赛迪译丛:《关键矿产资源在清洁能源转型中的作用》VIP专享VIP免费

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2021 11 29 41 总第 514
【译者按】2021 年 5 月 5 日,国际能源署首次发布世界能源展望特别
报告之《关键矿产资源在清洁能源转型中的作用》。报告首先分别详细阐
述了关键矿产资源在光伏、风能、核能、电动汽车和电网等清洁能源转型
要素中的核心作用,进而分析了关键矿产资源的供给情况,最后了提出确
保矿产资源可靠供给的政策建议,包括:投资开发多元化的新供应渠道和
来源;加强价值链各环节的技术创新;加大回收利用规模;增强供应链弹
性和市场透明度;提高环保和社会治理标准并使其成为主流;加强生产者
和消费者之间的国际合作。赛迪智库材料工业研究所对该报告进行了编译,
期望对我国相关部门有所帮助。
【关键词】关键矿物 清洁能源 能源转型
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在清洁能源转型过程中,关键矿产资源事关能源安全。基于
清洁能源技术的能源系统与传统能源系统不同,清洁能源技术需
消耗更多的矿产资源,且所使用的矿产资源类型因技术而异。向
清洁能源转型将大幅提升对矿产资源需求。为实现《巴黎协定》
承诺的气候目标,未来 20 年,清洁能源技术在总需求中的份额
将显著上升。各国在加快碳减排的同时,还需确保其能源系统的
弹性和安全。因此,本报告将密切关注关键矿产资源及其在清洁
能源转型中的作用解释清洁能源技术与关键矿产资1之间的复
杂联系,评估不同能源和技术方案下对关键矿产资源的需求2
确定矿产资源供应对能源转型安全、环境和社会的影响。
一、发展现状
(一)能源系统从燃料密集型向材料密集型转变
疫情爆发背景下,清洁能源技术快速发展,2020 年成为清洁
能源转型的关键一年。2020 年,化石燃料消费受到疫情的严重打
击,但清洁能源技术的发展仍相对保持弹性,全球与能源相关的
碳排放量下降了 6%,而能源需求仅下降了 4%
1本报告评估的范围包括一系列清洁能源技术的矿产需求,包括可再生能源(太阳能光伏[PV]、陆上和海上风电、
聚光太阳能、水力、地热和生物质)、核能、电网(输电和配电)电动汽车、电池储能和氢气(电解槽和燃料电
池)等。
2本报告的分析基于两个场景,可持续发展场景和既定政策场景。可持续场景描述的是符合巴黎气候协定减排规划
的发展场景,即 2050 年全球大部分实现净零排放,2070 年全球完全实现净零排放。而既定场景描述的是按现行政
策继续发展所呈现的未来能源景象。通过对比两个场景,可对未来进行有效预测。下文出现的预测数据均基于这两
个场景。
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实现气候目标仍需进一步加快清洁能源的部署。目前,全球
仍未实现碳排放的决定性下降,2020 12 月的碳排放量仍高于
一年前的危机水平。为实现《巴黎协定》的气候目标,需全面扩
大清洁能源的部署。预计到 2040 年,太阳能光伏电池、风力涡
轮机和电网的年安装量需增加 3倍,电动汽车的销量需增长 25
倍。
(二)建立强健而富有弹性的清洁能源供应链至关重要,特
别是建立关键矿产资源供应链
向清洁能源的转型带来了新的能源贸易模式,需慎重考虑国
家和地缘政治的影响。与化石燃料相比,清洁能源技术的供应链
更加复杂,透明度更低。而且许多支撑清洁能源转型的关键矿
资源生产在地理上比石油或天然气更为集中,其加工业务的集中
