锂、钴和稀土,“后石油时代”的地缘资源竞赛

人类渴望摆脱石油,并用可再生资源代替化石资源在经济发展中的地位,我们想象在不久的将来,我们对石油、天然气和煤炭等不可再生燃料的需求将大幅度减少,直到消失。

但是,如果你认为可再生能源能够结束长达一个世纪的地缘资源竞争,那就大错特错了。

虽然太阳和风能确实是无限可再生的,但将这些资源转化为电力所需的材料——钴、铜、锂、镍和稀土元素却并非如此。事实上,它们中的一些比石油稀缺得多,这表明全球对重要资源的争夺实际上可能不会在这个时代消失。

为了理解这个意想不到的悖论,有必要探索如何将风能和太阳能转化为电力的,太阳能大部分由光伏电池收集,光伏电池通常以大型阵列部署,而风能则由巨型涡轮机产生,通常部署在地域宽广的风力发电场。为了在交通运输中使用电力,轿车和卡车必须配备能够长距离充电的先进电池。这些装置中的每一个都使用大量的铜,同时还使用其他各种不可再生的矿物质。例如,那些风力涡轮机的发电机需要锰、钼、镍、锌和稀土元素,而电动汽车的发动机和电池需要钴、石墨、锂、锰和稀土元素。

目前,风能和太阳能发电仅占全球发电量的7% ,电动汽车占道路行驶汽车的比例不到1% ,这些矿产品的产量大致足以满足目前的需求。然而,如果中国和美国以及其他国家继续朝着绿色能源的未来迈进,对绿色能源的需求将飙升,全球产量将远远低于预期的需求。

国际能源机构(IEA)最近的一项研究《关键矿物在清洁能源转型中的作用》(The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions)显示,随着各国开始朝着清洁能源迈进,用电动汽车取代石油驱动的汽车,2040年锂的需求可能会比现在高出50倍,钴和石墨的需求可能会高出30倍。

换句话说,世界可能面临重要原材料的严重短缺。随着全球清洁能源转型加速,这些关键矿产市场可能受到价格波动、地缘政治,甚至供应中断的影响。

还有一个更复杂的问题:对于一些最关键的材料,包括锂、钴和那些稀土元素,生产高度集中在少数几个国家,这种现实可能会导致地缘政治斗争,而世界对几个主要石油来源的依赖正是伴随着这种斗争。

根据国际能源机构的数据,目前全球80% 以上的钴矿产自刚果民主共和国,中国则占全球70% 的稀土元素。同样,锂的生产主要集中在两个国家: 阿根廷和智利,它们共同占世界供应量的近80% ,而四个国家——阿根廷、智利、刚果民主共和国和秘鲁——提供了我们大部分的铜。

换句话说,绿色能源时代,这些关键矿产的争夺将比原油时代激烈得多。


锂、钴和稀土,“后石油时代”的地缘资源竞赛


从石油到锂: 电动汽车革命的地缘政治意义

石油在塑造全球地缘政治中的作用是众所周知的。

自从石油成为世界运输的必需品以及世界经济的有效运作以来,它就被视为一种“战略性”资源。由于最大的石油集中地位于中东,这个地区历经常受到政治动荡的影响,主要进口国长期以来一直寻求对该地区的石油生产和出口实行某种控制。

当然,这导致了一个高层次的资源帝国主义,始于第一次世界大战之后,当时英国和其他欧洲列强争夺对波斯湾地区产油区的殖民控制。第二次世界大战结束后,美国大举加入了这场竞争。

对美国来说,在1973年和1979年的“石油危机”之后,确保获得中东的石油成为了一个战略优先事项。第一次危机是阿拉伯石油禁运造成的,这是对华盛顿在当年10月战争中支持以色列的报复; 第二次危机是伊朗伊斯兰革命造成的供应中断。为了应对美国加油站没完没了的排队以及随后的衰退,历任总统都承诺通过“任何必要的手段”保护石油进口,包括使用武力。


锂、钴和稀土,“后石油时代”的地缘资源竞赛


到2021年,因为美国的页岩油革命,美国不再那么依赖中东石油。尽管如此,石油相关的地缘政治冲突并没有消失。大多数分析人士认为,未来几十年,石油将继续在全球能源供应中占据主要份额,这肯定会引发政治和军事争夺剩余能源供应的斗争。例如,围绕中国南海和东海有争议的海上石油供应,争夺北极地区未开发的石油和矿藏的控制权,也是一场斗争。

那么,现在的问题是: 电动汽车保有量的爆炸性增长会改变这一切吗?

