di negara maju lainnya (Xun et al. 2020 ). Tiongkok telah menerapkan program tanggung jawab produsen yang diperluas (EPR) yang mengharuskan produsen bertanggung jawab dalam membangun jaringan daur ulang dan sistem manajemen. Secara global, perusahaan besar (seperti BASF Co. Ltd. dan Johnson Matthey Catalyst Co. Ltd.) sering membeli katalis otomotif bekas, yang menjalani pemrosesan awal secara lokal sebelum dikirim ke pabrik pemrosesan mereka (yang sering kali internasional) (Sun et al. 2022 ).
Secara umum, aspek teknologi daur ulang meliputi pembongkaran, pembubaran (seringkali dalam aqua regia), dan pemisahan. Beberapa perusahaan, termasuk Johnson Matthey, telah menetapkan protokol daur ulang untuk daur ulang dari berbagai sumber. Pasar sekunder dan inisiatif pembuatan ulang juga tersedia untuk beberapa produk yang mengandung PGM, seperti autokatalis, perhiasan, dan limbah elektronik. Misalnya, 1,5 tpa (ton per tahun) Pt diperbarui dari konverter katalitik di pasar Eropa.
3.4.1 Kelemahan Koordinasi: Daur Ulang Kurang Memadai
Pemulihan dari elektronik layak secara teknologi karena hampir 100% PGM dapat dipulihkan setelah dalam tahap pelindian (Valero Navazo et al. 2014 ). Namun, hanya 5%–10% PGM dalam limbah elektronik yang didaur ulang (Hagelüken 2012 ) karena kerugian sebelum pengumpulan dan selama pemisahan dari plastik dan keramik, dan hanya 15% dari total limbah elektronik yang didaur ulang sepenuhnya (Kumar et al. 2017 ). Tingkat daur ulang setinggi 42,5% di UE dan serendah 0,9% di Afrika (Nithya et al. 2021 ). Pergerakan limbah elektronik lintas batas dibatasi oleh perjanjian internasional dan dikelola oleh berbagai inisiatif global, tetapi sebagian besar limbah elektronik yang dikumpulkan masih dikirim ke dan diproses di negara-negara berkembang. AS dan Kanada tidak memiliki mandat daur ulang federal, sementara Jepang dan Australia telah mengeluarkan beberapa undang-undang untuk meningkatkan daur ulang limbah elektronik. Program EPR dan biaya ekologi juga digunakan di beberapa negara maju untuk mengelola daur ulang (Kumar et al. 2017 ).
Proses daur ulang PGM menghadapi beberapa tantangan. Dalam hal masalah teknis, metode yang ada sering gagal mencapai efisiensi pemulihan yang tinggi (Hagelüken 2012 ). Hal ini karena aliran limbah yang mengandung PGM sering tercampur dengan konverter katalitik, elektronik, dan katalis industri, sehingga pemisahannya menjadi tantangan teknis. Logam-logam yang ada bersamaan seperti Fe, Co, Ni, Zn juga membuat pemurnian logam PGM tunggal menjadi tantangan. Selain itu, kurangnya fasilitas daur ulang khusus yang tersebar luas membatasi skalabilitas teknologi daur ulang. Dari perspektif ekonomi, daur ulang PGM sering kali kurang layak secara ekonomi karena biaya operasional yang tinggi dan skala ekonomi yang terbatas. Biaya investasi dan operasional dapat menjadi penghalang bagi banyak wilayah dan perusahaan. Selain itu, penggunaan bahan kimia berbahaya dan pelepasan gas rumah kaca dapat menyebabkan masalah lingkungan di masyarakat setempat.
3.5 Struktur Rantai Pasokan Global
Perdagangan platinum internasional secara geografis berpusat di sekitar Jerman, Inggris, dan Swiss sebagai importir dan eksportir besar Pt. Volume perdagangan terbesar terjadi antara Cina, Hong Kong, Swiss, Rusia, Afrika Selatan, dan Jepang, dengan kelompok perdagangan yang lebih kecil di seluruh dunia. Lebih dari setengah dari 379 t yang diperdagangkan secara global pada tahun 2005 diperdagangkan antara 6 negara yang disebutkan di atas dan Inggris, Belgia, Prancis, Jerman, Italia, dan AS (Tokito et al. 2016 ). Penyebaran pasar global ini berkontribusi untuk menurunkan risiko rantai pasokan Pt relatif terhadap beberapa logam langka lainnya, di mana penambangan dan platinum yang tidak ditempa atau dalam bentuk bubuk mewakili tahap rantai pasokan dengan risiko terbesar (Nansai et al. 2017 ). Dalam hal pertambangan, Afrika Selatan sejauh ini memegang sentralitas paling besar, dengan Amerika Serikat memainkan peran yang lebih kecil karena investasi di Afrika Selatan. Sebagian karena ketergantungan yang tinggi pada Afrika Selatan, bagian penambangan dari rantai pasokan dianggap berisiko tinggi (Li et al. 2023 ). Perdagangan terpusat di sekitar Jerman sebagai negara perdagangan yang paling terhubung, diikuti oleh Italia, Amerika Serikat, Swiss, dan Inggris (Li et al. 2023 ). Di Amerika Serikat, paladium impor bersumber dari Rusia (34%) dan Afrika Selatan (30%), sementara 34% platinum berasal dari Afrika Selatan. Negara-negara lain, termasuk Jerman, Italia, dan Swiss, mengisi sisa impor, termasuk bahan mentah dan bahan bekas (Schulte 2022 ).