度同样很高。这引起了原料严重依赖进口的太阳能电池、风力
轮机、电动机和电池等企业的担忧,因为它们的供应链可能会
少数国家监管变化、贸易限制或政治不稳定的影响。
(三)提高回收利用率可保障供应链安全,需持续加强对原
料供应的投资
回收利用率因金属而异,主要取决于回收难易程度、价格水
平和市场成熟度。广泛应用的铜、镍和铝等基础金属,回收利用
率较高。由于价格昂贵,铂、钯和金等贵重金属的回收利用率也
-1-2021年11月29日第41期总第514期关键矿产资源在清洁能源转型中的作用【译者按】2021年5月5日,国际能源署首次发布世界能源展望特别报告之《关键矿产资源在清洁能源转型中的作用》。报告首先分别详细阐述了关键矿产资源在光伏、风能、核能、电动汽车和电网等清洁能源转型要素中的核心作用,进而分析了关键矿产资源的供给情况,最后了提出确保矿产资源可靠供给的政策建议,包括:投资开发多元化的新供应渠道和来源;加强价值链各环节的技术创新;加大回收利用规模;增强供应链弹性和市场透明度;提高环保和社会治理标准并使其成为主流;加强生产者和消费者之间的国际合作。赛迪智库材料工业研究所对该报告进行了编译,期望对我国相关部门有所帮助。【关键词】关键矿物清洁能源能源转型-2-在清洁能源转型过程中,关键矿产资源事关能源安全。基于清洁能源技术的能源系统与传统能源系统不同,清洁能源技术需消耗更多的矿产资源,且所使用的矿产资源类型因技术而异。向清洁能源转型将大幅提升对矿产资源需求。为实现《巴黎协定》承诺的气候目标,未来20年,清洁能源技术在总需求中的份额将显著上升。各国在加快碳减排的同时,还需确保其能源系统的弹性和安全。因此,本报告将密切关注关键矿产资源及其在清洁能源转型中的作用,解释清洁能源技术与关键矿产资源1之间的复杂联系,评估不同能源和技术方案下对关键矿产资源的需求2,并确定矿产资源供应对能源转型安全、环境和社会的影响。一、发展现状(一)能源系统从燃料密集型向材料密集型转变疫情爆发背景下,清洁能源技术快速发展,2020年成为清洁能源转型的关键一年。2020年,化石燃料消费受到疫情的严重打击,但清洁能源技术的发展仍相对保持弹性,全球与能源相关的碳排放量下降了6%,而能源需求仅下降了4%。1本报告评估的范围包括一系列清洁能源技术的矿产需求,包括可再生能源(太阳能光伏[PV]、陆上和海上风电、聚光太阳能、水力、地热和生物质)、核能、电网(输电和配电)、电动汽车、电池储能和氢气(电解槽和燃料电池)等。2本报告的分析基于两个场景,可持续发展场景和既定政策场景。可持续场景描述的是符合巴黎气候协定减排规划的发展场景,即2050年全球大部分实现净零排放,2070年全球完全实现净零排放。而既定场景描述的是按现行政策继续发展所呈现的未来能源景象。通过对比两个场景,可对未来进行有效预测。下文出现的预测数据均基于这两个场景。-3-实现气候目标仍需进一步加快清洁能源的部署。目前,全球仍未实现碳排放的决定性下降,2020年12月的碳排放量仍高于一年前的危机水平。为实现《巴黎协定》的气候目标,需全面扩大清洁能源的部署。预计到2040年,太阳能光伏电池、风力涡轮机和电网的年安装量需增加3倍,电动汽车的销量需增长25倍。(二)建立强健而富有弹性的清洁能源供应链至关重要,特别是建立关键矿产资源供应链向清洁能源的转型带来了新的能源贸易模式,需慎重考虑国家和地缘政治的影响。与化石燃料相比,清洁能源技术的供应链更加复杂,透明度更低。而且许多支撑清洁能源转型的关键矿产资源生产在地理上比石油或天然气更为集中,其加工业务的集中度同样很高。