世界能源展望特别报告关键矿物在清洁能源转型中的作用 国际能源机构IEA检查了能源的所有方面，包括石油，天然气和煤炭的供需，可再生能源技术，电力市场，能源效率，能源获取，需求方管理等等。通过其工作，IEA倡导将提高其30个成员国，8个协会国家及其他地区的能源可靠性，可负担性和可持续性的政策。请注意，本出版物受到特定限制，限制了其使用和分发。这些条款和条件可以从以下网站在线获得：www.iea.org/t&c/本出版物和此处包含的任何地图均不影响任何领土的地位或主权，国际边界和边界的划界以及任何领土，城市或地区的名称。资料来源：国际能源署。版权所有。国际能源署网站：www.iea.orgIEA成员国：澳大利亚奥地利比利时加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰意大利意大利韩国卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙瑞典瑞士土耳其英国美国IEA协会国家：巴西中国印度印度尼西亚摩洛哥新加坡南非泰国 前言关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页1前言自1974年国际能源机构（IEA）在震撼世界经济的全球石油市场遭受严重破坏以来成立以来，其核心使命一直是促进安全和负担得起的能源供应。如今，全球能源系统正处于向清洁能源的重大过渡中。越来越多的国家和公司为将温室气体排放量减少到零的努力要求大规模部署各种清洁能源技术，其中许多反过来依赖于关键矿物，例如铜，锂，镍，钴和稀土元素。不断发展的能源系统需要不断发展的能源安全方法。随着全球清洁能源过渡的加速以及太阳能电池板，风力涡轮机和电动汽车的部署规模不断扩大，这些快速增长的关键矿物市场可能会受到价格波动，地缘政治影响甚至供应中断的影响。这份《世界能源展望》关于关键矿物在清洁能源转型中的作用的特别报告指出了关键矿物和金属的风险，这些风险未得到解决，可能使全球在清洁能源未来的发展步伐放缓或成本更高，从而阻碍了国际社会应对气候变化的努力。改变。 IEA决心在使世界各地的政府能够发挥领导作用方面发挥领导作用。世界，以预测和应对可能的破坏，并避免破坏我们的经济和地球的成果。这份特别报告是迄今为止有关该主题的最全面的全球研究，强调了IEA对确保能源系统尽可能保持弹性，安全性和可持续性的承诺。在IEA详尽的，技术含量高的能源建模工具的基础上，我们建立了一个独特而广泛的数据库，为我们在不同气候和技术情景下对世界未来矿物质需求的预测提供了基础。这就是21世纪能源安全的模样。正如IEA在我们最近的电力系统电力安全系列中所做的那样，我们必须密切注意所有潜在的漏洞，其中涵盖了诸如可变可再生能源份额不断增加，气候适应力和网络安全之类的挑战。如今，许多重要矿物质的供应和投资计划远未达到支持加速部署太阳能电池板，风力涡轮机和电动汽车所需的水平。许多矿物来自少数生产者。例如，在锂，钴和稀土元素方面，全球前三大生产商控制着全球四分之三的产量。如此高的地域集中度，将新矿产投入生产的交货周期长，某些地区的资源质量下降， 前言关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页2各种环境和社会影响都引起人们对可靠，可持续的矿物供应以支持能源转型的担忧。这些危险是真实的，但可以克服。政策制定者和公司的回应将确定关键矿物是否仍然是清洁能源转型的重要推动者，还是成为该过程的瓶颈。根据这份特别报告，我们确定了IEA的六项主要建议，以确保矿物安全。决策者必须采取的重要步骤是就其气候野心以及如何将其目标转化为行动提供明确的信号。长期可见性对于提供投资者投资新项目的信心至关重要。扩大投资的努力应与包括技术创新，回收，供应链弹性和可持续性标准在内的广泛战略齐头并进。世界范围内不乏资源，对于那些能够以可持续和负责任的方式生产矿物的人来说，机会是巨大的。由于没有一个国家能够独自解决这些问题，因此加强国际合作至关重要。借助IEA在维护能源安全方面的长期领导地位，我们将继续致力于帮助政府，生产商和消费者应对这些关键挑战。