Baru-baru ini, minat dalam mencegah pelanggaran hak asasi manusia dan mengurangi dampak lingkungan di seluruh rantai pasokan telah meningkat (dampak dari faktor-faktor ini pada pasokan dibahas dalam Bagian 3.2.1 dan 3.2.2 ). Beberapa inisiatif keberlanjutan sukarela telah berupaya untuk memberikan pedoman bagi bisnis, pemerintah, dan pemangku kepentingan lainnya untuk meningkatkan keberlanjutan sosial dan lingkungan dari rantai pasokan mereka, seperti Pedoman Uji Tuntas untuk Perilaku Bisnis yang Bertanggung Jawab (OECD 2016 ) dari Organisasi untuk Kerja Sama dan Pembangunan Ekonomi (OECD ), dan label Fairmined dan Fairtrade. Pedoman ini menekankan keterlacakan rantai pasokan penting untuk memastikan bahwa bahan-bahan bersumber secara bertanggung jawab. Afrika Selatan bukan anggota OECD tetapi berpartisipasi dalam komite-komite OECD. Fairmined dan Fairtrade keduanya khusus untuk rantai pasokan emas dan pertambangan, tetapi mungkin berdampak pada tambang PGM skala kecil tertentu di Kolombia di mana emas merupakan produk sampingan (Franken et al. 2020 ). Selain itu, sentralitas penambangan dan pemrosesan PGM serta persyaratan izin penambangan PGM industri di Afrika Selatan meningkatkan ketertelusuran dan akuntabilitas rantai pasokan ini dibandingkan dengan logam penting lainnya seperti emas dan tembaga (Schöneich et al. 2023 ). Beberapa penelitian telah menyarankan model untuk mengembangkan keberlanjutan di sektor-sektor terkait, seperti industri otomotif (Jasiński et al. 2021 ).
Yang menarik untuk penelitian ketahanan rantai pasokan adalah informasi mengenai transportasi PGM dan sumber daya yang ditimbun di setiap tahap dalam rantai pasokan. Arus global diperkirakan oleh Rasmussen et al. ( 2019 ), ditunjukkan pada Gambar 6. Kerugian yang terakumulasi di setiap tahap juga ditunjukkan, dengan kerugian paling signifikan terjadi selama tahap pemrosesan pasca-penambangan dan selama pengumpulan dan pemrosesan bahan limbah untuk didaur ulang, yang menyoroti area dengan potensi terbesar untuk meningkatkan pemrosesan dan kebijakan teknologi.
Memahami volume PGM yang disimpan dalam stok pada berbagai tahap dalam proses manufaktur penting untuk menilai ketahanan perusahaan terhadap gangguan pasokan atau permintaan. Namun, stok ini tidak diketahui publik, mengingat kelangkaan data saat ini. Investigasi yang lebih besar tentang bagaimana PGM mengalir melalui rantai pasokan akan membantu mengidentifikasi area kelemahan untuk meningkatkan ketahanan. Selain itu, stok nasional membantu mengurangi gangguan pasokan dari negara-negara yang bergantung pada impor, yang merupakan sebagian besar dunia. AS mempertahankan stok 15 kg iridium dan 261 kg platinum pada tahun 2022 (Schulte 2022 ). Jepang diketahui menimbun PGM dalam jumlah yang dirahasiakan (kemungkinan pasokan 60–180 hari) (Nakano 2021 ), dan Parlemen Eropa telah mengusulkan stok minimum impor 60 hari untuk logam penting termasuk PGM (Ragonnaud 2023 ).
Penting juga untuk mempertimbangkan tahapan rantai pasokan yang menghasilkan kehilangan PGM terbesar. Kehilangan ini terjadi karena tantangan rantai pasokan (kehilangan selama pengumpulan, 32 tpa) dan rekayasa (konsentrasi dari bijih, 35 tpa; kehilangan daur ulang, 10 tpa) (Rasmussen et al. 2019 ). Kehilangan konsentrasi adalah hasil dari ketidakmampuan untuk memulihkan bentuk inert PGM yang ditemukan dalam bijih dengan teknologi pemulihan bijih saat ini, sementara kehilangan pengumpulan terutama disebabkan oleh perilaku konsumen. Perbaikan di kedua area tersebut akan sangat meningkatkan efisiensi rantai pasokan untuk mengurangi ketergantungan pada penambangan baru atau daur ulang yang berkelanjutan.
3.5.1 Tantangan Koordinasi: Kurangnya Komunikasi
Rantai pasokan PGM rumit dan melibatkan banyak pemangku kepentingan, termasuk perusahaan pertambangan, pemroses, pedagang, dan pengguna akhir. Gangguan apa pun di satu bagian rantai pasokan dapat memiliki efek berjenjang pada seluruh rantai. Rantai pasokan PGM global mencakup setidaknya 11 negara, 15 perusahaan, dan 28 tambang. Li et al. ( 2023 ) meneliti kepadatan jaringan platinum global dengan analisis pemodelan global dan mengungkapkan kepadatan jaringan “risiko tinggi” yang lebih jarang daripada minyak, litium, dan elemen tanah jarang (Hou et al. 2018 ). Hubungan antara asosiasi pasokan dan pedagang relatif longgar, yang mewakili “risiko sedang.” Kepadatan jaringan yang rendah dalam rantai pasokan dapat berarti bahwa gangguan kecil pada simpul-simpul utama dapat mengakibatkan kesenjangan besar dalam pasokan. Miskomunikasi atau kurangnya transparansi informasi penuh di seluruh rantai pasokan juga dapat menyebabkan variasi yang sangat besar yang berkontribusi pada efek bullwhip. Dalam rantai pasokan PGM, sedikit yang diketahui tentang pembagian informasi antara perusahaan dan negara yang terlibat, yang dapat berfungsi untuk mengurangi variasi permintaan yang umum terjadi akibat efek bullwhip.
