2021年5月31日,星期一

清洁能源和支持采矿

实现减少碳排放目标的一种方法有时被称为“一切电气化”,这是使用无碳能源(包括太阳能和风能)发电来取代化石燃料的议程的简写。其目标是取代化石燃料的所有当前作用:不仅是直接发电,而且还在交通运输、建筑供暖/制冷、工业用途等方面发挥作用。即使将节能和循环利用的可能性考虑在内,“一切电气化”的愿景仍需要美国和世界各地大幅增加电力生产。

这一转变的一个必要但往往未被讨论的后果是采矿的急剧增加,如前所述“关键矿物在清洁能源转型中的作用”,来自国际能源机构的世界能源展望特别报告(2021年5月)。国际能源机构指出:

以清洁能源技术为动力的能源系统与以传统碳氢化合物资源为动力的能源系统有很大不同。建设太阳能光伏电站、风电场和电动汽车通常比化石燃料发电厂需要更多的矿物。一辆典型的电动汽车所需的矿物量是传统汽车的6倍,而一座陆上风力发电厂所需的矿物量是燃气发电厂的9倍。自2010年以来,随着可再生能源所占份额的增加,每单位发电容量所需的矿物平均数量增加了50%。

所使用的矿产资源类型因技术而异。锂、镍、钴、锰和石墨对电池性能、寿命和能量密度至关重要。稀土元素是永磁体必不可少的元素,而永磁体对风力涡轮机和电动汽车发动机至关重要。电力网络需要大量的铜和铝,而铜是所有电力相关技术的基石。向清洁能源体系的转变将推动对这些矿物的需求大幅增加,这意味着能源部门正在成为矿物市场的主要力量。直到2010年代中期,能源部门还只占大多数矿产总需求的一小部分。然而,随着能源转型的加快,清洁能源技术正成为需求增长最快的部分。

国际能源署谨慎地指出,对多种矿物需求的快速增长并不否认转向清洁能源的必要性,报告还认为,增加矿物供应的困难是“可控的,但却是真实存在的”。但以下是一些主要问题的概要列表:

生产地理高度集中:许多能源过渡矿物的生产比石油或天然气的生产更集中。在锂、钴和稀土元素方面,世界三大生产国控制着全球产量的四分之三以上。在某些情况下,仅一个国家的产量就占全球产量的一半左右。2019年,刚果民主共和国(DRC)和中国(China)的钴和稀土元素产量分别占全球的70%和60%左右. ...

项目开发周期长:我们的分析表明,从发现采矿项目到首次投产平均花费了16年以上的时间. ...

资源质量下降:...近年来,一系列大宗商品的矿石质量持续下降。例如,智利铜矿石的平均品位在过去15年里下降了30%。从低品位矿石中提取金属含量需要更多的能源,这对生产成本、温室气体排放和废物量产生了上升压力。

对环境和社会绩效的日益审查:矿物资源的生产和加工引起了各种环境和社会问题,如果管理不善,可能损害当地社区和中断供应. ...

更高的气候风险暴露:矿业资产面临着越来越大的气候风险。由于铜和锂的需水量很高,它们特别容易受到水压力的影响。目前超过50%的锂和铜生产集中在缺水严重的地区。澳大利亚、中国和非洲等几个主要生产地区也受到极端高温或洪水的影响,这对确保可靠和可持续的供应构成了更大的挑战。

这里的政策议程相当明确。将研发经费投入到节约利用矿产资源和回收利用矿产资源的途径上。现在就开始寻找关键矿产的新来源,并在计划和许可的严格要求下尽早开始。对于像美国这样的高收入国家中支持清洁能源的人来说,请注意,高收入国家对采矿的严格限制很可能会把生产推到任何此类限制都可能相当宽松的低收入国家。