这引起了原料严重依赖进口的太阳能电池、风力涡轮机、电动机和电池等企业的担忧,因为它们的供应链可能会受少数国家监管变化、贸易限制或政治不稳定的影响。(三)提高回收利用率可保障供应链安全,需持续加强对原料供应的投资回收利用率因金属而异,主要取决于回收难易程度、价格水平和市场成熟度。广泛应用的铜、镍和铝等基础金属,回收利用率较高。由于价格昂贵,铂、钯和金等贵重金属的回收利用率也-4-较高。但受回收技术限制,全球锂、稀土等回收利用率较低。此外,回收利用率也存在区域差异,欧盟约50%的基础金属可通过再生利用供应,而世界其他地区的这一比例仅为18%。提高回收利用并不能消除对矿产资源供应的持续投资需求。即使到2050年,回收利用率达到100%,仍需加大对原料供应的投资。当需求开始激增时,回收利用可有效减轻原料的初级供应。(四)清洁能源转型为企业发展带来机遇和挑战随着全球能源系统由燃料密集型向材料密集型转变,生产关键矿产和金属的企业可成为资源生产和清洁能源技术研发之间的重要桥梁。矿产开采公司可通过确保充足的矿产供应,为有序的清洁能源转型做出贡献。但由于需求变化速度与新项目开发速度的不匹配以及供应链的不透明性,矿产资源价格波动往往较大,由此引发了一系列供给扩张。这给矿产资源供应和市场平衡带来压力,决策者也需重点关注清洁能源技术的发展。二、向清洁能源转变所需的关键矿产资源清洁能源技术的广泛应用将大幅提升对关键矿产资源的需求。不同清洁能源技术对矿产资源的需求差异很大(见图1)。全球清洁能源转型将对未来20年的矿产资源需求产生深远影响。清洁能源技术也将成为推动关键矿产需求增长的主要力量(见图2)。-5-加大气候行动力度有助于减少不确定性,带动投资和降低风险。图1:清洁能源转型所需的矿产资源图2:清洁能源技术中所需的矿产资源占比(一)低碳发电领域1、太阳能光伏太阳能光伏产业所需的矿产资源因光伏类型而有所不同,目前以晶体硅为主。由于主要生产地区的成本下降和强有力的政策支持,在过去十年中,全球太阳能光伏发电能力增长了近20倍。-6-光伏技术的创新也使生产效率显著提升。晶硅组件已成为主要的光伏技术,其次是薄膜太阳能电池,包括碲化镉、铜铟镓二硒化物和非晶硅。单晶硅太阳能电池板通常含有约5%的硅、1%的铜以及少于0.1%的银和其他金属。薄膜太阳能电池技术更多需要的是玻璃,碲化镉需要镉和碲、铜铟镓二硒化物需要铟、镓和硒。光伏产业的快速发展使得到2040年对矿产资源的需求翻倍,但强度会持续下降。晶硅组件主导着光伏市场,薄膜太阳能技术在未来几十年中仍处于有利地位,可进一步提高效率和降低成本。预计到2040年,太阳能光伏的新增产能将是2020年的3倍,对铜的需求也将增加3倍。材料强度的降低有助于显著抑制对银和硅需求的增长。尽管年新增产能较高,但预计2040年对银和硅的需求低于2030年,仅比2020年高18%和45%。既定政策场景下,对矿产资源的需求与可持续发展场景基本类似。替代技术3的发展降低对硅的需求,对其他材料的需求将上升。一是高碲化镉方案。碲化镉技术的发展使得电池效率更高、寿命更长和成本更低。预计到2040年,对镉和碲的需求分别增长7倍,达到1300吨和1400吨。这种快速增长将给供应能力带来压力,目前镉的供应能力仅为2.3万吨,碲的供应能力仅为500吨。二是高钙钛矿方案。钙钛矿型光伏技术的应用可获得更高的效率。3报告重点讨论三种替代方案:高碲化镉方案、高钙钛矿方案和高砷化镓方案。-7-实现钙钛矿技术产业化的最有效途径是将其与晶体硅技术相结合。预计到2040年,钙钛矿/硅串联光伏电池将占集中式光伏市场的30%和分布式光伏市场的15%,硅的需求将减少10%。铅需求将增加45%。三是高砷化镓方案。