碳中和背景下清洁能源技术关键伴生金属可供性约束研究回顾与展望北大核心CSCDCSSCI

伴生金属具有独特的物理或化学性能,是清洁能源技术发展的重要物质基础。推进碳中和目标将带动清洁能源技术加快部署,进而促进关键伴生金属需求快速增加。然而,未来关键伴生金属供给却面临受限的压力,使得清洁能源技术关键伴生金属供给安全问题变得日益突出。基于此,文章从理论分析、研究方法和干预路径等方面对清洁能源技术关键伴生金属可供性约束相关研究进行了系统梳理。研究发现:①关键伴生金属可供性约束是在多系统、多因素交互作用下的结果,联合生产机制和清洁能源产业需求影响机制是可供性约束形成的主要驱动机制。②伴生金属资源储量评估研究面临数据缺失问题的挑战,传统独立金属产量预测模型并不适用于伴生金属可供产量分析。在预测不同能源技术对关键伴生金属的需求时,应区分传统、成熟技术领域与新兴技术领域,进而采取相适用的模型。文章综合构建了清洁能源技术关键伴生金属可供性约束研究方法清单,以期为后续研究提供方法指引。③关键伴生金属可供性约束干预路径的研究主要集中在废物回收、产品设计和生产冶炼环节,对产品使用和加工制造环节的研究较少,缺乏系统性研究,而且不同产业链环节干预路径所面临的机遇和挑战不同。④未来需要深化对关键伴生金属可供性约束影响机制的研究,综合运用集成性方法对伴生金属可供性进行系统评估,深入解构中国“双碳”目标情景下伴生金属可供性约束动态演变趋势,并基于全产业链环节对中国关键伴生金属可供性约束干预路径开展系统性研究,为推动能源转型、达成碳中和目标提供关键伴生金属安全供给保障方案。     

基于资源-技术-环境的高技术城市矿产战略性筛选

城市矿产中蕴含大量的高技术矿产,它们是战略性新兴产业发展的关键原材料。本文从中国国情出发,界定了涵盖新能源技术、通讯设备、交通工具、电池、电器电子产品等5大类共计27种高技术城市矿产,从资源、技术、环境三个维度设计了11项指标,对高技术城市矿产进行战略性筛选;并通过半定量化不确定性分析方法确定研究结果的可靠性。结果显示:(1)从资源-技术两维度看,电器电子产品用电池资源指数高,且技术相对成熟;动力汽车电池资源指数值略低,但未来开发潜力大。(2)从资源-环境两维度看,电池是拆解处置重点。(3)从资源-技术-环境三维度来看,高技术城市矿产可以分为四个梯队:高资源指数、高技术指数、高环境指数的"三高"梯队,包括EEE用镍氢电池、EEE用镍镉电池、EEE用锂离子电池;中高资源指数、中高技术指数、中高环境指数的"三中高"梯队,包括手机和动力汽车电池;低资源指数、低技术指数、中高环境指数的"二低一中高"梯队,包括风涡轮机、荧光灯、动力汽车永磁电机和电话机;资源指数、技术指数、环境指数都相对较低的"三低"梯队,包括电器电子产品和光伏电板。此外,随着时间的推移,筛选结果会发生动态变化,因此高技术城市矿产的战略性筛选是一个持续动态的评估过程,需要建立与之相适应的"开发一批、储备一批、谋划一批"的动态管理系统。基于研究结论,本文从高技术城市矿产的基础数据库建立、重点开发目录制定与调整、在线回收与交易平台构建、拆解技术储备以及可持续供应体系建立等方面提出了建议。     

中国优势金属供应全球需求的风险评估

随着新一轮科技革命和产业转型的发展,全球金属资源供需格局发生重大调整,美国、欧盟、日本等主要发达国家不断倒逼中国敞开优势金属供应。为保障国家金属资源安全,论文从可依赖性、可持续性、可承受性3个维度建立了一套金属资源供应风险评估体系,对中国优势金属供应全球需求的风险进行评估,结果表明：1）中国优势金属整体供应风险较高,铟、铋等两种金属风险值都在80以上,处于高风险水平;锑、锗、钡、镁、钨、稀土等6种金属风险值都是60~80之间,处于中高风险水平;镓、锶等两种金属处于中风险水平。2）在10种中国优势金属中,钡的可依赖性风险最高,达到81.88,稀土的风险最低,只有42.42。铟的可持续性风险最高,达到81.80;锑的最低,风险值为69.46。铟的可承受性风险也最高,高达100;铋的次之,风险值为89.23;钡的最低,只有33.96。3）随着未来新兴产业的快速发展,中国优势金属的供应风险将更加严峻。