账号:
密码:
CTIMES / 文章 /   
能源转型刺激全球洁净能源与关键矿物需求成长
从IEA发布2050净零排放路径窥探关键矿物需求

【作者: 芮嘉瑋】2022年01月20日 星期四

浏览人次:【807】
  

2020年为全球史上第3热年份,过去6年(2015~2020)和10年(2011~2020)平均温度皆为有纪录以来最高。温室气体造成的全球暖化与气候变迁已成为国际间永续发展最关切的议题之一,依世界经济论坛(World Economic Forum, 简称WEF)於2021年1月出版《2021年全球风险报告》(The Global Risks Report 2021)指出,气候变迁相关议题列为风险最高的面向,牵涉到环境、经济、地理政治、科技与社会等多元的层面[1]


为此,2021年可说是净零排放(Net-zero emission)年,自年初的G7气候领袖会议起,一直到2021年10月31日至11月12日在英国格拉斯哥市(Glasgow)举行的第26届联合国气候变迁大会(简称COP26),追求净零排放已成为全球共同的目标与趋势,全球已有超过130个国家宣布推动净零排放。在COP26最终达成的《格拉斯哥气候协议》,传递了煤炭时代即将结束、化石燃料终将被淘汰的讯号。


为了拚减碳,台湾八科技巨头组气候联盟,总统蔡英文也在110年国厌大会上发表环境永续的议题,并宣示2050净零排放目标,与各界一起规划路径图。迈向2050净零愿景,未来策略将推动从低碳到零碳的净零转型架构。


净零排放将带动能源转型,而洁净能源技术正是迈向净零的关键技术。在国际能源署(IEA)2050净零路径的策略中强调,除太阳能、风能、电动车等既有洁净能源技术大规模应用之外,洁净能源技术的创新及其未市场化大规模的应用,都属净零情境的贡献来源[2],为提高洁净能源技术创新,2030年投资先进洁净技术金额将会较2020年增加2.8倍。


能源转型需要大量关键矿物

能源转型需要大量的关键矿物,意味着这些矿物的供应需求已浮现出一个重要增长的领域,清洁能源转型所需的矿产开采增长非常迅速。


依据IEA的报告[3],到2050年净零路径中全球能源安全指标(图一),显示关键矿物的需求将从2020年的大约8百万吨增长到2050年的4千多万吨,预估未来的30年中,关键矿物的需求将成长近五倍之多。


其次,石油供应量的减少也将从2020年每天的9千多万桶下降至2050年每天2千多万桶,以及太阳能光伏(solar PV)和风能(Wind)在发电中的份额预估到2050年将成长近7倍。



图一 : 到2050年净零路径中全球能源安全指标。(source:IEA[4])
图一 : 到2050年净零路径中全球能源安全指标。(source:IEA[4]

同一份报告中显示自2020年到2050年,煤炭需求迅速下降(尤其至2030年的10年间下降最快),原材料矿产的需求迅速增加,这些关键矿物包括诸如铜、锂、镍等对许多洁净能源技术至关重要的原材料。这些关键矿物的全球需求正迅速增加也代表着总收入将大幅增长(图二),到2040年这些矿物的全球市场规模将接近目前的煤炭市场。


铜、钴、锰和各种稀土金属等关键矿物的总市场规模,在2020年至2030年间在净零路径中增长了近七倍,其中主要用於制造电动汽车和风力涡轮机的稀土金属的需求,到了2030年将增长10倍。这对矿业公司而言,为它们创造了大量的新机会。


为实现2050净零排放的愿景,电气化(Electrification)取代化石燃料是净零减排最重要驱动因素之一,预估到2050年,运输用电池的需求是2020年的90倍(达到14 TWh[5]左右)。电池需求的增长意味着对关键矿物的需求不断增加,例如用於电池的关键矿物锂金属的需求到2030年将增长30倍,到2050年将比2020年增长100倍以上。



图二 : 煤炭及用於洁净能源技术之特定关键矿物的需求消长。(source:IEA[6])
图二 : 煤炭及用於洁净能源技术之特定关键矿物的需求消长。(source:IEA[6]

洁净能源技术对矿物需求产生重大影响

与基於化石燃料的发电相比,洁净能源转型预计将更加密集地使用矿物。世界银行集团(World Bank Group)在2020年5月发布《矿?品促气候行动:清洁能源转型的矿?消耗强度》的一份报告[7]发现,为满足对洁净能源技术日益增长的需求,诸如石墨、锂和钴等矿物产量的需求,到了2050年将增加近5倍。


报告还指出,为实现将全球升温控制在2℃以内的目标,将需要超过30亿吨的矿产品和金属产品,以利发展所需要的风能、太阳能、地热能和储能等洁净能源技术,且各别技术对矿物的需求程度亦有所差异,图三显示到2050年各别不同的洁净能源技术对矿物需求的份额[8],显示洁净能源技术部署的任何变化将对某些矿?品需求?生重大的影响。



图三 : 到2050年不同的洁净能源技术对矿物需求的占比。(作者改编绘自World Bank Group)
图三 : 到2050年不同的洁净能源技术对矿物需求的占比。(作者改编绘自World Bank Group)

维持矿厂可靠供应并促进供应链安全

全国工业总会理事长王文渊在厌祝第75届工业节时(2021年11月11日),当着蔡总统的面指出,台湾应考虑改变能源结构,蔡总统也回应,一定要把握这波能源转型机会让经济加速成长[9]


然而,能源转型需要大量的关键矿物,尤其对许多洁净能源技术不可或缺的关键矿物(例如铜、锂、镍、钴和稀土元素)的需求将大幅增加,该等矿物的供应若跟不上快速增长的需求,新的能源安全问题会层出不穷,导致价格波动、过渡的额外成本等问题产生。