砷化镓基太阳能电池技术的关键在于降低原材料和晶圆制造成本,可通过扩大产量来降低外延晶体生长成本,通过回收降低衬底成本以及金属化成本。预计到2040年,假设集中式光伏市场份额为15%,分布式光伏市场份额为5%,由此砷、镓和铟的需求将分别增加8000吨、3500吨以及100吨。也就是说,推进高砷化镓技术产业化的同时要加大从铝土矿、锌、铜和黄金加工的副产品回收力度。2、风能海上大型风机的发展将进一步扩大风电产业规模。由于成本下降和政策支持,在过去十年中,全球风力发电装机容量几乎翻了两番。预计到2040年,风电年装机容量将增加一倍以上,达到160吉瓦,占新增总发电容量的五分之一以上。海上风电在总风电部署中的份额将大幅增长。涡轮机规模也从2010年的1.9兆瓦增长到2018年的2.6兆瓦。海上风电的涡轮机规模增长更快,2018年安装的平均额定容量为5.5兆瓦。未来几年,预计将有更大的涡轮机。这些趋势也有助于降低风力发电中某些材料的材料强度。与2兆瓦的涡轮机相比,3.45兆瓦的涡轮机所含的混凝土、-8-玻璃纤维、铜和铝含量将分别减少15%、50%和60%。海上永磁涡轮机市场的快速增长,扩大了对稀土的需求。直驱式永磁同步发电机通常比齿轮箱式永磁同步发电机具有更小的总体尺寸、更低的重量和更高的效率,同样也含有更多的稀土元素,如钕和镝。除稀土元素外,海上项目的铜需求将是陆上项目的两倍以上,大量铜用于海底集电设备和大型电缆。因此,在预计到2040年,风力发电中钕、镨等稀土元素的需求将增长3倍以上,铜需求量达到每年60万吨。然而,由于稀土需求的提升,以及对价格上涨和地缘政治事件的担忧,可能导致稀土替代技术的发展。预计到2030年,钕需求量约为0.8万吨,到2040年,钕需求将下降40%,镨和镝的需求将分别降低15%和32%。3、集中式光伏发电集中式光伏发电产能扩大,将提升对铬、铜、锰和镍的需求。2020年,全球集中式光伏发电总装机容量约为7吉瓦。由于中东、非洲和亚太地区经济增长的驱动,预计在2020—2040年期间,装机容量将增长近40倍。预计铬需求将增长75倍,达到9.1万吨,铜需求将增长67倍,达到4.2万吨,锰需求将增长92倍,达到10.5万吨,镍需求将增长89倍,达到3.5万吨。4、地热低碳电力技术是实现镍、铬、钼和钛需求增长的关键驱动力。-9-目前全球已安装地热发电容量约为16吉瓦。预计到2040年,装机容量将增长五倍,达到82吉瓦。预计在2020—2040年期间,地热对矿产资源需求将增加四倍多。在所有低碳能源的总矿产需求中,地热对镍的需求占镍总需求的四分之三,地热所需的铬和钼分别占其总需求的近一半,所需钛占其总需求的40%。5、水电与生物发电以及核能由于材料强度低,对矿产需求的影响有限。水电是最大的可再生能源,2020年占全球发电量的17%。预计在2020—2040年期间,水电在新增总电力容量中的份额将下降,仅比2020年高70%,是所有可再生能源中相对增长最低的。虽然水电使用的水泥和混凝土比任何其他发电技术都要多,但目前使用的铜(1050千克/兆瓦)、锰(200千克/兆瓦)和镍(30千克/兆瓦)是所有低碳能源中最低的。2019年,生物发电的发电量相当于光伏发电量,是可再生能源的主要来源。预计到2040年,生物发电年发电量将增加三倍,达到2150太瓦时,总装机容量增至420吉瓦。预计2040年生物发电所需矿产资源需求比2020年翻了一番,铜占总需求的四分之三。生物发电的铜需求仅占所有低碳发电铜需求总量的2.5%,而钛的这一比例约为60%。核电是仅次于水电的第二大低碳能源,2020年约占全球发电-10-量的10%。