最后，我要感谢这份由蒂姆·古尔德（Tim Gould）领导的Tae-Yoon Kim领导的突破性报告背后的出色团队，他们为产生如此高质量的分析所做的工作，以及来自原子能机构各界的许多其他同事，运用他们的专业知识来应对这一关键主题。Fatih Birol博士国际能源署执行董事 目录关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页3目录导言19比赛状态23清洁能源过渡所需的矿物质要求42低碳发电54电网75电动汽车和电池储藏室83氢109可靠的矿产供应116重点矿物的供应前景132确保可靠矿产供应的方法157专注于回收175可持续和负责任的矿产开发191矿产开发与气候变化193可持续矿产开发208负责任的矿产开发225国际协调239附件246 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页4执行摘要 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页5在向清洁能源的过渡中，关键矿物质给能源安全带来了新挑战由清洁能源技术提供动力的能源系统与由传统碳氢化合物资源提供动力的能源系统有很大的不同。与基于化石燃料的同行相比，建筑太阳能光伏（PV）厂，风电场和电动汽车（EV）通常需要更多的矿物质。典型的电动汽车所需的矿物输入量是传统汽车的六倍，陆上风力发电厂需要的矿物资源比燃气发电厂要多九倍。自2010年以来，随着可再生能源份额的增加，新单位发电能力所需的平均矿物质数量增加了50％。所使用的矿产资源类型因技术而异。锂，镍，钴，锰和石墨对于电池性能，寿命和能量密度至关重要。稀土元素对于永磁体必不可少，而永磁体对于风力涡轮机和EV电机至关重要。电网需要大量的铜和铝，而铜是所有与电相关的技术的基石。转向清洁能源系统将推动对这些矿产的需求大量增加，这意味着能源行业正在成为矿产市场上的主要力量。直到2010年代中期，能源行业仅占大多数矿产总需求的一小部分。但是，随着能源转型的步伐加快，清洁能源技术正在成为需求增长最快的部分。在满足《巴黎协定》目标的情况下，清洁能源技术在总需求中的份额在未来二十年内将显着上升，铜和稀土元素将超过40％，镍和钴将达到60-70％，镍和钴将近90％锂。电动汽车和电池存储已经取代了消费电子产品，成为锂的最大消费国，并有望在2040年之前取代不锈钢，成为镍的最大最终用户。随着各国加快努力减少排放量，它们还需要确保其能源系统保持弹性和安全性。当今的国际能源安全机制旨在为碳氢化合物（尤其是石油）供应中断或价格飙升的风险提供保险。矿物提出了一系列不同而独特的挑战，但矿物在脱碳能源系统中的重要性日益提高，这要求能源政策制定者扩大视野并考虑潜在的新漏洞。在价格高昂，可再生能源丰富的电气化系统中，对价格波动和供应安全的担忧并未消失。这就是为什么IEA密切关注关键矿物质及其在清洁能源转型中的作用的原因。该报告反映了IEA决心在快速发展的能源世界中在能源安全的所有方面保持领先地位。 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页6作为能源转型的一部分，清洁能源技术的快速部署意味着对矿物的需求显着增加运输（公斤/车）电动车常规车发电量（公斤/兆瓦）海上风电海上风电太阳能光伏核能煤炭天然气选定的清洁能源技术中使用的矿物501001502002504 0008 00012 00016 00020 000铜锂镍锰钴石墨铬钼钼锌稀土硅其他IEA。版权所有。注意：kg =千克； MW =兆瓦。不包括钢和铝。有关假设和方法的详细信息，请参见第1章和附件。 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页7随着能源转型的加速，能源行业成为矿物的主要消费国清洁能源技术在对某些矿产的总需求中所占的份额100%80%60%40%20%IEA。版权所有。注意：其他部门的需求是使用历史消费，相关活动动因和得出的物质强度进行评估的。钕需求被用作稀土元素的指示。 STEPS = Stated Policy Scenario，基于对当今政策和政策公告的逐部门分析，表明能源系统的发展方向； SDS =可持续发展方案，表明在符合《巴黎协定》目标的轨道上将需要什么。