当今许多矿产的生产和加工作业高度集中在少数几个国家,关键矿场的地域分布不均或者被单一国家所垅断,使得供应容易受到政治不稳定、地缘政治风险和出囗限制的影响。在政局不稳定影响稀土供应方面,例如缅甸自2021年2月1日发生军事政变後局势开始动荡不安,由於中国约有一半的重稀土原料来自缅甸,缅甸的军事政变引发了外界??虑局势动荡恐波及中国稀土供应,从而推动了稀土价格??升。


至於出囗限制方面,例如最近的印度尼西亚禁止镍矿石出囗和中国的稀土出囗禁令等事件,凸显了这些担??。关键矿产资源并不总是位於同一地点或国家,但采矿公司的技能和经验对於确保这些矿物的供应能够以合理的价格满足市场上的需求是至关重要的,这种情况下采矿专业知识可能会受到高度重视。


结语

洁净能源技术所需的关键矿物日益依赖,需要新的国际机制来确保矿物的及时供应和可持续的生产[10]。国际贸易和投资制度是维持矿产可靠供应的关键,例如对创新的采矿和矿物加工方法进行投资,是一种提升采矿及矿物加工能力不错的方法。


此外,为促进矿产品供应链安全,需要政策支持和国际协调以确保严格的环境和社会法规的适用,例如实施回收关键原材料的明智政策、成立不受反垅断法制约的稀土矿合作组织,或者透过与盟友之合作与配合来降低易受关键矿物供应扰乱的弱点。当然,开发出这些关键原材料可行的替代品也是减少依赖的选项之一。


(本文仅为作者个人之观点,不代表其单位之立场)


[作者简介]


??嘉??博士现任职财团法人中技社 能源暨产业研究中心组长,专注於能源、产业、环境、经济等议题。曾任职於工研院技术移转法律中心执行长室、电子与光电研究所专利??主委以及光电产业经理。长期从事产业研究、专利智财与投资评估等工作,熟捻产业技术发展趋势,并常在各媒体平台发表文章、应邀演讲,引领技术前瞻与产业关键议题。


叁考资料


[1] The Global Risks Report 2021《2021年全球风险报告》, World Economic Forum (WEF), Published on 19 January 2021, https://www.weforum.org/reports/the-global-risks-report-2021


[2] Net Zero by 2050, A Roadmap for the Global Energy Sector, IEA Special Report, 2021, https://iea.blob.core.windows.net/assets/4719e321-6d3d-41a2-bd6b-461ad2f850a8/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector.pdf


[3] Net Zero by 2050, A Roadmap for the Global Energy Sector, IEA Special Report, 2021, pp. 24, https://iea.blob.core.windows.net/assets/4719e321-6d3d-41a2-bd6b-461ad2f850a8/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector.pdf


[4] 同注3。


[5] TWH的全称是:Tera Watt Hour(s),即太(拉)瓦时=109 kWh。如:平时我们说的1度电其实就是1KWh(1000W功率一小时),1TWh=1000GWh=106 MWh=109 kWh。


[6] 同注3,pp. 163.


[7] Kirsten Hund, Daniele La Porta, Thao P. Fabregas, Tim Laing & John Drexhage, Minerals for Climate Action:The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition, The World Bank Group, 11 May 2020, https://pubdocs.worldbank.org/en/961711588875536384/Minerals-for-Climate-Action-The-Mineral-Intensity-of-the-Clean-Energy-Transition.pdf


[8] 同注7,page 40, 46, 51, 61.


[9] https://tw.stock.yahoo.com/news/%E7%8E%8B%E6%96%87%E6%B7%B5-%E6%87%89%E8%80%83%E6%85%AE%E6%94%B9%E8%83%BD%E6%BA%90%E7%B5%90%E6%A7%8B-%E8%94%A1%E7%B8%BD%E7%B5%B1-%E5%9C%8B%E5%AE%B6%E6%94%BF%E7%AD%96%E8%A6%81%E7%A9%A9%E5%AE%9A-090228949.html


[10] Net Zero by 2050, A Roadmap for the Global Energy Sector, IEA Special Report, 2021, pp. 23-24, https://iea.blob.core.windows.net/assets/4719e321-6d3d-41a2-bd6b-461ad2f850a8/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector.pdf


相关文章
新能源转型浪潮起 数位管理方兴未艾
供电紧绷 制造业15个吊桶打水!
下一代能源—波浪能发电厂科技的建模与模拟
减碳问题刻不容缓 再生能源势在必行
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新品
Arduino Motor Shield
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
mbed
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
Arduino
原厂/品牌:RS
供应商:RS
產品類別:
  相关新闻
» 联发科多元产品布局拓展全球市占率 预期今年营收成长20%
» 英特尔推出Open IP资料中心浸没式液体冷却解决方案及叁考设计
» 希捷科技扩大Xbox Series储存容量
» [COMPUTEX] AMD展示高性能游戏、商用及主流PC技术
» [COMPUTEX] 友达数位首次展出无尘室清洁机器人与智?巡检模组
  相关产品
» 瑞萨RA系列MCU加密演算法套件获得CAVP认证
» 宇瞻旗下ZADAK推出TWSG4S PCIe Gen4 x4固态硬碟
» Microchip推出精确时标系统 独立时间源以保护关键基础设施
» Diodes推出PCIe 3.0封包切换器IC 提高传输效能及可靠性
» Openfind MailGates 6.0全面升级 高效抵御攻击守护企业资安
  相关资源
» Power Management Solutions for Altera FPGAs

AD


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2022 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29号11楼 / 电话 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw