導(dǎo)讀：全球礦產(chǎn)資源不足以支撐實(shí)現(xiàn)巴黎協(xié)定下的全球及中國(guó)能源轉(zhuǎn)型路徑。碳中和目標(biāo)下，風(fēng)能和光能將在各國(guó)能源結(jié)構(gòu)中扮演更重要角色，需要大幅增加裝機(jī)量。
為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，中國(guó)將加快能源領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將不斷增大，扮演更重要角色?？稍偕茉囱b機(jī)發(fā)電對(duì)礦產(chǎn)資源的需求強(qiáng)度較大，需完整全面分析礦產(chǎn)資源約束對(duì)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的影響，為選擇未來(lái)轉(zhuǎn)型路徑提供科學(xué)依據(jù)。
一、研究背景
中國(guó)積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化，展現(xiàn)大國(guó)擔(dān)當(dāng)，提出力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這將加速中國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，提高風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電在能源供應(yīng)中的比例。國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，中國(guó)在2030-2060年間光伏發(fā)電裝機(jī)量每年需新增約220GW，風(fēng)力裝機(jī)量每年需新增約57GW。
綜合考慮建造和運(yùn)營(yíng)發(fā)電廠兩方面，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電較其他傳統(tǒng)電廠發(fā)電(煤電、核電等)需要消耗更多金屬或材料資源。在碳中和目標(biāo)下，大規(guī)模開(kāi)發(fā)風(fēng)、光能源將消耗大量礦產(chǎn)資源。因此，亟需分析礦產(chǎn)資源約束對(duì)中國(guó)未來(lái)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型路徑的影響。
二、研究方法與結(jié)論
研究團(tuán)隊(duì)采用多種模型，在巴黎協(xié)定溫控目標(biāo)下分析中國(guó)未來(lái)能源轉(zhuǎn)型路徑，并綜合考慮金屬或材料需求(回收效率、材料利用效率)和供給(產(chǎn)量、儲(chǔ)量)，判斷各類礦產(chǎn)資源能否支持能源轉(zhuǎn)型路徑。
若路徑可行，研究團(tuán)隊(duì)將評(píng)估中國(guó)礦產(chǎn)資源進(jìn)出口貿(mào)易對(duì)價(jià)格、風(fēng)險(xiǎn)等方面的影響。
若路徑不可行，研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步建立礦產(chǎn)資源約束下的動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型，重構(gòu)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型路徑，估算未來(lái)CO2減排缺口。
目前已開(kāi)展的研究發(fā)現(xiàn)：
全球礦產(chǎn)資源不足以支撐實(shí)現(xiàn)巴黎協(xié)定下的全球及中國(guó)能源轉(zhuǎn)型路徑。碳中和目標(biāo)下，風(fēng)能和光能將在各國(guó)能源結(jié)構(gòu)中扮演更重要角色，需要大幅增加裝機(jī)量。光伏和風(fēng)力發(fā)電發(fā)展共計(jì)需要20種關(guān)鍵金屬或材料。研究發(fā)現(xiàn)，光伏發(fā)電發(fā)展將受銀、鎘、銦、硒、碲、銅等資源約束，風(fēng)力發(fā)電發(fā)展將受鉻、鉬、鎳、錫、鋅、銅等資源約束。
中國(guó)礦產(chǎn)資源稟賦難以支持其能源轉(zhuǎn)型路徑，需適當(dāng)進(jìn)口。在關(guān)鍵金屬或材料約束下，中國(guó)風(fēng)、光裝機(jī)量未來(lái)可能下降，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量下降幅度分別最多為37.3%和17.9%。雖然，從全球來(lái)看，鋁、硼、鍺、錳、鈮、釩等金屬或材料現(xiàn)階段并未對(duì)風(fēng)力和光伏發(fā)電發(fā)展構(gòu)成約束，但就中國(guó)而言，以上金屬或材料儲(chǔ)量不足以支撐本國(guó)風(fēng)光發(fā)電大規(guī)模發(fā)展，仍需依賴進(jìn)口。
若采用煤電替補(bǔ)風(fēng)光發(fā)電，中國(guó)可能難以助力巴黎協(xié)定目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。由于受金屬或材料的資源約束，中國(guó)風(fēng)電和光伏裝機(jī)量將難以達(dá)到預(yù)期水平，火電將可能成為主要替補(bǔ)能源。預(yù)計(jì)在2060年中國(guó)最多將出現(xiàn)2.7GtCO2的減排缺口，難以助力實(shí)現(xiàn)巴黎協(xié)定目標(biāo)。
下一步，科研團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步完善上述研究工作，將金屬或材料資源儲(chǔ)量的未來(lái)波動(dòng)幅度、除風(fēng)光發(fā)電外其他行業(yè)未來(lái)對(duì)金屬資源的需求等多種影響因素納入考量，更準(zhǔn)確全面分析礦產(chǎn)資源將如何影響中國(guó)未來(lái)能源轉(zhuǎn)型路徑。