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王成善:关键矿产对全球气候及经济的影响

文章来源:广东省地质局  发布时间:2023-12-29  点击数:- 

关键矿产的演变

石英岩、砂岩等非金属矿产的利用开启了人类历史的序幕;铜、锡、铁等有色金属、黑色金属矿产的利用促使人类社会进入农业文明;煤、石油、天然气、铀等能源矿产的利用推进了三次工业革命;以稀有金属、稀散金属、稀土金属矿产为主的关键矿产引领了新一轮的科技革命。在二十世纪八十年代左右,美国将影响到国家安全和经济健康的矿产资源列为关键矿产,并制定了《战略矿产和急缺矿产储备法》;欧盟在冷战时期曾将钨、锰、铬、铂等矿产列为受关注的原材料 ;2008 年,欧盟发布《原材料倡议》,将具有经济重要性且有高度供应中断风险的原材料视为关键材料。此后,世界各个国家及经济体也展开了对关键矿产的生产(表 1)。在现今高新技术的快速发展和全球电动化大趋势下,锂、钴、稀土等资源在各国的地位显著提升,需求快速增长,具有越来越重要的战略地位,它们在发展清洁能源、取代化石能源的过程中是不可或缺的。

总之,从上个世纪到今天,关键矿产的可持续供应经历了三个阶段 :一是截至 2000 年的第一阶段是矿物原料的安全获取,许多国家建立了关键矿产储量管理机构,以应对资源供应冲击造成的危机。二是世纪之交到 2015 年是关键矿产的“全球分配和分工”时期,各国根据其资源禀赋和比较优势确定其在关键矿产行业中的角色和分工。例如,中国主要负责开采和提纯稀土材料,日本和韩国负责高端材料的制造。在这个阶段,美国拥有大部分的高端技术和专利。三是2015 年至今是关键矿产供应的第三阶段,以特朗普政府公布关键矿产资源清单为标志,矿产供应的关键重点从经济优先转向了安全优先。可见,经济和政治力量已经调整了供应关键矿产的战略。

关键矿产与气候变化

碳中和与净零排放是人类追求可持续发展的过程中达成的重要共识。到 2021年底,全球已有 136 个国家、115 个地区、235 个主要城市制定了净零排放目标。净零目标覆盖了全球 88% 的温室气体排放量、90% 的世界经济总量和 85% 的世界人口。2020 年,全球二氧化碳排放量达到 348.1 亿吨,二氧化碳年均浓度达到412.5ppm,比工业革命初期高出约 50%,能源贡献了一半以上(图 1)。

《巴黎协定》确立了 2020 年后国际社会合作应对气候变化的基本框架,全球主要经济体设定了雄心勃勃的净零目标。实现净零主要通过三大技术路径 :一是清洁能源转型,二是节能减排,三是负排放,其中清洁能源转型是实现净零最重要的技术路径。《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)指出,到 2050 年实现全球零排放需要 125 万亿美元的气候投资。清洁能源转型已成为实现可持续发展目标的头号驱动力,而关键矿产的需求也将呈现长期的增长趋势,预计清洁能源转型将比化石燃料发电需要更多的矿产资源。国际能源署(IEA)强调了镍、钴、锂、铜等关键矿产的重要性,在《关键金属矿物在清洁能源转型中的作用》一书中提到了稀土、风力、太阳能、水力和核能等发电设施的单位矿物密度比火电高得多。新能源汽车消耗的矿产是传统汽车的 6 倍,其中大部分增量来自关键矿产。一系列低碳行动需要锂、铜、铝、钴、锰、钼和镍,这些是实现低碳未来和应对气候变化的重要因素。

为适应《巴黎协定》要求,预计到2040 年清洁能源技术对矿产的总需求将翻两番,其中与锂电池相关的关键矿产锂、钴、镍和石墨的需求将分别增长 42倍、21 倍、19 倍和 25 倍;与可再生发电、储能和电网相关的稀土、铜和硅的需求将分别增长 7 倍、2.7 倍和 2.3 倍 ;氢能的快速增长也会导致镍和锌(用于电解槽)、铂族金属(用于燃料电池)需求的增长 ;光伏的发展会导致镓、铟、碲等矿产供不应求。图 2 显示了根据 IRENA 的 REmap与 IEA 的基本案例 (4DS) 和 B2DS,到2050 年发电技术对矿物的累计需求。

关键矿产的协调与合作

全球关键矿产的可持续供应

关键矿产可持续供应的中断和波动会造成了全球经济的不稳定,同时也会直接影响碳中和与净零排放目标的实现。支撑关键矿产供应系统运作的是一场复杂的政治和经济博弈,在地缘政治的影响下,关键矿产行业的中断本质上是不公平和不信任的问题,它包括不顾资源国的发展愿望、不顾资源国的福祉以及侵蚀资源国家之间的互信机制。当前关键矿产的不可持续供应也是全球自由贸易和分工体系衰落的表现。要建立关键矿产的可持续供应体系,必须重新建立全球经济合作的信心和诚意,特别是中美两国应该承担更多的关键矿产供应安全和可持续供应的责任。关键矿产的可持续供应需要共享发展成果、建立可持续矿产开采体系、提升供应链互信,体现平等、协作、开放、共享和包容的理念。

第一,加强资源国与链上其他国家之间的沟通 :在寻求可持续供应关键矿产的过程中,应通过国际合作组织与资源国和链上其他国家保持沟通,为资源国谋求发展权益提供协商渠道。

第二,跨国矿业公司的参与 :跨国矿业公司是不可或缺的参与者。在全球 4000 多家中型矿业公司中,前 10 大巨头控制着全球约三分之一的矿产产量。然而,矿业公司先进的生产力和传统文化背景经常发生冲突,跨国矿业公司应实现包容性增长的愿望,这有助于实现关键矿产可持续供应的目标。

第三,全球矿业治理体系应加速转型:关键矿产的提取、提炼、提纯和加工遍布全球,可持续供应既面临生产和运输中断的风险,也面临资源开采国侵犯人权和环境损失的挑战。逆全球化趋势和资源问题政治化也加剧了资源供给治理的难度。因此,为促进关键矿产可持续发展目标的实现,全球矿业治理体系应加速转型。


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