3.5.2 Tantangan Pasokan: Ketidakstabilan Geopolitik
Ketidakstabilan politik Afrika Selatan dan Rusia berkontribusi terhadap risiko pasokan PGM. Perang Rusia-Ukraina dimulai pada Februari 2022, yang mengakibatkan pasokan PGM dari Rusia, produsen PGM terbesar kedua, menjadi kurang stabil. Salah satu dari banyak sanksi yang dijatuhkan kepada Rusia adalah penangguhan keanggotaan enam kilang logam mulia oleh London Bullion Market Association (LBMA). Sanksi tertentu yang membatasi penerbangan masuk dan keluar Rusia juga berdampak pada rantai pasokan, karena penerbangan udara merupakan moda transportasi utama untuk PGM (Allam et al. 2022 ). Pada akhirnya, sanksi terhadap Rusia ini telah meningkatkan harga paladium dan platinum pada bulan April dan Mei 2022 dibandingkan dengan periode yang sama pada tahun-tahun sebelumnya (Cowley et al. 2022 ). Di Afrika Selatan, produsen PGM terbesar, inefisiensi dan korupsi pemerintah merupakan pendorong utama tantangan yang terkait dengan stabilitas energi, pengelolaan air, dan kontrol regulasi, yang mengakibatkan sumber risiko yang tinggi bagi industri pertambangan di sana (Cole 2023 ).
3.5.3 Tantangan Pasokan: Bencana Alam
Bencana alam, seperti badai, gempa bumi, dan epidemi, juga dapat memengaruhi rantai pasokan PGM. Pada tahun 2020, wabah COVID-19 menyebabkan penutupan pabrik konverter Anglo American Platinum dan penurunan besar dalam produksi tambang dari perusahaan pertambangan Afrika Selatan (Li et al. 2023 ). Secara total, pandemi mengurangi pasokan platinum global sebesar 16% menurut analisis pasar (Cowley et al. 2021 ). Keterbatasan pasokan ini dan peningkatan permintaan telah menyebabkan harga platinum naik lebih dari 90% dari Maret 2020 hingga Maret 2021 (Karagukar 2021 ).
4 Cara Meningkatkan Ketahanan Rantai Pasokan PGM
Di bagian ini, kami membahas beberapa ide yang, jika diterapkan dengan sukses, akan meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM. Sebagai konsekuensinya, ini juga merupakan area yang harus difokuskan pada upaya penelitian di masa mendatang.
4.1 Daur Ulang
Jika tidak ada sumber perawan tambahan yang diidentifikasi atau digunakan di luar endapan yang dapat ditambang yang ada, daur ulang PGM akan sangat penting untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM. Daur ulang PGM sebagaimana adanya sudah lebih mudah beradaptasi dengan fluktuasi permintaan daripada sumber perawan yang ada. Peningkatan kapasitas daur ulang memungkinkan harga tetap stabil jika terjadi pengurangan pasokan primer yang besar (Alonso et al. 2009 ) dan dapat mengurangi risiko gangguan pasokan sebesar 8%–30% untuk Pt, Pd, dan Rh (Althaf dan Babbitt 2021 ; Xun et al. 2022 ). Namun, daur ulang saat ini tidak dapat memenuhi permintaan PGM yang diharapkan dalam banyak kasus. Tong et al. ( 2022 ) telah memperkirakan bahwa bahkan jika teknologi meningkat untuk memungkinkan pemuatan PGM yang lebih rendah di FCEV, peningkatan permintaan untuk FCEV akan melampaui kapasitas daur ulang dalam industri otomotif. Ini memerlukan peningkatan kapasitas daur ulang yang terus-menerus seiring dengan berkembangnya permintaan untuk PGM sambil tetap menyadari bahwa daur ulang sendiri bukanlah solusinya.
Ada aliran daur ulang yang ada yang mengandung PGM yang kurang dimanfaatkan, seperti proses pemisahan aktinida dalam limbah cair tingkat tinggi (HLLW; limbah nuklir) yang dapat digunakan kembali untuk pemulihan Pd non-radioaktif. Penelitian yang berkelanjutan harus difokuskan pada identifikasi proses pemisahan dan pemulihan yang dapat dengan mudah hidup berdampingan dengan pemrosesan HLLW yang ada, menahan radiasi dari berbagai konstituen HLLW, dan secara efektif memisahkan mayoritas (83 wt%) Pd non-radioaktif dari 107 isotop Pd yang tersisa. Sebagian besar penelitian yang ada difokuskan pada adsorben fase padat untuk tujuan ini (Wu, Liu, et al. 2021 ; Yuan et al. 2022 ). Untuk elektronik, peningkatan teknologi harus difokuskan pada pengurangan kerugian dari aliran daur ulang PGM yang ada selama pemrosesan, khususnya saat penghancuran/penyortiran dan langkah metalurgi berikutnya. Memperluas penelitian untuk mendorong atau memberi insentif perilaku konsumen terhadap daur ulang akan membantu meningkatkan efisiensi biaya dan efektivitas skema daur ulang (Hagelüken dan Goldmann 2022 ).
Beberapa tantangan teknologi yang terkait dengan daur ulang PGM masih harus diatasi. Seiring berkembangnya teknologi untuk mengurangi pemuatan PGM dalam faktor bentuk seperti FCEV dan katalis lainnya, aliran daur ulang saat ini dan di masa mendatang akan memerlukan teknologi yang semakin selektif untuk memulihkan PGM yang ditemukan dalam konsentrasi yang lebih rendah dan dalam campuran konstituen yang lebih kompleks. Hal yang sama berlaku untuk mengembangkan dan menerapkan teknik daur ulang yang disesuaikan dengan aliran limbah yang baru dan inovatif, seperti mengatasi tantangan produksi HF selama daur ulang FCEV dan menyelidiki pemulihan PGM dari limbah nuklir. Ini akan memerlukan penerapan teknik pemisahan baru seperti penyerapan fase padat (Lee et al. 2020 ), membran yang didukung cairan (Staszak dan Wieszczycka 2023 ), dan ekstraksi pelarut (Lanaridi et al. 2022 ). Material baru, seperti rangka organik logam (MOF) dan nanomaterial (Chang et al. 2021 ; Lin et al. 2019 ), juga dapat menjadi fokus dari teknik pemulihan ini. Selain itu, optimalisasi pengolahan hidro dan/atau pirometalurgi yang disesuaikan dengan berbagai aliran daur ulang sangat penting.
