PROIECT EDITORIAL FEL, DEDICAT PAMÂNTURILOR RARE: Scandiu (Andreea Dobrin)

Echipa Future Energy Leaders România, platforma de tineret al Comitetul Național Român al Consiliului Mondial al Energiei (CNR-CME), lansează noul proiect editorial dedicat materialelor critice, care vor fi indispensabile în procesul de tranziție energetică. Vom publica articole din partea FEL despre pământuri rare. Citiți astăzi articolul despre Scandiu (Sc).

Autor: Andreea Dobrin este consilier juridic cu experiență în sectorul energetic, unde, în ultimii ani, a oferit suport juridic unor companii din domeniul trading-ului și furnizării de energie electrică și gaze naturale. În prezent, își desfășoară activitatea in cadrul unei companii axate pe furnizarea de energie electrică, gaze naturale și servicii asociate către clienții finali. In cadrul acestui rol, Andreea susține activ operațiunile zilnice, contribuie la luarea deciziilor de business și gestionează provocările juridice într-un mediu intens legiferat și în continuă transformare.

1.Ce este Scandiul și unde se folosește?

Scandiu (Sc) este un element chimic cu numărul atomic 21, metalic, alb-argintiu, din blocul d. Acesta este considerat un pământ rar, alături de ytriu și lantanide, fiind descoperit în anul 1879 de Lars Frederik Nilson prin analiza spectrală a mineralelor euxenit și gadolinit din Scandinavia.

Potrivit surselor istorice, Nilson a ales să denumească noul element „scandiu”, inspirându-se din denumirea latină Scandia – un omagiu adus zonei în care au fost găsite primele probe. Această descoperire nu a fost importantă doar din punct de vedere chimic, ci și simbolic, deoarece a confirmat una dintre predicțiile lui Dimitri Mendeleev privind existența unui element necunoscut, pe care îl numise provizoriu „ekabor”.

În prezent, scandiu este apreciat pentru proprietățile sale speciale, care îl fac util într-o gamă largă de aplicații, în special în domenii de vârf, cum ar fi tehnologia avansată și energia curată. Una dintre cele mai importante utilizări comerciale este în realizarea aliajelor performante de aluminiu-scandiu, foarte căutate în industriile unde greutatea redusă și rezistența sunt esențiale. Totuși, utilizarea pe scară largă a acestui element a fost împiedicată de disponibilitatea sa limitată și costurile mari de producție.

2. Aplicație în industrie

Scandiul este un element cu aplicații tot mai extinse în industriile de vârf, datorită capacității sale de a îmbunătăți semnificativ proprietățile altor materiale, în special când este încorporat în structuri cu aluminiu.

În sectorul aerospațial și auto, adăugarea unor cantități mici de scandiu în aliajele de aluminiu duce la creșterea rezistenței mecanice, stabilității termice și durabilității la coroziune. Aceste caracteristici sunt esențiale pentru componentele folosite în aeronave și vehicule, unde performanța în condiții extreme și reducerea greutății sunt critice. Astfel, prin diminuarea masei și sporirea rezistenței, aceste aliaje contribuie semnificativ la optimizarea consumului de combustibil, mai ales în industria auto.

În echipamentele sportive, aliajele aluminiu-scandiu sunt preferate pentru fabricarea cadrelor de biciclete, croselor de golf sau bâtelelor de baseball de performanță. Combinând greutatea redusă cu o rezistență superioară, aceste materiale oferă sportivilor un avantaj clar în manevrabilitate și durabilitate.

În domeniul iluminatului și electronicii, compușii pe bază de scandiu, precum iodura de scandiu, sunt utilizați în lămpile cu halogenuri metalice. Acestea emit o lumină foarte apropiată de cea naturală, motiv pentru care sunt frecvent folosite în producția de televiziune, film și fotografie profesională, unde fidelitatea culorilor este esențială.

Pe lângă aceste industrii, scandiul are un rol tot mai important și în sectorul energetic, contribuind la dezvoltarea unor soluții durabile și eficiente. Aliajele, compușii și catalizatorii pe bază de scandiu sunt utilizați în tehnologii precum celulele de combustibil și producția de hidrogen, facilitând generarea de energie curată. De asemenea, aliajele aluminiu-scandiu contribuie la dezvoltarea de componente cu greutate redusă și conductivitate ridicată pentru baterii, sprijinind astfel soluții de stocare a energiei mai eficiente și mai ușoare. Totodată, materialele de evaporare pe bază de scandiu sunt utilizate pentru acoperiri de precizie ale panourilor solare și în fabricarea componentelor pentru turbine avansate, susținând tranziția către surse de energie mai prietenoase cu mediul.

