2020年,在COVID-19危机,世界经济论坛的重置倡议强调了社会面临十字路口的流行后重建的背景下气候和行星紧急情况和野心的新包容性的社会契约。这个想法是能源产业改造和重建弹性,公平和可持续的方式,利用创新的第四次工业革命。的联合国的““零”承诺到2050年减少碳排放为零,政府与业界人士的热烈追捧,进一步要求转换能源来自可持续技术而非化石燃料的燃烧,这推动了前三个工业革命。然而,这些绿色技术密集的矿产需求。

绿色技术要求不可再生原料来自主要地质资源(矿山)或二级供应(重用或回收)。野心是一个完整的循环经济,可以满足需求的重用和回收;然而,我们还没有。二级库存物资和回收率是不够的,以满足需求。即使对于金属,如铝和钴,临终的回收是70%,二级供应仍只占30%的日益增长的需求;回收的锂,目前只占1%的目前的需求,强调的金属回收率现状报告的国际资源面板。替换这些金属可能的替代技术解决方案来减少依赖特定的商品,但这是具有挑战性的实现在这么短的时间。这样的选择,例如,Li-free多价金属离子电池取代锂离子电池,不太成熟的工业化的发展和需要时间1。由于这些采购的挑战,矿业仍需要提供验证技术解决方案所需的快速脱碳要求承诺。

金属和矿物质的需要

内燃机车辆(ICEVs)在英国碳排放的最大贡献者。运输达到“零”,需要消除内燃机汽车,是认可的气候变化委员会。3150万年的英国舰队ICEVs切换到电池动力汽车(成为),估计需要207900吨钴、碳酸锂264600吨,7200吨钕和镝和2362500吨铜,作为自己的信中讨论和我的同事们,我们出发了资源的挑战会议于2050年在英国净零排放。这个数量是目前的两倍年度世界钴的生产,一整年的世界生产钕和四分之三的世界锂的生产。取代全世界大约14亿ICEVs需要这些数量40倍。此外,对可再生能源的能源革命,也就是说,风能、太阳能、波浪、潮汐、水力、地热和核,新建的基础设施一起交付,是高度依赖于矿物技术2。

短期和中期的要求

的2020年世界银行的报告强调17矿产商品出现的清洁能源过渡到可再生能源。这份报告分析,特定金属或矿物需求的增加取决于技术;然而,限制气候变化的模拟场景2°C的温度增加所有显示未来依靠太阳能和风能和12种最涉及商品的预计需求增长结果如表所示1。

表1预期增长所需的12种最大宗商品的需求提供一个绿色能源的未来
全尺寸表

光伏电池需要铝、铜、银和钢(和硅砂2)以及其他元素,如铟、硒和碲,这取决于类型的技术。风能要求钢铁、铜、铝、锌和铅作为涡轮的钕磁铁。水力发电要求混凝土和钢基础设施除了铜和铝的电力传输1。

需要能量储存风能和太阳能发电成为目前。石墨、锂、钴、镍和锰电池需要先进的贝福(90%的预期的能源需求存储),而钒金属静态功耗的首选存储工业需求,如太阳能和风能农场(2020年世界银行的报告)。一系列的电池技术和氢动力选项正在探索,使替换一个或多个这些金属和矿物质;然而,这些技术不可能取代目前很大程度上改善锂离子电池技术,最早也得到2030年3。

虽然预计比例增加的主要金属的需求相对较少,这是重要的绝对值;例如,铝增加9%到2030年将意味着一个额外的1.03亿吨铝开采(超过世界总年产量2019;世界银行2020年的报告)。

完全从回收采购

在中短期内,回收不能满足这一需求。然而,到2035年,可能有2.45亿人成为在路上,给汽车报废率平均为6.9%,可以提供废料从每年1700万辆。如果野心的全球电池联盟电池规格得到满足,这些车辆可能提供可回收金属,相当大比例的新的世界成为适当的回收策略(欧盟H2020鳄鱼项目)。最佳回收率,30 - 40%的美国对锂和钴的需求将由2035(根据后回收忧思科学家联盟),但这显然留下了缺口。

挖掘和采购的金属和矿物质

虽然我们不是在绝对数量上不多了4对大宗商品的供应,当然有挑战,如石墨、钴和锂,增加需求预计接近500%。世界年生产总额的62%的石墨来自中国的矿山(根据美国地质调查局对石墨矿产商品总结)。建议要交付的市场需求约6800万吨到2050年(2020年世界银行的报告),好消息是,中国可以交付的一半左右,单从其出版的储备5。额外的石墨可以采购在巴西,莫桑比克和马达加斯加。

超过世界60%的钴供应过程中的副产品铜的开采在刚果民主共和国。这个在中国开采然后钴主要冶炼行业(根据可用美国地质调查局对钴矿物商品总结)。供应从刚果民主共和国经历了周期性的中断由于政治不稳定;此外,持续的童工问题(BBC报道孩子在刚果民主共和国的矿工)对伦理供应产生重大的影响和新的社会契约的野心。另外,钴可能从现有陆地矿藏的废弃物中恢复过来。估计在2012年得出结论,未恢复的从现有钴镍矿在欧洲可以供应50%的欧洲所需的金属锂电池工厂即将投产的(突出显示2018年欧盟报告钴)。欧洲地质学是有利于一系列新金属的潜在来源6。或许最有争议的是,深海结节可以提供行业所有的钴、锰以及大部分的铜和镍世界成为我们可能需要(英国皇家学会:未来的海洋资源)。

世界上大约一半的锂来自澳大利亚(重金属存款美国地质调查局锂矿物商品总结)。其余来自撒拉族卤水在智利和阿根廷,虽然在脆弱的阿塔卡马沙漠提取面临自己的特定的治理问题(土方工程报告)。不是一个稀有金属锂7这份研究探索多样化的新来源(自然历史博物馆:电梯(锂为未来的技术))。地区在英国、葡萄牙和德国采购从卤水锂方面显示了很大的潜力和重金属的来源,尽管它仍有待观察,如果欧洲有更偏好挖掘在其后院来保护我们的绿色未来。

提供“大重置”

清洁技术和基础设施的低碳未来带着强烈的矿产需求。循环经济将实现在2050年之前,如果各国政府和私营部门得到整个供应链,确保创新产品,如电池、很容易拆卸和回收。然而,增长趋势表明,采矿可能仍然发挥作用,因为金属的需求将会增加发展中国家到发达国家人均使用的材料一样。

野心是回收和重用尽可能多;然而,new-mined资源需要在短期内使绿色技术和基础设施。有足够的地质资源交付所需的金属,但我们必须小心翼翼地平衡需要和要求我解决环境和社会治理问题和实现可持续发展的目标,确保结果是有利于人类和地球8。过去,生物多样性丧失的真实值没有被包含在矿业项目评估9和一个新的方法是需要拥抱原则在最近的概述Dasgupta报告。因此,我们必须仔细地、创造性地和系统地获得各种各样的可接受的金属条,我们要求的来源。新领域供应应该包括忽视开采浪费和寻求更多的监管矿区在我们自己的后院,而不是依赖来源与不可控,脆弱和供应链问题10。讨论我们的深海采矿,替代陆地资源,需要解决。基于这样一个广泛的分析,我们可以做出平衡社会的选择对金属和矿产供应提供的“大重置”为人们和地球。