4.2 Substitusi PGM
Dengan mengganti PGM dalam produk penggunaan akhir dengan elemen yang lebih murah dan lebih mudah didapat, permintaan untuk PGM dapat dikurangi secara signifikan. Ini khususnya berguna dalam aplikasi yang diperkirakan akan meningkatkan permintaan PGM paling banyak atau saat ini mengonsumsi PGM dalam proporsi besar, misalnya, sel bahan bakar, konverter katalitik, elektronik, dan katalis industri lainnya. Namun, ini menantang secara teknologi. Katalis bebas PGM menunjukkan stabilitas yang buruk dan aktivitas katalitik yang lebih rendah (Du et al. 2021 ), jadi tujuannya adalah untuk mengurangi pemuatan platinum menjadi 4–8 g per kendaraan tanpa mengorbankan kinerja sel (Sun et al. 2011 ). Ini dapat dilakukan dengan mengganti sebagian PGM dengan logam dasar yang lebih murah dan lebih melimpah seperti besi, nikel, dan kobalt (Banham et al. 2019 ). Namun, logam komoditas ini mungkin juga menghadapi tantangan pasokan yang unik. Penting untuk terus mengeksplorasi katalis PGM rendah ini, tetapi juga mempertahankan pemahaman tentang bagaimana penggantian ini akan memengaruhi rantai pasokan PGM dan logam dasar yang relevan. Sementara rantai pasokan ini sudah saling terkait, keterkaitan lebih lanjut dari kasus penggunaan mereka dapat mengakibatkan konsekuensi pada rantai pasokan logam dasar dalam skenario di mana rantai pasokan PGM terganggu (seperti dalam situasi yang dijelaskan di Bagian 3 ).
Potensi lain untuk menurunkan perkiraan permintaan PGM adalah dengan menerapkan teknologi penting PGM dalam kasus penggunaan yang lebih spesifik. Misalnya, FCEV dapat diimplementasikan bukan sebagai pengganti ICEV, tetapi sebagai “range extender” bersama dengan kendaraan listrik baterai (BEV). Ini akan mengurangi keluaran energi yang diperlukan untuk kendaraan sel bahan bakar, dan oleh karena itu konten PGM yang diperlukan (Reverdiau et al. 2021 ). Sementara ini dapat meringankan ketegangan rantai pasokan pada PGM, BEV bergantung pada logam dengan kelangkaan yang sama dan rantai pasokan yang tidak stabil, seperti elemen tanah jarang (REE) yang digunakan dalam baterai saat ini. Dengan demikian, implementasi FCEV dengan cara ini menjadi rumit oleh kemajuan teknologi FCEV dan BEV, di mana penelitian difokuskan pada penggantian REE sambil meningkatkan kinerja. Penilaian mendalam tentang interaksi antara peningkatan teknologi untuk FCEV dan BEV bersama dengan prediksi adopsi akan berguna untuk mengembangkan pemahaman tentang bagaimana rantai pasokan kedua kelompok REE akan dipengaruhi oleh perubahan teknologi dan penggunaan.
4.3 Peningkatan Proses
Penggunaan teknologi pemrosesan mineral yang inovatif dapat meningkatkan tingkat pemulihan PGM sekaligus mengurangi penggunaan bahan kimia dan meminimalkan limbah. Bagian ini akan berfokus pada peningkatan pemrosesan untuk meningkatkan efisiensi, sementara Bagian 4.4 akan berfokus pada peningkatan yang akan berkontribusi pada hasil lingkungan.
Penelitian harus fokus pada pengembangan langkah-langkah alternatif untuk area rantai pasokan yang menghasilkan kerugian PGM terbesar, seperti selama konsentrasi bijih. Tantangan di sini adalah karena kecenderungan PGM untuk berasosiasi dengan mineral silikat, yang menghasilkan fraksi inert (Chipise et al. 2023 ). Peningkatan fokus penelitian pada pembatasan kerugian PGM ke tailing dan pemulihan dari tailing yang ada akan membantu dalam meningkatkan pasokan PGM. Teknologi seperti pelindian sianida dan bioleaching telah menunjukkan peningkatan besar dalam kemampuan pemulihan dalam literatur (Chipise et al. 2023 ; Gibson et al. 2023 ). Penghapusan langkah-langkah pemrosesan, seperti dengan memproduksi katalis langsung dari cairan pelindian daripada PGM yang dimurnikan, juga akan menyederhanakan pemrosesan untuk mengurangi penggunaan material dan kerugian PGM. Teknologi kecerdasan buatan yang baru lahir dapat membantu mengidentifikasi area kelemahan serta mengembangkan solusi untuk tantangan teknologi dan rantai pasokan (Sun et al. 2024 ; Toorajipour et al. 2021 ).
