美国人眼里，发展太阳能、风能和电动汽车的最大障碍以及应对措施

风力发电机组

尽管我们星球的表面拥有源源不断的阳光和风能，但我们必须建造太阳能电池板和风力涡轮机来利用所有这些能量——更不用说电池来储存它们了。 这将需要来自地表以下的大量原材料。 更糟糕的是，绿色技术依赖于某些通常稀缺、集中在少数国家且难以开采的关键矿物。

这不是坚持使用化石燃料的理由。 但很少有人意识到可再生能源对资源的巨大需求。 国际能源署最近的一份报告警告说：“向清洁能源的过渡意味着从燃料密集型系统向材料密集型系统的转变。”

考虑高碳化石燃料的低矿物质需求。 一个容量为 1 兆瓦的天然气发电厂——足以为 800 多户家庭供电——需要大约 1,000 公斤的矿物来建造。 对于相同规模的燃煤电厂，约为 2,500 公斤。 相比之下，一兆瓦的太阳能发电需要将近 7,000 公斤的矿物，而海上风能则需要超过 15,000 公斤。 请记住，阳光和风并不总是可用的，因此您必须建造更多的太阳能电池板和风力涡轮机才能产生与化石燃料厂相同的年发电量。

交通方面的差异相似。 一辆汽油动力汽车含有约 35 公斤稀有金属，主要是铜和锰。 电动汽车不仅需要双倍的这两种元素，还需要大量的锂、镍、钴和石墨——总计超过 200 公斤。 （这里和上一段中的数字不包括最大的投入，钢和铝，因为它们是普通材料，尽管它们的生产碳密集度很高。）

总而言之，根据国际能源署的说法，实现巴黎气候目标将意味着到 2040 年矿产供应量将翻两番。某些元素的供应量将不得不增加更多。 世界将需要现在消耗的钴的 21 倍和锂的 42 倍。

这并不容易。 地理是挑战的重要组成部分。 世界上大约 70% 的钴是在刚果民主共和国开采的，这是一个饱受战争蹂躏的国家，环境保护极少，并且有剥削童工的历史。 用于风力涡轮机和电动汽车内部磁铁的钕等稀土元素的 60% 是在中国提取的。

因此需要全球共同努力，在新的地方开发新的矿山。 即使是海底也不是不可能。 担心对生态系统造成危害的环保主义者反对，事实上，我们应该尽一切努力负责任地开采。 但最终，我们必须认识到气候变化是我们这个时代最大的环境问题。 为拯救地球而付出的一定程度的局部破坏是可以接受的代价。

时间就是生命。 一旦在某个地方发现了矿藏，在经过漫长的规划、许可和建设过程之前，它们甚至无法开始开采。 一般需要15年以上。

我们可以通过多种方式减轻寻找新供应品的压力。 一是回收利用。 在接下来的十年里，多达 20% 的新电动汽车电池金属可以从废旧电池和其他物品（如旧建筑材料和废弃电子产品）中回收利用。

我们还应该投资于研究，以开发依赖更丰富物质的技术。 今年早些时候，在制造铁空气电池(iron-air battery)方面取得了明显的突破，这种电池比流行的锂离子电池更容易生产。 这种技术还有很长的路要走，但它正是可以避免矿产危机的那种技术。

最后，这提醒我们所有的消费都是有成本的。 我们使用的每一克能量都需要来自某个地方。 如果您的灯使用风能而不是煤炭来发电，那就太好了，但这仍然需要资源。 能源效率和行为改变可以减轻压力。 如果您将白炽灯泡换成 LED 并在不需要时关掉灯，那么您首先会使用更少的电力，从而减少原材料。

众议院面前的两党基础设施法案将采取一些重要步骤来解决迫在眉睫的矿产短缺问题。 它将提供数十亿美元来支持美国关键矿物的生产和回收。 它将减少繁文缛节，使在联邦土地上开采更容易。 它将为能源效率和公共交通提供更多的数十亿美元，因此我们不需要产生那么多的电力或让那么多的车辆上路。

国会必须通过该法案，但这还不够。 材料是应对气候变化的首要问题，我们需要尽快增加供应。 正如芯片短缺阻碍了汽车生产一样，矿产短缺将减缓经济脱碳——我们不能浪费时间。