2010 2020 2040 2040 2010 2020 2040 2040 2010 2020 2040 2040 2010 2020 2040 2040 2010 2020 2040 2040步骤SDS步骤SDS步骤SDS步骤SDS步骤SDS锂钴镍镍铜稀土元素 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页8清洁能源转型将对金属和采矿业产生深远的影响我们的自下而上的评估表明，为实现《巴黎协定》的目标而做出的共同努力（如在IEA可持续发展方案[SDS]中将气候稳定在“远低于2°C的全球温度上升”），将意味着矿物质增长了三倍。到2040年达到清洁能源技术的要求。如果要更快地过渡到2050年达到全球净零，到2040年将需要比现在多六倍的矿物质投入。这些增长来自哪些部门？在气候驱动的情况下，用于电动汽车和电池存储的矿物需求是主要力量，到2040年至少增长30倍。锂的增长最快，到2040年SDS的需求增长40倍以上，其次是石墨，钴和镍（约20至25倍）。电网的扩展意味着电力线对铜的需求在同一时期内增加了一倍以上。为了满足气候目标，低碳发电的兴起也意味着到2040年该领域的矿产需求将增加三倍。风能在材料密集型海上风能的带动下处于领先地位。太阳能光伏紧随其后，这是因为增加了巨大的容量。鉴于矿产需求相对较低，水电，生物质能和核能仅占很小的比例。在其他领域，氢作为能源载体的快速增长支撑着主要电解槽用镍和锆以及燃料电池用铂族金属的需求增长。需求轨迹受大型技术和政策不确定性的影响。我们分析了11个替代案例以了解其影响。例如，根据对电池化学和气候政策演变的假设，钴的需求可能会比今天的水平高6到30倍。同样，到2040年，稀土元素的需求量可能会比今天高出三到七倍，这取决于风力涡轮机的选择和政策支持的力度。需求变化的最大原因来自气候政策严格性的不确定性。供应商面临的最大问题是，世界是否真的在朝着符合《巴黎协定》的方向发展。决策者在阐明这种雄心并将目标转化为行动方面，在缩小这种不确定性方面起着至关重要的作用。这对于降低投资风险并确保有足够的资金流向新项目至关重要。清洁能源转型为生产矿产的公司带来了机遇和挑战。今天，煤炭生产的收入是能源过渡矿产的十倍。然而，在气候驱动的情况下，命运发生了迅速的逆转，因为能源转换矿物的总收入将远在2040年之前超过煤炭的收入。 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页94倍 2020安全数据表到 2050年实现净零情景到2040年，为满足气候目标，对清洁能源技术的矿产需求将至少增长四倍，其中与电动汽车相关的矿产的增长特别快按情景划分的矿产对清洁能源技术的需求到2040年的部门增长506倍40氢电网2040年相对于2020年SDS中选定矿物质的增长50424030电动汽车和电池30贮存20其他低碳力量一代20风1010太阳能光伏锂石墨钴钴镍稀土IEA。版权所有。注：吨=百万吨。包括本报告范围内的所有矿物质，但不包括钢和铝。完整的矿物质清单见附件。2521197公吨指数（2020 = 1） 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页10命运的改变：煤炭与能源过渡矿物500400300SDS中煤炭和部分能源转型矿产的生产收入稀土硅锰石墨200100钴镍锂煤炭能源过渡矿物2020煤炭能源过渡矿物2030煤炭能源过渡矿物2040铜IEA。版权所有。注：能源过渡矿物的收入仅包括清洁能源技术所需的数量，而不包括总需求。煤炭的未来价格是《世界经济展望2020》 SDS中的预计均衡价格。能源过渡矿物的价格是基于对未来价格趋势的保守假设（较当前水平温和增长约10-20％）。十亿美元（2019） 执行摘要关键矿物在清洁能源转型中的作用P年龄|页11如今的矿产供应和投资计划无法满足能源行业转型的需要，从而增加了能源转换被推迟或更昂贵的风险对关键矿物的需求快速增长的前景-远高于大多数情况下以前看到的-提出了关于供应的可用性和可靠性的巨大