1. 能源转型速度对某些材料的需求影响很小,因此其发展趋势与全球 GDP 和中产阶级的增长大体一致(例如钢铁和铝) 2. 能源转型对某些材料的需求产生很大积极影响,因为与传统技术相比,它们更大程度上嵌入一种或多种低碳技术,因此其增长速度往往快于前十年(例如铜、锂和稀土元素 [REE]) 3. 能源转型对某些材料的需求产生很大消极影响,因为它们是传统技术的基础,而传统技术正在逐步淘汰(主要例子是动力煤)
背景 关键原材料(例如稀土元素 (REE)、锂和石墨)被视为生产现代技术和“绿色转型”所必需的。确保长期稳定的供应已成为包括北欧国家在内的许多国家政策制定者的关键目标。本简报重点介绍中国在这些供应链中感知到的风险及其缓解策略,重点介绍永磁体和电动汽车 (EV) 电池中使用的材料。 中国在永磁体和电动汽车电池供应链中的地位 中国主导着全球永磁体供应链,永磁体主要由钕(一种稀土元素)、铁和硼的合金制成,我们越接近成品磁体,中国对全球生产的控制就越强。虽然中国是最大的稀土生产国,拥有全球最大的稀土储量,但由于国内政策旨在限制采矿和加工,以节约资源和减少环境污染,中国部分供应依赖进口。中国严重依赖铁矿石和硼的进口。然而,由于进口量大,且这些材料在磁体制造中使用的比例相对较小,供应短缺影响磁体生产的风险较低。总体而言,中国在永磁体生产方面面临的风险较低,主要致力于加强其在全球供应链中的主导地位。相比之下,中国在电池原材料方面面临的供应风险较大,这种风险主要集中在采矿阶段的上游。风险水平取决于具体材料。虽然中国对矿石和精矿的依赖因矿物而异,但它主导着所有电池原材料的加工以及电池的制造
乌干达拥有丰富的自然资源,包括肥沃的土壤、石油、矿产储备以及钴和稀土元素等关键金属储备。自然资本对该国的发展至关重要,是繁荣的农业、旅游业和相关价值链的支柱。然而,人口快速增长和城市化带来的压力越来越大,可持续发展面临挑战。每年 3% 的人口增长率(世界最高之一)和随之而来的不断增长的农业需求是导致森林砍伐、水土流失和湿地覆盖率下降的关键因素之一。每年有 70 万年轻人进入劳动力市场,就业前景黯淡,往往不得不从事自给性农业,这进一步影响了环境,并放弃了生计
值得注意的是,尽管同比增长数字放缓,但关键材料的实体需求仍在继续增长。根据国际能源署的数据,2023年锂需求增长了30%,镍、钴和稀土元素的需求增长在8-15%之间。清洁能源需求已成为整体需求增长的主要驱动力。电动汽车巩固了其作为锂最大消费领域的地位,显著增加了其在镍、钴和石墨需求中的份额。然而,增长速度并未达到市场对需求大幅增长的预期。特别是,国际能源署在2023年初的文章预计锂的增长率为40%,但实际增长率仅为30%。对需求激增的过度期望并没有实现。
印度是一个新兴经济体,国内生产总值 (GDP) 增长迅速,是全球第三大原材料消费国。按照目前的经济趋势,到 2030 年,印度预计将消耗近 150 亿吨原材料。印度的电子电气设备 (EEE) 制造依赖于高材料消耗,包括铁、铜、银、金、铝、锰、铬和锌等金属以及各种稀土元素。用于 EEE 制造的这些非生物资源的开采率远远高于它们在自然界中的形成率。因此,CE 方法对于满足该国在该领域的资源需求至关重要。EEE 废弃物被视为丰富的二次原材料来源之一,有助于实现资源安全和环境可持续性。
1 美国内政部,“2022 年关键矿产最终名单”,2022 年,https://d9-wret.s3.us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/s3fs-public/media/files/2022%20Final%20List%20of%20Critical%20Minerals%20Federal%20Register%20Notice_2222022-F.pdf。 2 美国能源部已将铜指定为能源“关键材料”。 3 Wilson, KR,2019 年 8 月,《南伊利诺伊州希克斯穹顶的稀土元素、其矿化模式及其与火成岩侵入的关系》,南伊利诺伊大学论文,https://www.proquest.com/dissertations-theses/rare-earth-elements-at-hicks-dome-southern/docview/2307147009/se-2。 4 Schulz, KJ、DeYoung, JH, Jr.、Seal, RR, II 和 Bradley, DC 编辑,2017 年,《美国关键矿产资源——经济与环境地质及未来供应前景:美国地质调查局专业论文 1802》,797 页,http://doi.org/10.3133/pp1802。 5 Denny, FB、Goldstein, A.、Devera, JA、Williams, DA、Lasemi, Z.、Nelson,2008 年,《伊利诺伊州东南部和肯塔基州西北部的伊利诺伊州-肯塔基州萤石区、希克斯穹顶和众神花园》,美国地质学会,http://dx.doi.org/10.1130/2008.fld012(02)。 6 Bellora, JD、Burger, MH、Van Gosen, BS、Long, KR、Carroll, TR、Schmeda, Germán 和 Giles, SA,2019 年,《美国稀土元素分布(4.0 版,2019 年 6 月):美国地质调查局数据发布》,https://doi.org/10.5066/F7FN15D1。 7 American Lithium Minerals,2022 年 9 月 21 日,“稀土:绿色能源革命的重要组成部分”,创新新闻网,https://www.innovationnewsnetwork.com/rare-earths-an-essential-part-of-the-green-energy-revolution/25593/。
第二次世界大战以来的几十年里,利用全球供应链开发出了许多先进产品。有些产品需要橡胶、棕榈油或稀土元素等在国际上种植和分布的资源,而另一些产品则需要制造地已转移到海外的零部件,因为私营企业一直在寻找降低成本的方法。近年来,人们意识到这些复杂供应链的不稳定性质,美国领导层一直致力于解决这一问题,利用美国领先的领域,包括农业生产和研发。通过将这些现有能力与美国生物技术和生物制造的推广相结合,以确保持久的技术和科学优势,美国可以在国内生产关键材料和化学品,保障美国供应链安全,并支持国防使命 [1]。