Meskipun menjanjikan, penerapan teknologi pemrosesan alternatif, seperti metode pelindian baru, secara industri masih terbatas. Analisis ekonomi dan sosial-politik tentang mengapa hal ini terjadi dan bagaimana menerapkan perbaikan proses di perusahaan, yang cenderung menghindari risiko, akan membantu mendorong kemajuan ini. Investigasi terhadap beberapa perusahaan yang telah menerapkan proses seperti pemrosesan hidrometalurgi dan pertukaran ion gabungan (Sole et al. 2017 ) dapat menjadi studi kasus untuk penelitian ini. Selain itu, perbaikan berkelanjutan dari kelemahan sistem baru ini saat ini (seperti penggunaan bahan kimia berlebih yang terkait dengan hidrometalurgi) akan memberikan insentif bagi perusahaan untuk beralih ke proses yang lebih efisien.
4.4 Keberlanjutan Lingkungan dan Sosial
Pilihan pemulihan dan pemrosesan saat ini juga tidak ramah lingkungan. Pirometalurgi melibatkan peleburan bahan baku, yang dapat menghasilkan uap beracun dari senyawa yang mudah terbakar (Duclos et al. 2020 ) dan hidrometalurgi menggunakan agen asam seperti larutan klorida, yang menghasilkan asam limbah. Untuk memurnikan platina lebih lanjut, metode pemisahan dapat mencakup pelarut yang beracun, mudah terbakar, dan mudah menguap, yang dapat berbahaya bagi lingkungan atau memerlukan produksi material yang padat karya dan memakan waktu (Zheng et al. 2021 ).
Mengganti teknologi ini dengan teknologi yang lebih ramah lingkungan akan membantu dalam memenuhi peraturan lingkungan (Zhang et al. 2024 ). Penelitian tentang teknik pemulihan PGM baru, seperti yang dibahas dalam Bagian 4.3 untuk perbaikan proses , juga harus mempertimbangkan implikasi lingkungan sejak awal untuk menghindari perlunya mengganti teknologi ini lagi jika peraturan lingkungan yang lebih ketat diterapkan. Ini akan meningkatkan efisiensi pemrosesan dan pada saat yang sama mengurangi penggunaan dan pembangkitan bahan berbahaya, dan dapat mengurangi biaya produksi dalam jangka panjang. Beberapa contoh pemrosesan PGM yang lebih ramah lingkungan meliputi bioleaching untuk pemulihan awal (Hodnik et al. 2016 ), adsorpsi fase padat untuk pemisahan (Duclos et al. 2020 ), dan pemrosesan mekanokimia (Grilli et al. 2023 ) atau elektrokimia (Wang et al. 2021 ).
Penelitian rantai pasokan harus mempertimbangkan keseimbangan antara peraturan lingkungan mengenai limbah yang dihasilkan oleh rantai pasokan PGM dan kepentingan ekonomi dan sosial-politik, yang mungkin sering kali saling bertentangan. Penelitian lebih lanjut tentang bagaimana faktor-faktor kompleks ini memengaruhi penerapan apa yang disebut “teknologi hijau” harus dilakukan, khususnya untuk teknologi relevan PGM yang disebutkan di sini. Terkait dengan itu, dampak kebijakan yang mendukung penerapan teknologi hijau harus dipertimbangkan, termasuk dampak pada ketahanan rantai pasokan dan tingkat pematangan teknologi. Selain itu, penelitian lebih lanjut untuk mengukur penurunan penggunaan material dan/atau produksi produk sampingan berbahaya, bersama dengan peningkatan efisiensi proses penerapan teknologi ini harus dilakukan. Analisis siklus hidup (LCA) akan membantu dalam mengidentifikasi dampak lingkungan dan sosial dari penerapan perbaikan proses yang menjanjikan.
4.5 Investasi Energi
Biaya energi yang tinggi dan jaringan listrik yang direkayasa dengan buruk di Afrika Selatan berkontribusi terhadap ketidakstabilan pasokan PGM. Dengan demikian, mengurangi penggunaan energi akan membantu mengurangi dampak konsumsi energi pada ketahanan rantai pasokan PGM. Teknologi dan kebijakan yang mengurangi konsumsi energi dalam operasi penambangan dan pemrosesan dapat menghasilkan penghematan biaya yang signifikan dan mengurangi emisi gas rumah kaca, seperti adopsi peralatan dan proses yang hemat energi. Peleburan dan pemrosesan pirometalurgi saat ini membutuhkan sejumlah besar energi. Mengganti sistem ini dengan hidrometalurgi dan teknologi pemisahan lain yang lebih murah dan lebih hemat energi akan sangat mengurangi ketergantungan pada jaringan energi yang tidak stabil di Afrika Selatan (Ryan 2014 ). Namun, kuantifikasi efisiensi energi dari teknologi yang saat ini dieksplorasi harus dilakukan dan dipublikasikan untuk menjelaskan area yang paling dapat ditingkatkan. Ini akan membantu mendorong penerapan teknologi industri yang telah terbukti berhasil dalam pemulihan PGM yang juga dapat meningkatkan efisiensi energi. Keraguan oleh perusahaan untuk menerapkan sistem ini juga ada (Ting dan Byrne 2020 ). Kebijakan pengurangan risiko (misalnya, subsidi pemerintah) dapat meringankan hal ini, tetapi harus dipelajari untuk sistem yang diminati.
Biaya energi yang tinggi juga dapat dikurangi dengan menerapkan kebijakan untuk berinvestasi dalam alternatif energi terbarukan dan mengembangkan jaringan energi yang lebih kuat, khususnya di Afrika Selatan (Ryan 2014 ), seperti pinjaman yang disebutkan di atas dari Bank Dunia untuk investasi terbarukan.
