低碳未来对采矿和金属行业的影响

低碳、绿色、环保是未来全球发展的大方向，但在争取低碳未来发展的同时，将会给矿业和金属行业带来变化，采矿和金属行业将会在低碳未来的浪潮中面临怎样的影响？

此前有预计称，到2050年全球人口将达90亿以上，城市化、能源获取、基础设施发展和减贫将对自然资源和环境带来空前的压力。可再生能源技术近几年可谓发展迅猛，目前占到全球能源消耗的17%左右。低碳、绿色、环保是未来全球发展的大方向，但在争取低碳未来发展的同时，将会给矿业和金属行业带来变化，采矿和金属行业将会在低碳未来的浪潮中面临怎样的影响？

世界银行近期发布的《矿物和金属在未来低碳发展中将发挥日益重要作用》报告中重点研究了风能、太阳能、储能电池，它们被认为是满足未来能源需求的关键因素。报告确定了未来关键矿产品并预测了全球范围内相关金属的储量和产量水平。报告表示，低碳未来将导致各种基本金属和稀土金属的需求增长。在全球升温2℃的情景中，至2050年相关矿物的需求具体为：铝的累计需求将超过8000万吨，铬的累计需求将接近400万吨，钴的累计需求约为9万吨，铜的累计需求将达2000万吨，铟的累计需求约为2.5万吨，锂的累计需求约为2000万吨，钕的累计需求将超过12万吨等。

风能和太阳能技术的相关金属需求大约将翻一番，但增长最显著的是在储能电池技术方面——特别是清洁能源技术所需金属上涨超过1000%。

风能——永磁体、钕等稀土金属可能引起更多关注

风力发电的技术选择很多，包括不同的涡轮机尺寸以及垂直或水平旋转系列。风电行业的未来金属需求主要取决于装机容量，以及齿轮式涡轮机和直驱式涡轮机这两种竞争性技术之间的选择。

预计风力发电将成为许多国家能源系统日益重要的组成部分之一，特别是风能资源丰富的国家。然而，在风力发电领域，在岸和离岸两种主要技术之间的主要差异在于，离岸风电使用永磁体，而在岸风电使用齿轮式系统。永磁体是一种更昂贵和金属消耗量更大的选择，但是这种技术的维护和更换工作量较小，因此更适合离岸风电运行的恶劣环境。

所以，在涉及更大离岸风渗透率的能源情景中，对永磁体和钕等稀土金属的需求更大。对钕的需求取决于离岸风的渗透率，反之又与多种因素有关。例如，在岸风的局部规划限制、海洋管理分区决定、离岸风稳定性发展及其相关基础设施，甚至包括其他来源的稀土金属需求，这将影响永磁体的价格以及离岸和在岸风之间的选择。

太阳能光伏——预计铟、银等金属将助力发展

太阳能光伏技术是将阳光直接转化为电力。太阳能技术有四种广泛应用的技术：第一种是晶体硅电池，在目前市场上所占的份额约为85%，晶体硅电池又分为单晶硅、多晶硅或非晶硅；第二种是铜铟镓硒(CIGS)，这是一种“薄膜”技术，可以制成比晶体硅更薄的电池，在降低材料和制造成本的同时，让电池变得更具柔性；第三种碲化镉(CdTe)，也是一种“薄膜”技术，但是镉的毒性和碲的未来供应问题使该技术的前景变得不明朗。第四种是非晶硅或非晶硅锗太阳能电池，虽然该技术的性能低于晶体硅，但可以印制在柔性材料上。

太阳能行业的未来金属需求取决于太阳能装机总量，以及在各种太阳能技术之间的选择。例如，对铟的需求不仅取决于太阳能光伏技术的渗透率，而且还与GIGS技术装置所占的比例有关，预计到2050年对铟的需求将随着GIGS市场渗透率的变化而增长。银在低碳未来的潜在需求增长同样受技术选择的影响较大，但与铟的潜在需求相反，“薄膜”技术市场渗透率的上升预计会减少光伏行业对银的需求，因为只有晶体硅光伏电池使用大量的银。

预计太阳能光伏电池将成为整体能源结构的关键部分之一。与其他技术相比，晶体硅光伏需要使用更多的银，而CIGS需要更多的铟。对四种广泛应用的技术选择的平衡对铟、银和锌等金属具有显著影响。因此，太阳能光伏类别中各种技术如何发展以及这些技术之间的演变将决定对各种金属的需求。

储能电池——锂的需求量可能会大幅提高

储能电池技术是将发电时的能量储存起来，以供后续需要时使用。储能电池行业的未来金属需求主要取决于能源系统储存的总体需求、储能技术的选择等。储能电池可以划分为：铅酸、锂离子和“其他”。铅酸和锂离子电池中通常使用塑料或钢结构，它们的主要金属含量取决于电荷载子。铅酸电池比锂离子电池在成本上更具优势且技术上比较成熟。但锂离子电池的能量重量比更有优异，并且过去十年中价格大幅下降。“其他”类别包括许多其他电池化学物质，例如镍氢金属和钠硫电池，以及非电池储能，如抽水蓄能水电、飞轮和氢气。

以汽车中储能电池的应用为例分析，目前，汽车都配备了储能电池(大部分是铅酸蓄电池)，以帮助起动发动机并为汽车电子设备供电。按储能能力从小到大分，包括启停汽车、微型混合动力汽车、混合动力汽车和电动汽车。启停汽车的市场渗透率上升可能使铅酸蓄电池的需求增加，而纯电动汽车的可行性选择可能是锂离子电池技术，因为它具有较高能量密度重量比。未来混合动力汽车的储能技术的选择上仍不确定，铅酸蓄电池、锂离子电池、镍化学电池、压缩空气储存和飞轮储能都在争夺市场份额。

预计纯电动汽车的发展将推高锂(用于制造车辆中的锂离子电池)的需求量。相比之下，如果电动技术渗透率较低，并且以轻度混合动力为主，那么锂的需求水平将低得多，对铅酸电池的需求可能会迅速增加。如果氢燃料电池汽车占主导地位，对铂族金属的需求可能会迅速增加。最终向哪个方向发展取决于多种因素，包括电池技术成本的降幅；充电基础设施建设是否经济和可行；关键金属成分的相对成本等等。未来交通运输的主要问题不仅在于道路上的车辆数量，还包括在未来几十年中纯电动汽车的覆盖比例，是同时使用电力和传统汽油的混合动力汽车占据主导地位，还是使用“金子弹”(如氢燃料电池)汽车。

低碳未来刺激矿物和金属需求增长

金属需求的增长方式取决于技术之间的选择（例如风力发电和太阳能发电之间的平衡）、内部技术选择（例如在岸和离岸风电之间的平衡）、不同类型太阳能光伏电池之间的选择、汽车向纯电动或轻度混合动力方向发展的程度以及主导市场的电池类型。

加速风能、太阳能和储能领域低碳技术的部署对商品市场（不仅是铟和钕等稀土）会产生切实影响。铝、铜、银、铝土矿、铁、铅等矿产都可能受益于向低碳技术的强有力的转变。可以预测，所有低碳能源系统的金属消耗量将高于高碳系统。与传统化石燃料机制相比，构建低碳技术将带来更高的材料密集型需求，但是将出现强劲增长的金属需求答案仍不明确。