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世界银行研究认为,稀土金属供应的多寡可能将决定清洁能源技术的发展速度——

稀土或将成为生态文明建设的功臣

2017-8-17 16:35:36 作者:许辉/翻译

未来世界可能是低碳的,但可能不会是低金属的。这是世界银行最近的一项研究得出的结论。该研究分析了清洁可再生能源技术进步对世界各地特定矿物和稀土金属的需求变化。该报告试图填补以前研究领域对气候变化和全球变暖情景分析中的空白,它承认“通常人们很少留意实现低/零碳未来对所需的金属需求的影响”。世界银行发现,发展清洁能源技术以达到《巴黎气候协定》要求的水平,可能需要大量稀土金属和其他原材料。

世界银行能源与提取实践小组负责人Riccardo Puliti表示:“作为向低碳经济转型的一部分,我们已经看到可再生能源技术的广泛使用,现在可再生能源占全球能源消耗的17%左右。他乐观地认为,这一趋势将会持续下去。然而,由于对清洁能源的使用程度尚未达到协议要求的水平,目前尚不清楚全球转型的代价有多大。

为了搞清楚这个问题,世界银行展开了一项到2050年的商品需求预测。这些预测试图估计风能、太阳能和能源储存电池的技术改进将如何使可再生能源在不久的将来更有吸引力。同时,研究认识到,稀土金属供应的多寡可能将决定清洁能源技术的发展速度。

该研究对十几种不同的金属进行了预测,范围从相对常见的铁、钢和铝,到较为稀少的In、钼和Li。所有这些都是用于建造太阳能光伏、风力发电机以及储能电池的原料。

世界银行认为可替代能源技术的进步以及对稀土金属的增量需求,对资源丰富的发展中国家来说,可能是个发展经济的良机。

Puliti指出:“通过更好的规划,资源丰富的国家可以抓住资源需求增长的机遇,来促进本国的经济发展。“有资源和技术实力提供清洁能源技术所需的矿物和金属的国家,如果能以可持续的方式发展矿产行业,将迎来绝无仅有的经济发展机遇。”

通过分析清洁能源生产所需的各种矿物和金属,发现世界各国对中国掌控稀土金属生产的担忧并不普遍。目前,中国的确在用于生产电池、太阳能电池板和风力发电机所需的许多原材料中占据支配地位。但是,中国的自然资源中并不盛产所有必要的原料,例如催化转换器中所需的铂和钯,中国就生产的很少。

虽然该研究认识到中国在稀土金属供应方面具有“全球统治地位”,但也指出,替代能源技术的进步将为全球各个地区,特别是南美洲和中美洲地区的其他矿物开采创造全球机会。这部分反映了市场对稀土金属在世界范围内的分布知之甚少。大多数发展中国家并没有进行必要的地质勘探来发现这些金属,因为这些金属常常与其他原料伴生在一起。

“值得注意的是,除中国、巴西、印度和马来西亚外,没有任何发展中国家地区可获得有记录的稀土金属生产、储备或资源数据资料。报告发现,虽然这些关键金属在这些地区都可以找到,但是他们并没有努力去准确发现其存在”。

当然,我们仍将带着怀疑精神来对待这些预测。虽然这项研究为今后急剧减少碳排放所需的技术发展路径提供了几种不同的可能性,但研究人员承认,实现2050年目标仍然依赖于能量传输和储能技术的重大变化。实现《巴黎气候协定》的目标将需要几乎不可预见的技术进步水平。

研究人员指出,“很明显,本世纪以来,满足不超过2°C(并尽最大努力达到1.5°C)的巴黎气候目标,将需要一个激进的(即根本的)重组的能源供应和传输系统”,同时,即使这些相对较小的改变也将以消耗大量的原料成本为代价。

“此外,据报道,建立清洁能源(风能、太阳能、H2和电力系统)传输技术实际上比目前传统的基于化石燃料的能源供应系统更为重要”。

在这方面,报告承认了企图达到《巴黎气候协定》规定的崇高目标,各国将面临的困境。不但要推翻今天的技术预测,而且对某些所需金属的需求将大幅增加。世界银行估计,Li的需求将暴涨1480%,In的需求也将大增146%。

如果需求达到这个水平,那么所需材料的价格无疑会变得令人望而却步。相关细节暂不在本次分析范围之列。

报告还受到预测30年后技术难度的制约。今天,我们最好的预测是假设可以将风能和太阳能进行组合,使用新的电池技术来储存能量供将来使用。然而,在未来几十年里,新的研究可能会将清洁能源技术转向哪些意想不到的方向?在绿色清洁能源领域,这些仍是未知数。△

(注:本文所指“稀土金属”与稀土、稀有金属、稀土元素为同一概念。)

知识链接:

稀土分类

稀土(Rare Earth,RE)指化学元素周期表中的镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系密切相关的——钪(Sc)和钇(Y),共17种元素。稀土按照分离后得到的混合物类型不同可分为铈组和钇组;如果按物理化学性质可分为轻、中、重稀土三类。

稀土资源分布

稀土在地壳内含量比人们熟悉的铅、锌多,虽然绝对量很大,但丰度较低,分布又很不均匀,目前可供开采具有工业利用价值的轻稀土矿物主要是氟碳铈矿、独居石、铈铌钙钛矿;重稀土矿物主要是磷钇矿、褐钇铌矿、离子吸附型稀土矿、钛铀矿等十几种。世界稀土资源主要集中在中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、印度、加拿大、南非、巴西、马来西亚、斯里兰卡、埃及等国家。其中,我国占世界稀土资源的30.68%。

我国稀土矿主要有白云鄂博稀土矿,四川冕宁稀土矿,山东微山稀土矿,江南七省的离子吸附型稀土矿,广东、广西、江西的磷钇矿,湖南、广东、广西、海南、台湾的独居石矿,贵州含稀土的磷砂,长江重庆段淤砂中的钪矿,以及漫长海岸线上的海滨砂矿等。其中,白云鄂博矿占我国储量的80%以上,而江南七省的离子型矿是我国的特有资源。

稀土资源应用

稀土在冶金、石化、纺织等传统领域和磁性材料、发光材料、储氢材料等高新技术领域都有重要的应用。随着低碳经济的到来,稀土将面临新的发展机遇。

稀土磁性材料:钕铁硼永磁是稀土磁性材料的主力军。目前钕铁硼在传统领域的应用没有衰退,而随着低碳经济的到来,风电、新能源汽车、节能压缩机等新的应用领域正在形成。

稀土发光材料:三基色荧光灯(节能灯)约占稀土发光材料的75%,是目前主要发光材料的主要应用领域。

稀土储氢材料:稀土储氢材料是制备镍氢电池的重要原料,而镍氢电池在电动工具和电动汽车领域正显示出巨大的发展前景。

稀土抛光材料:近年来,随着液晶显示器的产业兴起,高性能液晶抛光粉得到了快速发展。

稀土催化材料:据专家预测,2015至2020年,我国原油加工量将保持在5亿吨以上的规模,用于FCC催化剂的稀土用量将超过10000吨。此外,随着燃料电池、天然气催化燃烧、水污染治理、空气净化等领域对稀土催化材料需求的大幅度增加,2015~2020年,我国稀土催化材料总消费需求将超过17000吨。

网站编辑:宫莉

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