预计到2040年,全球核电装机容量略有增长。与水电一样,核能也是矿产资源材料强度最低的低碳技术之一。2019年,核电对铬、铜、镍、铪和钇的需求约为2190千克/兆瓦、1470千克/兆瓦、1300千克/兆瓦、0.5千克/兆瓦和0.5千克/兆瓦。预计在2031—2040年期间,核电的年平均矿产需求量比2020年增长约60%,达到8.2万吨,其中铬占42%,铜28%,镍25%。2040年的钇需求量预计约为7.7吨,占全球现有储量的0.0015%。(二)电网电网是电力系统安全可靠的支柱,在整合清洁能源技术方面起着至关重要的作用。全球输电和配电线路超过7000万公里,电力网络是当今电力系统的重要支柱。预计未来十年全球新输电和配电线路的需求将比过去十年的扩建增长80%,到2040年,电网扩建的年速度需翻番。电网使用的矿物种类取决于电线类型,但也受成本和技术影响。电网的巨大扩张需要大量的矿产资源和金属。铜和铝是电线和电缆的两种主要材料,有些还用于变压器。目前运营的电网中约使用1.5亿吨铜和2.1亿吨铝。2020年,约有500万吨铜和900万吨铝用于建设电网,其中超过55%来自配电网。电网的年铜需求量预计从2020年的500万吨增长到2040年的750万吨,铝需求量预计从2020年的900万吨增长到2040年的1600万吨。-11-铝应用的增加可减少三分之一铜需求,而更广泛地采用直流系统可使铝和铜的需求减少15%。随着电网现代化和数字化发展,预计2030年,电网投资将达到4600亿美元。为降低原材料成本,可采用如下方法:一是增加地下电缆用铝。到2040年,预计配电线路占50%,输电线路占30%,因此,铜的需求将减少370万吨,铝的需求将增加580万吨。二是更广泛采用高压直流输电系统。与交流系统相比,高压直流输电系统能够输送更多的电力,这可以减少铜和铝的需求,也可以减少电网扩建的需要。到2040年,假设高压直流输电系统占新输电线路的50%,占配电线路的30%,那么铜和铝的总需求预计将降低15%,减少400万吨。(三)电动车与电池储电政策将继续支持电动汽车和电池增长,不同的矿产资源组合导致电池特性明显不同。电动汽车使用矿产资源的关键部件包括发动机和电池。永磁电机是电动汽车的主导方向。锂离子电池中电池芯通常占电池总重量的70%—85%,其中,阴极材料(如锂、镍、钴和锰)、阳极材料(如石墨)和集电极材料(如铜)中含有多种矿产资源,其余的模块和组件主要由铝、钢、冷却剂和电子部件组成。阴极和阳极化学的发展可以推动电池在不同方向的应用。电动汽车的电池需求预计从2020年的160亿瓦时增长到2040年6200亿瓦时,增长了近40倍。预计在2020—2040年期-12-间,电动汽车对矿产资源的总需求从40万吨增长到1180万吨,增长了30倍。到2040年,电动汽车的电池需求仅增长11倍,达到1800亿瓦时,对矿产资源的需求增长9倍,达到约350万吨。电动汽车对镍的需求增长了41倍,达到330万吨,钴的需求仅增长了21倍,锂的需求增长了43倍,铜需求增长了28倍。电动汽车对石墨的需求预计从2020年的14万吨增长到2040年的350万吨,增长25倍。随着掺杂硅石墨阳极的市场份额从2020年的1%增长到2040年的15%,硅的需求增长预计超过460倍。到2040年,电动汽车对稀土需求将增长15倍,达到3.5万吨。(四)氢能不同电解槽所需的矿产资源不同。碱性电解槽的成本较低,但镍的使用量约为1吨/兆瓦。除了镍,还需约0.1吨锆,0.5吨铝和超过10吨钢,以及少量的钴和铜催化剂。质子交换膜电解槽将提升能源部门对铂和铱的需求,对铂和铱的需求量约为0.3千克/兆瓦和0.7千克/兆瓦。