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低碳发展将刺激相关矿产需求增长
编稿时间:2017年09月05日   来源: 中国矿业报   采编人: 刘 学
    

  世界银行近日发布了题为《矿物和金属在未来低碳发展中将发挥日益重要作用》的报告。该报告认为,清洁能源转型将刺激相关矿物和金属需求的增长,具体包括铝、铜、铅、锂、锰、镍、银、钢铁、锌以及稀土矿物(铟、钼和钕)等。

  2015年《巴黎协定》的签署表明,全球已着手开启显著降低温室气体排放的发展模式。其中一个假设就是,在碳排放限制的未来不可再生资源的开发和使用也许会降低。该报告就是在上述假设框架下,确定未来关键矿产品并预测了全球范围内相关金属的储量和产量水平,关注了对资源丰富的发展中国家的影响,同时就关键研究空白和未来工作提出了建议。

  一、未来低碳发展刺激矿物需求增长。

  世界银行与国际采矿及金属协会(ICMM)共同对过渡至低碳未来的金属需求进行了预测分析,分析使用了国际能源署(IEA)的《能源技术展望2016》中满足2℃、4℃和6℃全球升温目标3种情景对可再生能源技术部署的影响。在全球升温6℃情况下,可再生能源发电(含水电和生物质)在能源结构中的比例从当前的14%升至18%,而在全球升温2℃的情况下则高达44%。

  对金属需求的精确预测至少由2个独立变量决定:国际社会成功实现巴黎长期气候目标的决心和选取的技术路线。即不仅要明确应该部署多少台风力发电机、太阳能电池板和低排放车辆,而且要明确风能和太阳能使用的何种技术以及主导的零/低排放车辆是什么。例如,3种主要形式的新能源汽车——电动、混合动力和氢能,每一种电动汽车对金属的需求不一样:电动汽车需要锂;混合动力汽车使用铅;氢动力车辆主要利用铂。

  研究表明,全球升温4℃和2℃情景之间,低碳技术需求引发的相关金属需求快速增加。最显著的例子就是电动汽车动力电池,相关金属包括铝、钴、铁、铅、锂、锰和镍,其需求在全球升温4℃情景中相对较低,而在全球升温2℃情景中,其需求的增长幅度将超过10倍。

  对相关矿物的需求具体如下:

  在全球升温2℃的情景中,截至2050年,对铝的累计需求将超过8000万吨,对铬的累计需求将接近400万吨,对钴的累计需求约为9万吨,对铜的累计需求将达2000万吨,对铟的累计需求约为2.5万吨,对锂的累计需求约为2000万吨,对钕的累计需求将超过12万吨等。

  二、未来低碳发展将为资源丰富的发展中国家带来机遇。

  转向低碳能源将为大量的矿物提供一个全球性的机遇。拉丁美洲地区(智利、巴西、秘鲁、阿根廷,可能还包括玻利维亚)富集铜、铁矿石、银、锂、铝、镍、锰和锌,是能够为全球气候友好型能源转型提供保障的优势地区。非洲由于拥有丰富的铂、锰、铝土矿和铬,也可能成为提供这些资源的新兴市场。对于亚洲来说,最显著的是中国具有贱金属和稀土元素矿产的全球优势,这些金属都是未来低碳技术所需要的。印度有钢铁和钛,印度尼西亚有铝土矿和镍,马来西亚和菲律宾有钴,大洋洲的新厄里多尼亚岛则有储量丰富的镍。

  研究显示,在绘制发展中国家与地区的相关矿物或金属资源时,当前数据之间具有明显的差异。值得注意的是关键金属产量与储量水平之间的地理分布的异常。以铝土矿为例,发展中国家(不含中国)储量占全球总储量的63%,而铝产量仅占全球总产量的30%,非洲(几内亚)储量占全球总储量的26%,而铝产量仅占全球总产量的6.5%。

  三、相关政策和建议。

  1. 对未来环境和材料的影响。

  当前对低碳未来的矿产品研究主要集中在现有储量、原材料的获取途径以及可用性的相对水平。然而,低碳未来对清洁技术的强烈依赖可能会为矿产资源的可持续发展带来新的挑战。在国家和民间团体层面与资源丰富的发展中国家之间,在采矿业与气候-环境-清洁能源组织之间,需要加强对话,寻求未来日益增长的关键商品市场的可持续发展路径。

  2. 发展中国家的矿产测绘。

  在许多发展中国家和地区,矿产数据与矿产测绘之间存在显著差距,特别是非洲地区。对于资源丰富的发展中国家来说,这方面的能力对于从潜在经济增长体获取最佳利益而言非常关键。

  3. 基于供应限制和需求模式的技术选择预测。

  由于技术路径选择的不确定性,所以相关的金属需求增加的潜力也存在不确定性。了解供应限制可能在哪里、价格上升最多的地方可能会在哪里,有助于确定技术选择方向。

  4. 发展网络和提高认识。

  应寻求和促进研究和社会社区之间的联系,包括相关的发展中国家政府、气候变化和清洁能源团体与研究组织、资源开发和可持续发展研究机构等。

  四、需进一步研究的相关技术问题。

  1. 电缆和高效率电动机:铜和铝长期以来一直被用作电线和电动机的导体。未来随着分布式能源发电和能源接入的部署可能会需要更多的电缆。然而,电缆需求增长幅度和市场中铜/铝电缆的市场份额尚不清楚。多项研究表明,具有铜转子和定子的电动机更高效,未来高效率电动机的需求增加,相应的铜需求也会增加,但缺少对这一趋势的定量预测。

  2. 低重量车辆:低重量车辆的燃油使用效率更高。而制造低重量车辆可能涉及改变其合金混合物,用铝替代钢,用碳纤维替代一般金属,这些替代可能会显著影响金属需求。

  3. 节能技术和建筑:任何低碳转型在很大程度上都依赖于节能措施的实现,包括新技术的应用,而这些技术中所需要的相关金属的数据很少,甚至是没有。

  4. 能源传输和分配:未来能源传输和分配系统可能与当前有很大不同,特别是在分布式可再生能源部署明显增加的情况下。而当前还缺少这种电网中的单位金属消耗量的研究,也缺乏有关这种电网未来投资的研究。

  5. 传统化石燃料发电厂和核设施的单位金属消耗量:许多文献主要关注可再生能源技术的单位金属消耗量,但是必须建立一个可靠的基准线,以充分了解转向低碳经济的影响。当前,缺乏有关化石燃料发电技术的单位金属消耗量的研究。

  6. 金属和金属族的供应:多种关键金属实际是作为矿石的副产品而存在的,例如铟、锗等稀有金属依赖于锌的生产。因此,需要明确短期内对相关矿产副产品的需求如何推动贱金属的需求。

  7. 以关键稀土金属为副产品的相关矿石的回收能力及其分布:目前,缺少发展中国家富含稀土元素的关键区域的矿产测绘,而非洲这部分工作目前已开展。

  8. 金属回收率:废弃物的金属回收可以改善这些金属未来的可用性,但是有关这些金属回收率的数据却十分缺乏。为了进一步分析能源行业中的金属供应危急程度,需要当前和未来的金属循环率数据。


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