越来越多的国家正朝着可再生能源系统转型的目标前进。拜登政府已经宣布了美国要在2035年完全消除对不可再生能源发电依赖的突破性目标,这将通过“部署无碳污染的发电资源(主要是风能和太阳能)”的路径实现。
基于这样的全球趋势下,人们很容易得出结论:争夺不可再生能源的冲突岁月将很快结束。但人们往往忽略了一个不幸的现实:虽然风能和太阳能的确具有可再生的属性,但将这些能源转化为电能的必要材料——钴、铜、锂、镍、稀土元素等的处境却绝非如此。事实上,很多材料甚至比石油更加稀缺。
目前,全球风能和太阳能的发电量仅占总发电量的7%左右,使用中的电动汽车仅占汽车比例的不到1%。当下这些矿物资源的产量大致能够满足全球需求。然而,若各国朝着设想的绿色能源未来迈进,对矿物资源需求将会飙升,全球产量将远远低于预期的需求。
国际能源署(IEA)最近的一项研究指出,如果全球迅速用电动汽车取代石油驱动的汽车,到了2040年,锂的需求可能是今天的50倍,钴和石墨为今天的30倍。虽然需求的增长将激励工业开发矿产的新供应,但资源的潜在来源是有限的,将它们投入使用的过程将变得昂贵和复杂。
众所周知,石油在塑造全球地缘政治中的作用。自它成为全球交通部门和经济社会有效运转的重要组成部分,石油就被视为一种“战略”资源。石油最为集中的中东地区也长期处于在地缘政治与军事的斗争之中。大多分析人士也认为,石油在未来几十年中仍将是全球能源的主要供应来源,这也必将引发围绕剩余石油能源的新斗争。随着全球加速清洁能源转型,电动汽车等新能源设施的爆炸式增长预计将对全球资源贸易产生深远影响。IEA报告指出,“随着太阳能电池组件、风力发电机组和电动汽车部署规模的不断扩大,相关的关键矿产市场可能会受到价格波动、地缘政治的影响,甚至可能面临供应中断的风险。”锂、钴、稀土元素等关键矿产资源的生产都高度集中于少数国家。据IEA的数据,阿根廷和智利提供了近80%的锂产量,刚果民主共和国供应了全球超过80%的钴,中国供应了70%的稀土元素。同样,阿根廷、智利、刚果民主共和国和秘鲁提供了全球所需的大部分铜。在可再生能源的时代,全球对关键资源的争夺可能不会消失。面对这类关键资源供应不足或难以获取的前景,能源战略家们呼吁应尽可能地寻找更多关键资源的产地。IEA执行主任Fatih Birol表示:“目前许多关键矿产的供应和投资计划,远远达不到加速部署太阳能电池板、风力发电机和电动汽车所需的水平。”
然而,克服增加矿产产量的障碍绝非易事。首先,成立新矿业企业的成本可能十分高昂,公司的持续运营也将伴随许多风险(如生产国的政治风险)。另一方面,矿石质量下降也是一大难题。IEA的统计表明:“近年来,一系列大宗商品的矿石质量持续下降,如智利的铜矿石平均品位在过去15年里下降了30%”。此外,从地下岩层中提取矿物往往需要使用酸、其他有毒物质与大量的水资源,而这些水体在使用后即受到污染,这也受到了各地环境保护法的制约与民众的强烈反对。在未来,各国可能还是会像争夺石油一样争夺矿产资源。与此同时,我们也有可能设想到某些缺乏足够的原材料的国家,可能干脆放弃了他们的绿色能源未来计划,回到过去的石油战争。但这对于一个已经过热的星球来说,是比死亡更糟糕的文明命运。应对绿色能源转型中的新挑战,各国应注意以下四点:(1)建立新的矿山和其他关键的矿物加工设施;(2)研发短缺矿产资源的替代品;(3)努力改进采矿技术以减少该技术对环境的危害;(4)大幅提高废弃电池和其他产品中的重要矿物回收率。气候变化的背景下,加快绿色能源转型不应停止,任何的替代方案都注定是一场灾难。CWEAhttps://mp.weixin.qq.com/s/xJYfKfJjr5BLwt2xUdUQUg(The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions)https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions关注CWEA公众号,后台回复“5月报告”,选择5月10日文件下载PDF。
IEA报告为决策者提供了六项关键建议,以促进稳定的关键矿物质供应,以支持加速的清洁能源转型。
1.确保对多元化的新供应来源进行足够的投资。 政府需要对减排做出长期承诺,这将为供应商提供投资和扩大矿产生产所需的信心。
2.促进价值链各环节的技术创新。
3.扩大回收利用规模。以减轻对基础供应的压力。
4.增强供应链的弹性和市场透明度。
5.将更高的环境,社会和治理标准纳入主流。
6.加强生产者和消费者之间的国际合作。
报告显示,这些关键原材料在可再生能源、电动领域、防务和空间等三大战略性领域应用广泛,包括蓄电池、燃料电池、风能、牵引电机、光伏、机器人、无人机、3D打印、信息通信技术等战略性技术都需要用到关键原材料。参考:https://rmis.jrc.ec.europa.eu/?page=crm-list-2020-e294f6欧盟原材料列表2020年版本(CRM2020),点击放大欧盟《2020年关键原材料清单》列出的30种关键原材料(CRMs)。加粗为2020年新增。图: 欧盟关键原材料最大的供应国分布,来源:欧盟委员会https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/specific-interest/critical_enCritical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU - A Foresight Study 关注风能专委会CWEA公众号,后台回复“4月报告”下载《清洁能源关键矿物供应链地缘政治报告》和欧盟《关键原材料行动计划》及配套文件《欧盟战略性技术和领域关键原材料前瞻研究》报告PDF等。图:数字化和绿色转型关键技术中使用到的原材料及其相对供应风险
报道称,由于中国稀土资源丰富,在国际贸易市场上,中国时常被欧美等国当成“假想敌”,频繁遭受莫须有的恶意揣测。并认为中国采用毁灭性的价格竞争迫使其他供应商从市场败退。中国以外的10大供应商缺乏价格竞争力从而节节败退,在全球关键原材料总产量加起来只占35%的份额,而中国一家的份额高达45%。据美国CSIS智库的能源安全与气候变化项目2021年3月发布的《清洁能源关键矿物供应链地缘政治报告》,全球风电、光伏领域,关键原材料一项中,中国的供应链占比超过一半。在电化学储能(储能电池等),中国关键原材料供应链影响超过三分之一(32%)。在过程材料、组件和安装装配环节,中国在清洁能源供应链的影响也都超过50%,最高达89%。《欧盟战略性技术和领域关键原材料前瞻研究》中,关键材料对战略性技术和领域的影响。半定量数据流图:左:原材料供应链风险、中:九种选定技术,右:三个领域 。点击可放大图片,后台回复“4月报告”可下载。
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