固体氧化物电解槽发展程度尚不成熟,所需矿产资源少,对镍、锆、镧和钇的需求量约为150-200千克/兆瓦、40千克/兆瓦、20千克/兆瓦和5千克/兆瓦。技术创新使得燃料电池中铂的使用强度大幅降低,含量减少一半。预计到2040年,燃料电池汽车需求的提升将使铂的需求量增长到略高于100吨。催化转化器对铂的需求占全球铂总需求-13-量的40%。催化转化器也是铑和钯的主要消费领域。预计到2030年,由于排放法规覆盖范围将扩大至所有新车,加上内燃机(尤其是混合动力汽车)的持续销售,催化转换器对铂的需求将在2040年之前超过燃料电池对铂的需求。三、重点矿产资源的供给前景(一)铜:清洁能源技术中应用最广泛的矿产资源铜的导电性和导热性极好,用途广泛,很难被替代。清洁能源技术对铜的需求最大的,也是铜需求增长最快的领域。预计到2040年,清洁能源领域铜的需求占铜总需求的30%,而在清洁能源场景下,这一比例升至45%。在建新项目短期内可有效扩大供给,但需继续加大投资才能满足长期不断上升的需求。矿石品质的下降提高了生产成本,增加了碳排放,因此,需加大技术创新,提高开采和冶炼的效率。(二)锂:随着电动车飞速发展,锂的增速最快锂主要用于锂离子电池,其次是陶瓷、玻璃和润滑脂。它是由两种截然不同的资源制成:锂盐水和锂辉石。锂原料的供应在很大程度上取决于需求。开采技术的创新也可以扩大锂的供应。锂原料预计在短期内仍将供应良好,主要的压力可能来自将原材料转化为锂化学品的中游价值链。锂化学品供应,特别是氢氧化锂,-14-可能成为发展瓶颈。目前,碳酸锂是电动汽车的主要化学品,但氢氧化锂更适合含镍高的电池阴极,预计将取代碳酸锂。目前,只有少数公司能够生产高品质、高纯度锂化学品。(三)镍:广泛应用于清洁能源技术的多功能矿产资源镍主要用于工业合金,具有抗腐蚀性和易加工性。目前,约三分之二的不锈钢含镍,但锂离子电池最近已成为镍的新需求来源,锂离子电池用镍约占镍总需求的7%。清洁能源技术中约使用10%的镍。预计到2040年,清洁能源技术用镍占镍的总需求的比例将增长到30%以上,而在清洁能源场景下,这样比例将达到60%,电池将取代不锈钢成为镍的最大消费领域。过去五年,全球镍产量增加了20%,主要分布在印尼和菲律宾,这两国的产量约占全球的45%。未来的镍供应极有可能受到印尼时势或政策变化的影响。(四)钴:电池阴极的发展方向不明朗,但电动车的强劲发展仍推高了钴的需求钴主要应用于锂离子电池,其次是超级合金、硬质合金工具和磁铁。钴需求的发展高度依赖电池阴极化学的发展方向。电动汽车的强劲增长支撑了钴需求的增长。预计到2040年,钴需求将增长7倍,而在清洁能源场景下,这一增速将超过20倍。钴的开采和加工业务高度集中在刚果和我国。因此,钴的供应链会-15-受这些国家贸易路线上的区域事件或政策变化的严重影响。(五)稀土:集中化和多元化稀土对清洁能源技术的发展至关重要。电动汽车销量的激增和可再生能源的部署大幅提升了对稀土元素需求,但目前尚不清楚供应能否跟上需求轨迹。稀土需求的猛增,引发了供需失衡。这主要由于中国在稀土价值链的地位,但同时也要考虑到不同稀土元素的市场发展前景不同。清洁能源技术所用的稀土元素在未来几年都将面临高需求,但用于抛光粉、合金制造和催化剂的铈和镧等其他元素的前景并不乐观。此外,稀土开采带来的环保问题,也会影响进一步的生产。我国需进一步加强对环保的重视,并激励投资。与此同时,确保供应来源多样化,并争取国际协调和政策支持。