电动汽车市场份额已经在迅速增长,预计到2030年将达到全球销售额的15% 。主要的汽车制造商正在大量投资于这类车辆,预计需求将会激增。2020年,全球约有370种电动汽车可供销售,比2019年增长了40% 。各大汽车制造商透露,计划在2022年前再推出450种电动汽车。

国际能源署表示,一辆典型的电动汽车所需的矿物质投入是传统石油动力汽车的六倍。其中包括铜,以及确保电池性能、寿命和能量密度所需的钴、石墨、锂和镍。此外,电动汽车电机中的永磁体还需要稀土元素。

锂是大多数电动汽车中使用的锂离子电池的主要组成部分,目前,世界上大约58% 的锂来自澳大利亚,另外20% 来自智利,11% 来自中国,6% 来自阿根廷,其他国家的比例较小。美国公司 Lithium Americas 即将从内华达州北部的一个粘土矿中提取大量的锂,但遭到了当地牧场主和美洲原住民的抵制,他们担心自来水供应会受到污染。

钴是锂离子电池的另一个关键组成部分。它很少在独特的矿床中发现,大多数情况下是作为铜和镍矿开采的副产品获得的。今天,它几乎完全是由于在刚果的铜矿开采而产生的,主要是在被称为加丹加省铜矿带的地区,中国在此大量投资,并取得垄断优势,但是其他国家在此不断煽动分裂主义和混乱。

稀土元素包括散布在地球表面、目前,大约70% 的稀土来自中国,12% 来自澳大利亚,8% 来自美国。

只要看一眼这些集中地的位置,就可以看出,世界向绿色能源过渡可能会遇到严重的地缘政治问题,这与过去依赖石油产生的问题并无不同。


锂、钴和稀土,“后石油时代”的地缘资源竞赛


世界上军事力量最强大的国家——美国只有很少比例的稀土,镍和锌等关键矿产。尽管澳大利亚作为其亲密盟友,无疑将成为一部分稀土的重要供应国,但在稀土领域,已经越来越被视为对手的中国至关重要,而全球最受冲突困扰的国家之一刚果,是钴的主要生产国。目前中国已经投资了刚果矿产的主要份额,其他国家(美国)的进入将酝酿冲突。

因此,千万不要以为向可再生能源的未来过渡是容易的或者没有冲突的。


合作还是战争?即将到来的危机

面对这种关键材料供应不足或难以获得的前景,能源战略家已经呼吁作出重大努力,在尽可能多的地点开发新的能源。

国际能源署(International Energy Agency)执行主任法蒂赫•比罗尔(Fatih Birol)表示: “目前许多关键矿产的供应和投资计划,远远不足以支持加速部署太阳能电池板、风力涡轮机和电动汽车。”

此外,从地下岩层中提取矿物质往往需要使用酸和其他有毒物质,通常需要大量的水,而这些水在使用后就会受到污染,这已经成为一个越来越严重的问题。在世界许多地方,比如美国内华达州,新的采矿和矿石加工工作将遭到当地越来越强烈的反对。例如,澳大利亚的 Lynas 公司(Lynas Corporation)为了逃避澳大利亚的环境法规,试图从其位于威尔德山(Mount Weld)的稀土矿中运送矿石到马来西亚进行加工。当地的活动人士发起了一场旷日持久的运动,阻止该公司这么做。


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对于美国来说,要谨慎处理与中国的关系。毕竟,中国目前提供了全世界70% 的稀土供应,并拥有其他关键矿产的大量矿藏。

同样重要的是,中国负责提炼和加工在其他地方开采的许多关键材料。事实上,当谈到选矿工程时,这些数字是惊人的。中国可能不会生产大量的钴或镍,但是它确实占世界加工钴的65% 和加工镍的35% 。虽然中国生产了世界上11% 的锂,但是它却占了近60% 的“加工锂”。还有,在稀土元素方面,中国以惊人的速度占据着主导地位。它不仅提供了世界上60% 的原材料,而且提供了将近90% 的加工稀土。

简而言之,如果不与中国进行经济合作,美国或其他国家就不可能实现从化石燃料向可再生能源经济的大规模转型。换句话说,如果美国对北京的立场从温和的冷战式立场转变为甚至更为敌对的立场,如果美国像国会中许多“鹰派”所倡导的那样,进一步采取特朗普式的努力,将其经济与中国的经济“脱钩”,那么毫无疑问: 拜登将不得不放弃其绿色能源未来计划。

锂、钴和稀土,“后石油时代”的地缘资源竞赛

当然,我们可以想象,未来世界各国开始争夺关键矿产的供应,就像他们曾经争夺石油一样。与此同时,我们完全有可能设想这样一个世界: 像我们这样的国家由于缺乏足够的原材料而放弃了它们的绿色能源未来计划,重新回到过去的石油战争。

事实上,美国与中国以及其他许多国家之间只能加强合作,通过建立新的关键矿物的矿山和加工设施,开发重要材料的替代品,改进采矿技术以减少环境危害,以及大幅增加废弃电池和其他产品中重要矿物的回收,来加速绿色能源的转型。除此之外,别无选择。任何替代方案都肯定会成为一场更高级别的灾难。

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页面更新:2024-06-16

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