4.6 Perubahan Geopolitik
Pengurangan ketergantungan pada beberapa negara yang secara geopolitik tidak stabil (Afrika Selatan, Rusia) akan meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM. Hal ini dapat dicapai dengan lebih mengandalkan daur ulang daripada penambangan, dengan perusahaan dan pemerintah masing-masing berkomitmen untuk mendapatkan PGM di semua tahap dari sumber yang lebih lokal (near- dan on-shoring). Dukungan yang lebih besar untuk inisiatif internasional seperti Badan Energi Terbarukan Internasional (IRENA) yang menjadi perantara perdagangan dan komunikasi antara negara-negara dan pemangku kepentingan lainnya di seluruh rantai pasokan akan meningkatkan komunikasi dan ketahanan di semua tingkatan (Ali et al. 2022 ). Peningkatan penimbunan strategis oleh negara atau perusahaan juga akan memberikan penyangga untuk gangguan, khususnya yang terkait dengan ketidakstabilan geopolitik di negara-negara yang menyediakan sebagian besar PGM.
Deglobalisasi akan memiliki efek yang tidak diketahui pada pasokan PGM. Setelah pandemi Covid-19 dan invasi Rusia ke Ukraina, ekonomi industri mengalihkan fokus dari sistem pasokan yang sangat mengglobal ke sistem yang lebih berfokus pada near- dan reshoring (Müller 2023 ) untuk meningkatkan independensi dari rantai pasokan yang dianggap tidak stabil atau tidak menguntungkan secara geopolitik. Hal ini mengakibatkan terpecahnya rantai pasokan menjadi wilayah yang semakin independen. Secara khusus, UE dan AS telah mulai berupaya mengurangi ketergantungan pada Tiongkok untuk komoditas seperti mineral penting, dan ini mungkin juga terjadi pada PGM yang ditemukan terutama di Afrika Selatan dan Rusia. Ini juga dapat memengaruhi produksi hilir dan perdagangan komoditas lain yang mengandung PGM yang saat ini dibatasi secara geografis, seperti yang dijelaskan dalam Bagian 3.5 . Upaya berorientasi deglobalisasi dapat terjadi dalam bentuk pengalihan pasokan atau manajemen akhir masa pakai (misalnya, mengurangi ketergantungan impor demi sumber lokal, merelokasi fasilitas manufaktur, atau membangun fasilitas daur ulang di dalam negeri). Negara-negara juga dapat meningkatkan investasi dan prospek bisnis di luar negeri ketika reshoring tidak memungkinkan. Misalnya, Amerika Serikat mempertahankan investasi besar dan hubungan keuangan dengan perusahaan pertambangan PGM Afrika Selatan; oleh karena itu, menurunkan risikonya meskipun kurangnya produksi di dalam negeri (Li et al. 2023 ). Memahami perubahan kompleks ini memerlukan penelitian tentang upaya near- dan re-shoring yang ada saat ini karena terkait dengan rantai pasokan PGM. Ini akan menyelesaikan pertanyaan yang belum terjawab tentang bagaimana perusahaan dan negara mengatasi masalah yang ada dengan jaringan yang tersebar luas yang membuat mereka sangat bergantung pada pemain luar. Penting juga untuk memahami bagaimana perubahan ini akan memengaruhi ketahanan rantai pasokan PGM. Penelitian yang ada telah menunjukkan hasil yang beragam dari aktivitas deglobalisasi untuk berbagai pemain (Giammetti et al. 2022 ).
4.7 Transparansi Rantai Pasokan
Saat ini, informasi yang tersedia terbatas mengenai hal-hal spesifik tentang bagaimana PGM bergerak di seluruh rantai pasokan, khususnya negara dan perusahaan mana yang paling aktif di setiap tahap, beserta data transportasi PGM dan volume yang disimpan dalam stok di setiap tahap rantai pasokan. Kurangnya data ini dapat menyebabkan ketidakmampuan untuk memprediksi perubahan pada rantai pasokan atau kehilangan aliran material dalam kasus manajemen daur ulang/EOL (Hagelüken dan Goldmann 2022 ). Hanya sedikit yang diketahui tentang dampak setiap tahap pemrosesan dan teknologi terhadap ketahanan rantai pasokan. Pemahaman yang lebih mendalam tentang interaksi antara rantai pasokan dan teknologi akan sangat bermanfaat untuk mengidentifikasi area di mana pengembangan teknologi akan memiliki dampak terbesar pada ketahanan rantai pasokan. Hal ini akan dibantu dengan peningkatan komunikasi antara pemangku kepentingan pemerintah yang bertujuan untuk menerapkan kebijakan (subsidi, stok, dll.) untuk mengurangi risiko gangguan rantai pasokan dan pemangku kepentingan lain dalam rantai pasokan. Hal ini mungkin berlaku khususnya dalam menghadapi deglobalisasi, yang dibahas di Bagian 4.6 , di mana peningkatan komunikasi antara wilayah perdagangan saling menguntungkan. Penerapan metode baru juga akan membantu, seperti sistem data canggih atau kecerdasan buatan (AI) yang dapat memantau dan menyusun metadata yang terkait dengan rantai pasokan, seperti komposisi produk, siklus penggunaan, dan rantai penyimpanan.
Karena transparansi rantai pasokan diadopsi secara luas dan menjadi hal yang lumrah di antara para teknolog dan produsen, lebih banyak data akan tersedia. Untuk masalah berulang yang terkait dengan rantai pasokan yang memiliki kumpulan data besar, AI dapat menawarkan dukungan substansial dalam layanan ketahanan rantai pasokan dengan memungkinkan analisis data waktu nyata, pemodelan dan analitik prediktif, dan manajemen risiko proaktif. Pendekatan awal adalah memungkinkan respons yang lebih cepat terhadap gangguan dan pengambilan keputusan yang dioptimalkan di berbagai bidang seperti sumber daya, transportasi, dan manajemen inventaris. Namun, tujuannya adalah agar sistem yang didukung AI mencapai titik peran intervensional dengan memproses data waktu nyata dan mengidentifikasi pola untuk terus memantau rantai pasokan untuk anomali dan gangguan potensial; meningkatkan perkiraan permintaan dan dengan demikian meningkatkan fleksibilitas dan mengurangi ketergantungan pada satu titik kegagalan; memungkinkan respons yang lebih cepat dan lebih efektif terhadap kejadian yang tidak terduga; meningkatkan visibilitas rantai pasokan untuk membantu menghindari potensi kemacetan dan memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih baik; dan akhirnya meningkatkan keberlanjutan rantai pasokan dengan mengidentifikasi peluang untuk mengurangi emisi karbon, meminimalkan limbah, dan mempromosikan praktik sumber daya yang etis.