 3. Resursele/ Producția/ Cererea de scandiu

Rezervele de scandiu sunt estimate la aproximativ 1 milion de tone la nivel global. Distribuția acestor rezerve este puternic concentrată în Australia, care deține 57% din total, urmată de China cu 22%, Rusia cu 13%, iar restul de 8% este împărțit între alte regiuni ale lumii. Această repartizare geografică oferă anumitor țări un avantaj strategic în accesul la un metal esențial pentru tehnologii avansate, mai ales în contextul tranziției energetice și al creșterii cererii industriale pentru aliaje ușoare și sisteme energetice eficiente.

În ciuda rezervelor teoretice generoase, producția efectivă de scandiu pur este extrem de limitată. În 2024, la nivel mondial s-au produs între 15 și 20 de tone metrice de scandiu pur pe an, în timp ce cererea a depășit 40 de tone metrice, generând un deficit structural. O particularitate a pieței este că aproximativ 95% din cantitatea de scandiu provine ca subprodus al exploatării altor resurse — în principal uraniu, nichel și elemente de pământuri rare. Această dependență face ca producția de scandiu să fie volatilă și necorelată cu propria sa cerere, deoarece este influențată de dinamica altor industrii miniere.

 Cererea globală pentru scandiu este în plină expansiune, pe fondul dezvoltării accelerate a industriilor care mizează pe materiale avansate și performanțe ridicate. În 2024, consumul mondial a depășit 40 de tone metrice, cele mai mari cantități fiind direcționate către aliajele de aluminiu-scandiu, care au reprezentat 62% din utilizarea totală. Aceste aliaje sunt esențiale pentru industria aerospațială și sectorul auto, datorită capacității lor de a reduce greutatea componentelor cu până la 15%, crescând în același timp rezistența și eficiența energetică.

Un alt domeniu de creștere semnificativă este cel al pilelor de combustie cu oxid solid (SOFC), care au consumat aproximativ 9,7 tone de oxid de scandiu în 2024 — o creștere de 36% față de 2021.

Figura 1. Dimensiunea pieței globale a metalului scandiu^[4]

 4. Rolul in tranziția energetică

Scandiu este un element cu un rol tot mai important în tranziția energetică, datorită proprietăților sale care contribuie la dezvoltarea unor tehnologii mai curate și mai eficiente. Un exemplu relevant este utilizarea zirconiei stabilizate cu scandiu în celulele de combustibil cu oxid solid (SOFC). Acest material funcționează ca electrolit și este apreciat pentru conductivitatea ionică ridicată și stabilitatea la temperaturi înalte. Aceste caracteristici permit celulelor să convertească energia chimică în electricitate într-un mod eficient și durabil, ceea ce le face o opțiune tot mai viabilă pentru producerea de energie la scară mare.

Tot în contextul tranziției energetice, scandiu este valoros și în industria transporturilor, în special în sectorul auto și aerospațial. Aici, aliajele de aluminiu la care se adaugă scandiu sunt folosite pentru realizarea unor componente ușoare și rezistente, ceea ce ajută la reducerea greutății vehiculelor si implicit la reducerea consumului si emisiilor in acest sector. Scandiu are, de asemenea, un rol important în optimizarea sistemelor de stocare a hidrogenului, esențial pentru dezvoltarea mobilității bazate pe hidrogen.

 5. Prețul scandiului

Potrivit analizei pieței, bazată pe date din rapoarte internaționale de specialitate, în 2024, prețul oxidului de scandiu a oscilat între 3.500 și 4.800 USD/kg, înregistrând o volatilitate anuală de aproximativ 38%. Această dinamică reflectă dezechilibrele dintre cerere și ofertă, accentuate de factori geopolitici, bariere comerciale și întârzieri în dezvoltarea de noi capacități de producție.

Conform surselor consultate, unul dintre momentele de vârf a fost în 2023, când prețul a crescut cu 24% în urma întreruperilor de aprovizionare cauzate de conflictul din Rusia și Ucraina.

Un alt element evidențiat frecvent în rapoartele de analiză este timpul îndelungat necesar pentru obținerea aprobărilor de mediu în vederea lansării de noi proiecte miniere. În țări precum Australia și Canada, aceste proceduri durează, în medie, 17 luni, întârziind astfel suplimentarea capacității de producție. La toate acestea se adaugă creșterea constantă a costurilor de conformitate (+11% în ultimii doi ani), precum și impunerea unor controale la export din partea unor producători majori.

6. Reciclarea scandiului

Reciclarea scandiului devine o soluție strategică pentru reducerea dependenței de resursele primare, care sunt limitate și costisitoare. Reziduurile industriale, precum noroiul roșu rezultat din procesarea bauxitei sau deșeurile acide generate în producția dioxidului de titan, conțin cantități valoroase de scandiu, transformându-le în resurse secundare importante.
Prin aplicarea unor tehnologii moderne, cum ar fi leșierea acidă urmată de extracția cu solvenți specializați de tip P204–TBP, se pot obține eficiențe de extracție de până la 100% în condiții optime. Alte metode, precum cristalizarea antisolventă cu etanol, permit recuperarea a peste 98% din scandiu sub formă de precipitat, iar precipitarea cu acid oxalic, urmată de calcinare, conduce la obținerea unui oxid de scandiu cu puritate ridicată, peste 99%.
Pe lângă eficiența tehnică, aceste procese contribuie la reducerea poluării industriale și valorificarea unor deșeuri considerate anterior neutilizabile.

7. Concluzie

Scandiul este un element rar, cu aplicații strategice în tehnologii avansate și energie sustenabilă. Incorporat în aliaje ușoare, optimizează performanța structurală și eficiența energetică, contribuind indirect la reducerea amprentei de carbon. În contextul tranziției către o economie verde, își consolidează discret, dar decisiv, rolul în susținerea inovației și a dezvoltării durabile.

 Bibliografie:

1. Wikipedia contributors. Scandium. Wikipedia. Accesat la 7 august 2025, de pe https://en.wikipedia.org/wiki/Scandium
2. org. Facts About Scandium Metal. Accesat la 7 august 2025, de pe https://www.scandium.org/facts-about-scandium-metal/
3. SFA Oxford. Rare Earths and Minor Metals: Scandium Market and Scandium Price Drivers. Accesat la 7 august 2025, de pe https://www.sfa-oxford.com/rare-earths-and-minor-metals/rare-earths-elements/scandium-market-and-scandium-price-drivers/
4. Market Growth Reports. Scandium Metal Market. Accesat la 7 august 2025, de pe https://www.marketgrowthreports.com/market-reports/scandium-metal-market-114931
5. Innovation News Network. Scandium: The Element That Could Revolutionise Clean Energy. Accesat la 7 august 2025, de pe https://www.innovationnewsnetwork.com/scandium-the-element-that-could-revolutionise-clean-energy
6. Korhogo Minerals. Scandium: A Catalyst for Innovation in Clean Energy Technologies. Accesat la 7 august 2025, de pe https://korhogominerals.com/scandium-a-catalyst-for-innovation-in-clean-energy-technologies
7. Open METU Repository. Research on Scandium Applications. Accesat la 7 august 2025, de pe https://open.metu.edu.tr/handle/11511/34399
8. Efficient Extraction and Separation of Scandium from Scandium-Bearing Solid Waste and Acid by Synergistically Leaching Followed by Solvent Extraction. Molecules Journal. Accesat la 7 august 2025, de pe https://www.mdpi.com/1420-3049/29/19/4766
9. com.Scandium Applications. Accesat la 7 august 2025, de pe https://rareearths.com/scandium/
10. org. Scandium’s High-End Applications: Small Metal, Big Impact. Accesat la 7 august 2025, de pe https://www.scandium.org/scandiums-high-end-applications-small-metal-big-impact/application/
11. org. Scandium for Energy Sector. Accesat la 11 august 2025, de pe https://www.scandium.org/applications/scandium-for-energy-sector/
12. com. Process Evaluation of Scandium Production and Its Environmental Impact. Accesat la 11 august 2025, de pe https://www.mdpi.com/2076-3298/10/1/8
13. com. The future of scandium recovery from wastes. Materials Proceedings, 5(1), 55. Accesat la 11 august 2025, de pe https://www.mdpi.com/2673-4605/5/1/55

Andreea Dobrin este consilier juridic cu o experiență solidă în sectorul energiei și gazelor naturale, unde, în ultimii ani, a oferit suport juridic integrat în cadrul unor companii de trading și furnizare de energie electrică și gaze naturale. A fost implicată atât în activitatea de consultanță, cât și în litigii comerciale, dezvoltând o perspectivă aplicată asupra provocărilor juridice specifice unui domeniu intens legiferat și aflat într-o continuă evoluție.

În prezent, oferă suport juridic în cadrul unei companii axate pe furnizarea de energie electrică, gaze naturale si servicii asociate către clienții finali, unde asistă activ echipa de business în procesele decizionale și în activitatea operațională de zi cu zi, adaptând soluțiile juridice la nevoile companiei.

Anul acesta a absolvit și cursul postuniversitar de Conformitate Corporativă, organizat de Facultatea de Drept din cadrul Academiei de Studii Economice București — o certificare care îi completează profilul profesional și îi consolidează expertiza practică în domeniul guvernanței, conformității și reglementării corporative, aspecte esențiale mai ales în contextul complex al sectorului energetic.

Tot din acest an, este membră a programului Future Energy Leaders România, platforma de tineret a Comitetului Național Român al Consiliului Mondial al Energiei (CNR-CME), unde se implică activ în proiecte dedicate tranziției energetice, contribuind astfel la dezvoltarea durabilă și la adaptarea sectorului la noile provocări globale.