稀土(tǔ)供應或将“卡住无翼乌全漫🚩画全彩在线㊙️”風(feng)電全球擴張的“脖(bó)子”

綠(lǜ)色能源的發展是(shì)應對全球氣候變(bian)化、減少化石燃料(liao)的依賴的重要舉(jǔ)措。風能是一種清(qing)潔低碳的可再生(sheng)能源，但具有較高(gao)的成本效益，目前(qian)已經受到世界各(gè)國的🐪廣泛關☎️注。國(guo)際💚能源署評估顯(xiǎn)示，在現有能源與(yǔ)氣候相關政策下(xià)，全球風電累計裝(zhuāng)機容量将在2050年達(da)到2870 GW, 相當于🔞2018年的五(wu)倍。到☁️2050年，中國風電(dian)在全國電力供⛷️應(yīng)中的比例将💋提高(gāo)到20%，而美國将提高(gāo)到35%。除此之外，其他(ta)非洲🐕和南美的🚶‍♀️國(guó)家也緻力于推🐉動(dong)風電的大規模👉使(shǐ)用。風力發電裝置(zhi)的核心部件是風(fēng)力渦輪機，它的性(xìng)能和效率嚴重依(yi)賴于稀土元素，尤(yóu)其是钕、镨、镝的使(shi)用。這些稀土元素(su)産能🧑🏾‍🤝‍🧑🏼有限，來源單(dan)一（超過80%來自中國(guó)），全球供應鏈十分(fèn)脆弱。因此，全球稀(xī)土資源短缺與全(quán)球風電發展之間(jian)的沖突可能日益(yi)嚴重。

有效地評估(gū)和預測稀土資源(yuán)的可利用程度有(yǒu)助于調🈲和👣稀土資(zī)源供應與風電需(xu)求日益增長之間(jiān)的矛盾。比如，考慮(lǜ)到😘未來❓稀土資源(yuan)的短缺風險，有🈲些(xiē)國家試圖将稀土(tu)限制因素㊙️納入到(dào)風能發電裝置的(de)設計和推廣中。現(xiàn)有研究重點放在(zài)了全球整💚體的稀(xī)土資🌈源系統和風(feng)電行業之間的沖(chong)突上，而✉️缺乏針對(duì)每個地區的風電(diàn)藍圖開展稀土供(gòng)應風險調查。Cell Press旗艦(jiàn)刊One Earth在❄️其最新7月刊(kan)發表❓了山東大學(xue)藍綠發展研究院(yuan)李佳碩研究員、博(bo)士生✉️彭焜、張甯教(jiāo)授和馮奎雙教授(shou)聯合中科院城市(shi)環境研究所汪㊙️鵬(péng)助理研究員、清華(huá)大學關大博教授(shou)、倫敦大學學院孟(mèng)靖助理教授、上海(hǎi)交通大學魏文棟(dong)副教授和華中科(ke)技大學楊晴教授(shòu)等國内外多家學(xué)術機構專家學者(zhě)🤞針對不同氣候目(mu)标下稀土資源供(gòng)應與風電發展需(xū)求之間矛盾沖突(tū)的最新研究工作(zuo)。

▲圖1 全球累計風電(dian)裝機容量和稀土(tǔ)資源需求

研究結(jie)果指出，綠色風電(diàn)的快速發展将驅(qu)動稀土的需💘求迅(xun)速增長，緻使全球(qiu)面臨的稀土短缺(quē)風險日益加劇。2021至(zhì)2050年全球風力累計(jì)的稀土需求量估(gu)計爲460-902 Gg (圖1)。不同地區(qū)🈲面臨的🤞稀土危機(ji)存在差異，這與每(měi)個地區的稀土産(chǎn)量👈和風電發展目(mù)标有♍關。由于新👅增(zēng)風電裝機容量處(chu)于全球領導地位(wèi)，中國的稀土消耗(hào)也是最大的，約占(zhàn)全球消耗的1/3。評估(gu)顯示，中國在2021-2050的累(lèi)計稀土需求量達(dá)160-357 Gg。即便作爲全球最(zuì)大的稀土生産國(guó)，中國匹配其宏偉(wěi)的風能發展藍圖(tú)時仍然面臨稀土(tu)産能的制🏒約。經合(hé)組織歐洲地區的(de)風電發展曆史悠(you)久，風電裝機容量(liàng)占全球的20%，因此是(shì)第二大的稀🏃🏻土消(xiao)耗地區。經🈲合組織(zhi)歐洲地區在2021-2050風能(neng)電力的累計稀土(tu)需求量達120-140 Gg。由于歐(ou)洲地區的稀🤞土産(chan)量遠低于中國，該(gāi)地區正面✨臨着全(quán)球最嚴重的稀土(tǔ)供應危機。