Alat transparansi rantai pasokan mungkin tidak menguntungkan bagi perusahaan, jadi penelitian tentang insentif dan/atau mandat pemerintah dapat membantu penerapannya. Tidak diketahui pula bagaimana efek bullwhip, atau gagasan bahwa ketidakstabilan dan ketidakpastian rantai pasokan meningkat lebih jauh di rantai, memengaruhi rantai pasokan PGM, jika memang ada. Penelitian tambahan tentang hal ini akan memberikan pemahaman yang lebih baik tentang cara kerja internal rantai pasokan PGM, serta apa yang dapat diterapkan untuk mengurangi efek bullwhip.
4.8 Sumber Alternatif
Pilihan alternatif atau pelengkap untuk daur ulang PGM adalah adopsi sumber alternatif. Seperti yang disebutkan, sumber PGM murni yang ada terus menipis dan menjadi lebih mahal untuk ditambang. Namun, ada beberapa minat untuk mengadopsi peningkatan pemulihan PGM dari tailing tambang (produk limbah tambang). Ini datang dengan tantangan unik, karena PGM sering ditemukan dalam bentuk yang sangat stabil dalam material ini, membuat pemulihan lebih menantang daripada penambangan murni (Ross et al. 2019 ). Namun, hal itu juga dapat mengurangi limbah yang dihasilkan dari penambangan dan meningkatkan hasil lingkungan yang terkait dengan limbah tambang asam (Araujo et al. 2022 ; Cole dan Ferron 2002 ; Marín et al. 2022 ).
Penambangan laut dalam dan luar angkasa juga menarik, meskipun tidak diharapkan layak secara komersial dalam waktu dekat. Asteroid dekat Bumi mungkin memiliki konsentrasi platinum yang diperkaya sehingga penambangan platinum layak secara teknologi. Namun, model menunjukkan bahwa kelayakan ekonomi mungkin tidak dapat dicapai mengingat ketidakstabilan harga platinum, serta risiko yang terkait dengan pembiayaan operasi semacam itu (Hein et al. 2020 ). Penambangan kerak ferromangan yang ditemukan di dekat punggungan bawah laut dan gunung laut juga merupakan sumber PGM yang berpotensi besar, meskipun saat ini juga tidak dapat dioperasikan. Penambangan dasar laut merupakan bahaya lingkungan yang signifikan bagi ekosistem laut yang ada dan merupakan tantangan politik yang kompleks terkait dengan hak konservasi dan pertambangan (Koschinsky et al. 2018 ). Lebih jauh, kelayakan ekonomi bergantung pada teknologi dan keputusan rantai pasokan, seperti metode ekstraksi apa yang digunakan dan apakah pabrik pemrosesan baru dibangun (Abramowski et al. 2021 ).
Investigasi sumber-sumber baru menimbulkan pertanyaan tentang di mana dan bagaimana pemrosesan harus dilakukan dan apakah teknologi baru diperlukan. Seseorang dapat membayangkan pemrosesan terjadi di pabrik-pabrik yang ada (misalnya, di Afrika Selatan dan Rusia) untuk membatasi kebutuhan akan infrastruktur tambahan, atau bahwa negara-negara lain mungkin diberi insentif untuk membangun pabrik-pabrik pemrosesan untuk menopang pasokan dan hasil-hasil ekonomi mereka sendiri. Para peneliti harus menyelidiki bagaimana lokasi pemrosesan yang baru dikembangkan akan memengaruhi pasokan PGM, khususnya karena penambangan luar angkasa dan laut dalam dapat memungkinkan pemrosesan di lokasi-lokasi yang sebelumnya tidak layak karena kurangnya sumber daya primer. Penting juga untuk mempertimbangkan kelayakan opsi-opsi ini terkait dengan pembaruan pabrik-pabrik pemrosesan yang ada untuk mengakomodasi bahan baku yang berbeda. Pergeseran teknologi yang diperlukan mungkin lebih besar daripada rantai pasokan atau manfaat ekonomi dari perombakan pabrik-pabrik yang ada. Ini memerlukan pemahaman tentang perbedaan-perbedaan dalam komposisi bahan baku dan optimalisasi teknologi ekstraksi dan pemulihan yang ada.
5 Diskusi
Meskipun Bagian 4 memberikan saran konkret untuk meningkatkan ketahanan rantai pasokan, terdapat kurangnya koordinasi antara penelitian rantai pasokan dan penelitian teknologi. Masih ada pertanyaan yang belum terjawab di persimpangan disiplin ilmu ini.
Ada penelitian teknologi/rekayasa yang ada pada beberapa solusi yang diusulkan di Bagian 4 , seperti teknologi pengumpulan/pemilahan, peningkatan produksi sel bahan bakar, teknologi daur ulang baru, perubahan pemuatan PGM dalam teknologi utama, dll. Menerapkan teknologi ini akan berdampak pada rantai pasokan hanya dengan mengganggu status quo. Namun, perspektif ini sering kali sama sekali tidak ada dalam penelitian rekayasa tradisional. Dari perspektif rantai pasokan, penelitian tentang dampak pengenalan aktor dan teknologi baru ini sering kali dilakukan secara abstrak, tanpa pengetahuan tentang keadaan terkini atau keadaan penelitian yang ada. Oleh karena itu, kedua bidang dapat memperoleh manfaat dari penyertaan perspektif yang lain.
Misalnya, penelitian lanjutan harus tetap fokus pada penilaian rantai pasokan dan kelayakan teknologi untuk menerapkan teknologi yang dijelaskan di sini. Ini akan terlihat seperti penelitian teknis yang mempertimbangkan implikasi rantai pasokan dari adopsi teknologi daur ulang baru selama investigasi awal, peningkatan skala, dan penerapan fasilitas dan langkah pemrosesan baru, daripada setelah penerapan. Ini akan memungkinkan penyempurnaan teknologi dan kebijakan ini dari perspektif proaktif daripada reaktif untuk mengurangi gangguan rantai pasokan sebelum menjadi tantangan. Ini sangat penting untuk penelitian teknologi yang sejauh ini difokuskan pada skala laboratorium. Misalnya, sebagian besar penelitian yang berkaitan dengan adsorpsi fase padat untuk pemulihan PGM melaporkan pengujian batch, yang kurang mewakili proses industri daripada studi kolom skala laboratorium atau yang lebih besar. Oleh karena itu, penelitian peningkatan skala teknis diperlukan bersamaan dengan penelitian tentang bagaimana peningkatan skala teknologi baru ini dapat memengaruhi rantai pasokan.
Penelitian rantai pasokan juga dapat memberikan informasi bagi penelitian teknologi, seperti ketika kesenjangan yang ada dalam ketahanan rantai pasokan mengharuskan pengembangan teknologi baru. Kurangnya stabilitas sumber daya pertambangan akan memerlukan metode produksi baru dan perbaikan proses, atau peralihan ke ketergantungan yang lebih besar pada daur ulang sebagai sumber PGM.
Kolaborasi rantai pasokan/rekayasa akan terlihat seperti, misalnya, penilaian bersamaan atas peningkatan efisiensi teknologi substitusi PGM beserta implikasi rantai pasokannya secara penuh. Pengembangan teknologi berkelanjutan yang ditujukan untuk mengurangi beban PGM harus mempertimbangkan tidak hanya kelayakan teknologi tetapi juga kelayakan dan dampak penerapannya. Ini akan mencakup pemahaman tentang bagaimana ketahanan rantai pasokan dipengaruhi oleh substitusi PGM dalam berbagai kasus penggunaan dan bagaimana atau kapan substitusi akan memberikan manfaat terbesar. Dengan mempertimbangkan persimpangan antara apa yang layak secara teknologi dalam hal beban PGM minimum dengan apa yang berkelanjutan oleh rantai pasokan saat ini atau yang diproyeksikan, para peneliti dapat lebih fokus pada proyek-proyek yang akan memiliki peluang terbesar untuk memecahkan tantangan dunia nyata dari ketahanan rantai pasokan dan energi hijau.
Selain itu, penelitian rantai pasokan yang disesuaikan dengan tantangan khusus dalam rantai pasokan PGM akan membantu meningkatkan ketahanannya. Satu pertanyaan yang belum terjawab adalah bagaimana cara terbaik merancang kebijakan yang ditujukan untuk mendorong konsumen energi dalam rantai pasokan PGM untuk mengubah perilaku mereka guna mengakomodasi energi terbarukan. Pertanyaan ini juga berlaku untuk meningkatkan daur ulang PGM.
Jika digabungkan, upaya-upaya ini dapat menghasilkan penurunan permintaan PGM dan stabilisasi atau peningkatan pasokan PGM. Penelitian di masa mendatang harus difokuskan pada persimpangan topik rantai pasokan dan teknik untuk lebih memahami keterkaitan antara semua disiplin akademis yang relevan dan memungkinkan pengembangan bersama pendekatan teknologi dan manajemen rantai pasokan untuk kepentingan mempertahankan atau meningkatkan ketahanan rantai pasokan PGM.
6 Kesimpulan
Rantai pasokan PGM dapat dipisahkan menjadi beberapa tahap, termasuk penambangan, pemrosesan, penggunaan, dan manajemen EOL. Masing-masing tahap ini dapat menimbulkan tantangan luas yang memengaruhi ketahanan rantai pasokan, yaitu, peningkatan permintaan atau gangguan pasokan. Peningkatan permintaan terutama ditemukan dalam kasus penggunaan, di mana kebutuhan PGM untuk kendaraan tradisional, katalis hidrogen, dan elektronik diproyeksikan meningkat dalam beberapa dekade mendatang. Gangguan pasokan dapat memiliki banyak faktor, termasuk ketersediaan PGM primer, ketidakstabilan energi, masalah sosial, politik, dan lingkungan, dan bencana alam. Di luar perubahan pasokan dan permintaan, kurangnya koordinasi antara pelaku dalam rantai pasokan juga berkontribusi terhadap masalah ketahanan. Delapan saran untuk meningkatkan ketahanan diusulkan: meningkatkan daur ulang, mengganti PGM, perbaikan proses, peningkatan keberlanjutan lingkungan dan sosial, investasi energi, perubahan geopolitik, meningkatkan transparansi rantai pasokan, dan sumber PGM alternatif. Masing-masing saran ini merupakan tindakan konkret yang dapat dikejar oleh para peneliti dan pelaku industri; Namun, dorongan yang lebih besar ke arah penggabungan penelitian rantai pasokan dan rekayasa teknis akan membantu dalam meningkatkan saran-saran ini dan menyediakan dasar yang lebih baik untuk penelitian ketahanan rantai pasokan.
