减少温室气体排放、实现“双碳”目标需要大力发展低碳技术,而这些低碳技术又依赖于多种关键金属。联合国环境规划署(UNEP)的报告显示,在2°C温控目标情景下,到年,低碳技术将需要超过6亿吨的相应金属资源。
来源:世界银行
年,世界银行在一份报告中统计了数十种金属类型的未来需求,报告指出,随着风能、太阳能和新能源电池等领域的发展,这些金属的市场前景也会不断拓展。本文为大家介绍了其中6种推动低碳技术和清洁能源技术发展的关键金属。
锂Lithium
锂是一种柔软的银白色金属,具有质量轻、燃烧温度高等特点,是锂离子电池的关键成分。与其他电池类型相比,锂离子电池可以以更低的质量和重量存储更多的能量,具有高能效、良好的高温性能和更低的自放电率,因此是大多数电动汽车制造商的首选电池类型。
年探明的全球锂资源为万吨左右。低碳技术发展促使全球对锂的需求不断上涨,德意志银行预测,到年,电动汽车、电动自行车和储能系统将占锂金属需求的58%以上。IEA则预计,到年,锂需求每年可能会增加到吨,届时锂矿对于新能源领域的重要性或将不亚于现代工业的“血液”石油。而随着锂电池大量投入使用,需要更换的锂电池数量在未来也会迅速飙升。锂的开采和生产需要较长的运输距离,且弃置废旧电池存在环境污染隐患,因此,对废旧电池中的锂进行回收再利用也是一种重要的技术需求。相关数据显示,全球锂回收市场至年将上涨到亿美元,可见,废旧电池回收产业有着极大的商业潜力。
镍Nickel
镍是一种银白色金属,具有良好延展性、磁性和耐腐蚀性,可显著延长产品的使用寿命并降低设备维护成本,因此被誉为“钢铁工业的维生素”。镍的全球储备非常丰富,分布于世界各地,且储量整体呈现上涨态势。全球镍储量估计为万吨,主要位于印度尼西亚(22.4%),澳大利亚(21.3%),巴西(17%),俄罗斯(7.3%),古巴(5.9%)和菲律宾(5.1%)。
在近代工业中,镍的主要用途是生产不锈钢,近年来许多低碳技术的发展带动了对镍的需求,在核电、风电、水电、地热、氢能、储氢、碳捕获与存储、电池、绿色建筑等领域,镍及含镍材料都有很好的应用案例。此外,镍也是回收率最高的金属之一,镍和含镍合金经过处理,可以恢复到其原始状态或转化为不同的产品,例如从废旧电池中重新获取的镍可以被再次用于生产含镍不锈钢,含镍不锈钢废料中的镍也可以被转化为新的不锈钢。既能提升低碳设备的使用寿命,又便于回收,镍当之无愧是促进低碳技术和循环经济发展的关键金属。
钴Cobalt
钴是一种银灰色金属,主要作为铜和镍矿开采的副产品生产,独立的钴矿物极少。由于具有高熔点的特殊特性,即使在极端温度下也能保持强度和磁性,钴是许多战略领域的关键组成部分,例如航空航天、国防、核反应堆等等。当然,目前钴的知名度主要归功于其在低碳技术中的日益普及,包括风力涡轮机的磁铁,以及锂离子电池和镍氢电池的阴极。随着能源转型的推进,钴的需求量将在未来几年内增长。杰富瑞投资银行的报告称,到年,当前每年12万吨至13万吨的钴市场规模预计将翻一番,其中全球约50%的需求将来自电池生产。
目前,钴在全球的资源量大约在万吨,这些资源大部分位于刚果附近的铜矿带,其余资源主要位于澳大利亚、古巴、加拿大、俄罗斯和美国。此外,美国地质调查局的数据显示,人们在大西洋、印度洋和太平洋的底部还找到了大约1.2亿吨钴,不过由于技术、经济和法律等方面的障碍,对这部分钴的开采是否可行至今仍然存在争议。
锰Manganese
锰是一种银白色金属,90%以上应用于冶金工业中,是钢材中除铁以外用量最大的元素,有“无锰不成钢”之称。近年来,锰又被开发出了新用途,由于能够在动力电池和储能领域发挥作用,锰也一跃成为最重要的新能源金属之一。根据美国地质调查局(USGS)统计,截至年,全球已探明锰矿储量约13亿吨,其中,中国约有万吨,占全球储量4.2%,主要分布在贵州、广西、湖南、云南、新疆等地。在锂、铝、镍、铜、钴、锰等新能源金属中,锰的探明储量仅次于铝,而其单位成本仅为钴的1/43,镍的1/9。
由于和其他金属相比,锰资源丰富且具有成本优势,因此像锰酸锂(LMO)等锰类产品在电动自行车、老年代步车等领域有着广阔的需求前景。此外,将含锰量提高也是电动汽车未来在动力电池上的重要优化方向之一,例如,磷酸锰铁锂(LMFP)电池相较于磷酸铁锂电池,可在仅增加6%额外成本的情况下,提高约15%-20%的能量密度。
铜Copper
由于其导热性、导电性和耐腐蚀性,铜一直是现代社会中必不可少的金属之一,被广泛用于各类产品。美国地质调查局(USGS)的预计数据显示,全球铜资源量大约为21亿吨,此外还有35亿吨尚未被发现。年,全球提取了万吨铜,其中超过25%的采矿产量来自智利。
在双碳背景下,铜的“降碳价值”正受到越来越多的
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