表1:矿产资源供给面临的问题矿物主要挑战铜-导电性能太好,找不到替代品-矿品下降或储备枯竭导致产能下滑-矿品下降导致生产成本、排放和废物量激增-南美和澳洲的矿易受气候变化尤其是水患的冲击锂-多年低价位,小厂财务紧张,出现产能瓶颈;-锂加工集中在几个地区,中国就占全球的60%(氢氧化锂达80%)-南美和澳洲的矿易受气候变化尤其是水患的冲击镍-电池级优质矿供给吃紧,对印尼高压酸浸矿依赖大-其它替代方式(从镍生铁中提取镍)成本和排放大-二氧化碳排放和尾矿处理加剧环保风险钴-采矿过分依赖刚果金,冶炼和提纯过度依赖中国(依赖度均超过70%)-16--小规模手工采矿易受冲击-新矿的开发取决于镍和铜的市场走向(90%的钴是镍和铜生产的副产品)稀土-中国在稀土领域处于支配地位-冶炼过程不利于环保-各种稀土需求不同导致价格不统一四、可持续与负责任的矿产资源开发(一)影响矿产资源供给的因素1、生产在地理上高度集中部分清洁能源所需矿产资源生产远比石油和天然气更为集中(见图3)。特别是锂、钴和稀土,全球前三大生产国控制了全球产能的四分之三。部分矿产资源一个国家就占据了全球产量的一半以上。2019年,刚果和中国钴和稀土的产量分别占全球钴总产量的70%和稀土总产量的60%。在矿产资源加工领域,集中的现象更为严重(见图4):中国在所有矿产资源加工领域都占据主导地位。我国的精炼镍产能占全球镍总加工能力的35%,锂和钴的占比约为50—70%,稀土的占比接近90%。此外,中企还对外投资了澳大利亚、智利、刚果、印尼等国的大量矿山。图3:关键矿产资源与化石燃料前三大生产国占比-17-图4:2019年关键矿产资源加工量国别占比2、项目开发周期长矿产资源开采从发现到首次生产平均需要16年以上(见图5)。漫长的开发周期引发了一个问题,即如果需求迅速回升,企业是否有能力提高产量。如果公司在承诺新项目之前难以供货,这可能导致市场长期紧张和价格波动。图5:2010—2019年全球从发现矿到投产的平均等待时间-18-3、矿产资源品质下降矿产资源的品质比产量更为张洪要。近几年,部分矿产资源的品质下降,例如,智利的铜矿石平均品位在过去15年中下降了30%(见图6)。从低品位矿石中提取金属需消耗更多的能源,提高了生产成本、增加了碳排放,并给废弃物排放带来较大压力。图6:智利矿的平均品位与能源密度估算(按质量)4、采矿的环评和社会监管趋严-19-矿产资源的生产和加工带来了各种环境和社会问题。如果管理不善,可能破坏当地环境并扰乱供应。消费者和投资者越来越多地要求公司寻找可持续和负责任生产的矿产。如果没有广泛和持续的努力来改善环境和社会绩效,消费者可能很难拒绝低标准生产的矿产资源。5、气候变化对矿产资源开采的不利影响矿产资源生产面临越来越大的气候风险。由于铜和锂的高需水性,它们的开采特别容易受到水资源储量的影响。但目前超过50%的锂和铜生产集中在用水压力较大的地区。澳大利亚、中国和非洲等几个主要产油区也面临酷热或洪涝灾害,这使确保可靠和可持续的供应面临更大的挑战(见表2)。表2:与矿产资源相关的环保与社会挑战风险领域描述环保气候变化-采矿加剧排放-矿物需求增加对气候变化构成挑战土地利用-采矿造成地表损害,影响生物多样性-土地用途改变迫使社区迁徙,危及频危物种水资源管理-采矿和加工耗水多,易引发酸水和尾矿危机-采矿面临缺水问题;全球半数锂和铜矿位于水患地区废物处理-矿品降低导致开采量增加,尾矿不易处理,可能引发灾难-采矿和加工过程容易产生有毒物质社会治理-某些产矿国的矿产收入未用于改善民生,而是用于战争-腐败行为对企业构成重大威胁健康与安全-工人工作环境恶劣,人身安全无法保证-小矿区工人缺乏安全防护设施-20-人权-有些国家强迫劳动并雇佣童工-有些国家歧视妇女(二)保障矿产资源可靠供应的途径1、投资开发多元化的新供应渠道和来源政府可发出关于加快能源转型和促进关键清洁能源技术增长的强烈信号,这对于鼓励加大对清洁能源的相关投资至关重要。