▲圖2 2021-2050年10個(gè)地區累積的镝(Dy)需(xū)求和退役量以及(jí)镝的儲量分布

在(zai)此背景下，擴大稀(xī)土生産、材料循環(huan)利用、提高稀土使(shi)🌈用效率、以及風機(jī)技術革新都能一(yi)定程度上緩解稀(xī)土資源短缺問題(tí)。目前，稀土資源被(bèi)認爲是受保護的(de)戰略性礦産資源(yuan)，短🥰期内大👄幅度擴(kuo)大産量難以實🐇現(xian)。因此，稀土的循環(huan)利用以及💜技術革(ge)新能夠在一定程(chéng)度上緩解🚩長期的(de)稀土資源短缺壓(yā)🈲力。風力渦輪機的(de)壽命通常爲20年，這(zhè)就意味着‼️2040年大量(liàng)稀土将随風機退(tui)役，是可觀的潛在(zài)稀土資源。如：2021-2050年間(jiān)，镝(Dy)每年的退役量(liang)将從0.01 Gg逐漸增加到(dào)1.2-2.1 Gg (圖2)。在“新政🈲策情境(jìng)”(New Policies Scenario )情境下，回收的镝(di)(Dy)可能在2048-2050超過對其(qí)的需求。此外，增加(jia)稀土使📧用效率及(jí)技術革新能降低(di)風力🐪發電對稀土(tǔ)資源的需求，能🏃‍♀️緩(huan)解長期的稀土危(wei)機。

氣候變化正困(kùn)擾着整個地球，需(xū)要全球開展合作(zuò)迅🤩速應對。稀土不(bu)“稀”，但其資源的需(xu)求和産量分布具(jù)有明顯的區❤️域特(tè)性，目前世界各地(dì)區均高度關💚注稀(xi)土及其它戰略礦(kuàng)😄産的資源勘探🈲和(he)生産儲備工作，即(ji)使在不久的将來(lai)稀土資源取得明(míng)顯的資🚩源增儲，但(dàn)各國對于這些不(bú)可再生資源的生(shēng)産和🚶貿易傾向于(yú)♊采取謹慎保守的(de)策略。因此，在綠色(sè)能源發展的問題(tí)上，應該提☁️倡國際(jì)合作而不是競争(zheng)♉，隻有區域合作提(ti)高技術革新才能(neng)促進🛀全球風力發(fā)電更加平穩的發(fa)展，共同實現全球(qiú)升溫控制目㊙️标。

風(feng)電在世界範圍内(nèi)迅速發展有助于(yú)穩定氣候變化。鑒(jiàn)于風力渦輪機的(de)性能和效率嚴重(zhòng)依賴稀土元素㊙️(主(zhǔ)要✔️是钕、镨、镝)，稀土(tu)資源短缺與全球(qiú)風電發展之間的(de)沖突日益引起關(guan)注。基于針🔞對特定(dìng)地區的動态物質(zhì)流分析方法，本文(wén)評估了全球及十(shí)個地區在四種風(feng)電發展情景下的(de)稀土金屬钕、镨和(he)😄镝的供應短缺風(fēng)險。研究發現👅當前(qián)稀土産能無法滿(man)足全球風力電發(fā)展的稀土需求。材(cai)料的循環利用和(he)提高使用效率、擴(kuo)大生産、以及技術(shù)革新對于㊙️緩解長(zhang)期♍的稀土資源短(duǎn)缺是有潛力的。但(dan)是，現有的全球稀(xī)土供應結構，加上(shang)日益加劇的地緣(yuan)政治和環境制約(yuē)因素，可能會約束(shu)風電的快速發展(zhǎn)。因此，在可持續的(de)和可靠的稀土供(gong)應鏈上的全球合(hé)作是必要💃和緊迫(pò)的。