第四次産業革命は、それを動かすために不可欠な元素の不足によって、勢いを失う危機にあります。
未来のテクノロジーを支えるために必要な金属が不足しているという話には慣れています。たとえば、リチウムなどです。しかし、携帯電話、DVDプレーヤー、テレビ、マイクロ波通信、無人運転車がすべて機能停止しかねない、さらに希少な元素もあります。
各国政府やグローバル企業が約束し続けているハイテクな未来を実現するには、こうした元素を十分な量確保することが不可欠となる可能性があります。
ガリウム、インジウム、ハフニウム、セレン
2015年に米国化学会（ACS）の報告書向けに作成された周期表では、供給リスク、環境への影響、供給不足に対する脆弱性に基づき、62種類の元素が順位付けされました。
研究に登場する金属の中には、専門家でない人には聞き慣れない名前もあるでしょう。ガリウム、インジウム、ハフニウム、セレンなどが含まれ、いずれも他の採掘・抽出工程で副産物として生じます。
多くの人には名前がなじみのない元素ですが、その用途はよく知られています。
亜鉛鉱石やボーキサイト鉱石の副産物であるガリウムは、半導体（この元素の商業需要の98%を占める）や、Blu-Rayプレーヤーのレーザーに使用されています。
亜鉛にも含まれるインジウムは、太陽電池、LCD画面、コンピューターチップ、LED、太陽光パネルに使用されています。
ジルコニウムの副産物であるハフニウムは、原子炉の制御棒、集積マイクロプロセッサ回路、アポロ月着陸船の液体推進エンジンのノズルに使われています。
銅、ニッケル、鉛などの鉱石から抽出されるセレンは、複写機、X線検出装置、開発中の電池技術に使用されています。
しかし、こうした元素なしでどう対処するかという答えは、時にディストピア的な未来も描いた、壮大な未来世界の著名な創作者によって、ほぼ10年前に示されていました。
SFが示す解決策？
2017年までにガリウムが消失すると予測した2008年の研究を受け、SF作家のロバート・シルヴァーバーグは次のように書きました。「ハフニウム［とガリウム］は2017年までになくなり……さらに20年もすれば亜鉛も絶滅する。銅でさえ、今世紀末までに世界の需要が供給可能量を上回る可能性が高いため、絶滅危惧元素なのだ。」
シルヴァーバーグは続けて、各国や企業が思い描くハイテクな未来を確実にするために必要なことを述べました。「テレビ画面や太陽光パネル、コンピューターチップのようなものを使い続けたいなら、解決策が必要になる。必要な元素を合成すること、あるいは実用的な代替物を見つけることは、明らかな選択肢の一つだ。
「廃棄機器から、消えつつあるこれらの元素をリサイクルするのも一つの方法だ。少なくとも、こうした物質の必要量を減らすという点で、ハイテク機器をさらに効率化することもできる。また、わずかな痕跡しか存在しない母材から希少元素を分離する、より優れた方法を見つけることも役立つだろう……」
特定の金属が2017年までに消失するという予測は誤りであり、2015年の周期表と研究の著者らも、いずれの元素にも期限を設定していませんでした。しかし、こうした元素に依存すれば、インダストリー4.0の実現に問題が生じる可能性があるのは事実です。
リスク要因のバランスを取る
ACSが指摘した広範なリスクのうち、二つはよく知られています。一つは金属の採掘・抽出工程がもたらす環境上の危険です。たとえば、零細採掘者が有毒な水銀を使って金塊を結合させることがあります。
自然の生態系に害を及ぼすだけでなく、採掘は化石燃料にも依存しています。化石燃料は二酸化炭素などの排出を生み、気候変動の一因となり、人の健康にも悪影響を与えます。
もう一つは、ガリウムのように、製錬など他の産業工程の副産物としてしか生産されない、極めて希少な金属の供給量をどう維持するかという問題です。
しかし、あまり報じられていない第三のリスクがあります。金やプラチナのように天然埋蔵量が豊富な金属でさえ、抽出による環境負荷が特に大きい上、「地政学的に極めて偏在」しています。そうした金属が中国やアフリカなどに豊富に存在し、他の地域では乏しいことが、将来的な問題を引き起こす可能性があります。
ACSの著者らが指摘したように、「［1962年には］コンゴ民主共和国の内戦により、コバルトの供給が大幅に、ただし一時的に減少した……。さらに近年、中国による希土類元素の輸出減少が、さまざまな技術分野に混乱をもたらした。
「その結果、元素資源をより適切に評価し、どの元素が『重要』なのかを特定して、世界および各国の技術や経済にさらなる混乱が起きるのを最小限に抑えようという声が、近年数多く上がっている。」