政府可在推动加大实现矿产资源供应链多元化投资方面发挥重要作用。2、加强价值链各环节的技术创新在需求和生产方面加强技术创新的研发工作,可更有效地使用材料,允许材料替代,并释放大量新供应,从而带来巨大的环境和安全效益。3、加大回收利用规模政策可以在为废物量的快速增长做准备方面发挥关键作用,方法是鼓励对使用寿命已到尽头的产品进行回收,支持有效的收集和分类活动,并资助新回收技术的研发。推动技术创新和回收循环利用最大的好处是可改善需求侧状况,减少供应压力。在此过程中,技术创新和循环利用是两大法宝。当然,需要政策配套才行。4、增强供应链弹性和市场透明度-21-政府需要探索一系列措施,以提高不同矿产供应链的弹性,发展应对潜在供应中断的能力,并提高市场透明度。措施可包括采取压力测试来定期检测供应链的抗压能力;定期组织应急演练以提高供应链的韧劲;以及在某些情况下自愿实施战略储备。考虑到矿物交易行情瞬息万变,买家要对冲风险就必须搞清楚价格走势。因此,为化解交易风险,政府有义务采取措施,提高市场的透明度。5、提高环境和社会治理标准并使其成为主流不履行环保和社会责任的企业在生产上会漏洞百出,无法保证生产质量和矿物供给安全。反之,履行环保和社会责任的企业一定是规规矩矩的企业,生产质量可靠,有利于保障矿物供给安全。由此可见:履行环保及社会责任和矿物安全之间是正向关联。鼓励提升环境和社会治理标准将持续有效地增加产量,并降低采购成本。如果具有强大环境和社会治理标准的企业在市场中获得奖励,将使新供应商带入更多样化的市场。6、加强生产者和消费者之间的国际合作国际合作有助于保障可靠而持续的矿物供应。减排目标将发出清晰的市场信号,降低需求不确定性,从而减少投资决策风险;推动生产企业和消费者之间的对话,及时发现瓶颈并协调投资决策;调动公共资金,加速研发,并开展技术创新;定期评估供应-22-链薄弱环节,探讨化解供应中断风险应采取的集体行动;向更多国家传播可持续、负责任的发展理念和做法;通过标准国际化机制来提高和强化环保和社会责任标准,维护公平的竞争环境;协调外交行动,抵制限制性出口政策;采集可靠数据,评估风险水平,支持知情决策。生产者和消费者之间的对话和政策协调的总体国际框架具有至关重要的作用,包括提供可靠和透明的数据;定期评估供应链的潜在脆弱性和可能的集体应对措施;促进知识转让和能力建设,以推广可持续和负责任的发展做法;加强环境和社会绩效标准,确保公平竞争环境。译自:TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergy,WorldEnergyOutlookSpecialReport,May5,2021byInternationalEnergyAgency译文作者:赛迪工业和信息化研究院李丹安文翰联系方式:13911410362电子邮件:lidan@ccidthinktank.com-24-编辑部:赛迪工业和信息化研究院通讯地址:北京市海淀区紫竹院路66号赛迪大厦8层国际合作处邮政编码:100048联系人:蒯佳佳联系电话:(010)8855965818201126359传真:(010)88558833网址:www.ccidgroup.com电子邮件:kjj@ccidgroup.com报:部领导送:部机关各司局,各地方工业和信息化主管部门,相关部门及研究单位,相关行业协会

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