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能源转型所需的材料和资源

化石能源 2023-08-18 ETC 邓轶韬
报告封面

材料和资源要求能源转型 能源转型的材料和资源要求 能源转型委员会(ETC)是一个由来自整个能源领域的领导人组成的全球联盟,致力于在本世纪中叶实现净零排放,符合巴黎气候目标,即将全球变暖限制在远低于2°C,理想情况下限制在1.5°C。 本报告旨在建立在这一领域的大量工作基础上,包括IEA,IRENA和ETC知识合作伙伴BNEF和RMI。 我们的专员来自一系列组织 能源生产者、能源密集型产业、技术提供者、金融参与者和环境非政府组织——它们在发达国家和发展中国家运作,在能源转型中发挥不同的作用。这种观点的多样性为我们的工作提供了信息:通过与专家和从业人员的广泛交流,我们的分析是以系统的观点开发的。ETC由AdairTrer勋爵担任主席,他与ETC团队合作,由FastieDelasalle(副主席),ItaKettleborogh(主任)和MieHemsley(副主任)领导。 ETC团队感谢ETC成员、成员专家和ETC更广泛的外部专家网络积极参与本报告的编写。 ETC专员不仅同意在本世纪中叶实现能源和工业系统零碳排放的重要性,而且对如何实现过渡有着广泛的愿景。这项协议可能在对能源系统有不同观点和利益的公司和组织的领导人之间达成,这一事实应该使世界各地的决策者相信,有可能同时发展全球经济并将全球变暖限制在远低于2°C。许多。 ETC的能源转型的材料和资源要求由专员制定 在ETC秘书处的支持下,由Systemiq提供。本报告构成了能源转型委员会的集体观点。ETC成员赞同本出版物中提出的论点的主旨,但不应被视为同意每一项调查结果或建议。没有要求专员所属的机构正式批准本报告。 实现这些目标的关键行动是明确的,可以毫不拖延地进行。 伴随着这份报告,ETC开发了一系列关键材料(钴,铜,石墨,锂,钕和镍)的材料概况表,可在ETC网站上找到。 了解更多信息: 清洁电气化的障碍系列 ETC的清洁电气化障碍系列重点是确定全球清洁电力系统过渡面临的关键挑战,并建议采取一系列关键行动,以确保清洁电力规模在2020年代不会脱轨。这一系列报告将对如何“风险管理”过渡提出看法-通过预测可能出现的障碍并概述如何克服这些障碍,提供对策。本系列以前的出版物包括ETC(2023),简化规划和许可以加速风能和太阳能的部署,以及ETC(2023),更好,更快,更清洁:确保清洁能源技术供应链。 我们的专员 ShaunKingsbury先生,首席投资官-公正的气候 NanditaParshad女士,可持续基础设施集团董事总经理-欧洲复兴开发银行 MazuinIsmail先生,马来西亚国家石油公司高级副总裁 布拉德利·安德鲁斯先生,总裁,英国,挪威,中亚和东欧-Worley TimothyJarratt博士,国家电网战略项目总监 AlistairPhillips-Davies先生,首席执行官-上交所 乔恩·克里茨先生,首席执行官-落基山研究所 Greg Jacfison先生,创始人兼首席执行官-章鱼能源 AndreasRegnell先生,高级副总裁,战略发展主管-Vattenfall 斯宾塞·戴尔先生,首席经济学家-bp 艾伦·奈特先生,集团可持续发展总监-DRAX MennoSanderse先生,战略和投资者关系主管-力拓 布拉德利·戴维先生,安赛乐米塔尔执行副总裁、企业业务优化主管 ZoeKnight女士,集团可持续金融中心负责人,气候变化MENAT负责人-汇丰 SiddharthSharma先生,塔塔信托公司首席执行官-塔塔父子私人有限公司 杰夫·戴维斯先生,L&G首席财务官 Kirsten Konst女士,管理委员会成员-荷兰合作银行 伊恩·西姆先生,创始人兼首席执行官-ImpaxAssetManagement Pierre-AndrédeChalendar先生,SaintGobain董事长兼首席执行官 MartinLindqvist先生,首席执行官兼总裁-SSAB SumantSinha先生,董事长、创始人兼首席执行官-ReNewPower AgustinDelgado先生,首席创新和可持续发展官-Iberdrola JohanLunden先生,项目高级副总裁和产品战略办公室-沃尔沃 尼古拉斯·斯特恩勋爵,IGPatel经济学和政府教授-格兰瑟姆研究所-LSE VibhaDhawan博士,能源与资源研究所所长 RajivMangal先生,塔塔钢铁公司安全、健康和可持续发展副总裁 克雷格·汉森先生,世界资源研究所项目执行董事兼执行副总裁 GüntherThallinger博士,管理委员会成员,投资管理,可持续发展-安联 劳拉·梅森女士,L&GCapital首席执行官 ThomasHohne-Sparborth博士,LombardOdier投资经理可持续发展研究主管-LombardOdier 西蒙·汤普森先生,高级顾问-Rothschild&Co MaríaMendeluce博士,首席执行官-我们是认真的 Thomas Thune Andersen先生,董事会主席-Ørsted JohnHolland-Kaye先生,希思罗机场首席执行官 乔恩·摩尔先生,首席执行官-BloombergNEF 奈杰尔·托平先生,全球大使-联合国高级别气候行动冠军 JenniferHolmgren博士,首席执行官-LanzaTech Julian Mylchreest先生,美国银行全球企业和投资银行执行副主席 RobertTrezona博士,创始合伙人,KikoVentures-IPGroup 佛瑞德·胡先生,PrimaveraCapital创始人、董事长兼首席执行官 DavidNelson先生,气候转型负责人-威利斯塔沃森 Jean - Pascal Tricoire先生,董事长兼首席执行官-施耐德电气 D.RashaHasaneen,首席产品和可持续发展官-AspenTechNoogy DamilolaOgunbiyi女士,首席执行官-人人享有可持续能源 Laurence Tubiana女士,欧洲气候基金会首席执行官 MallifiaIshwaran女士,首席经济学家-荷兰皇家壳牌 PaddyPadmanathan先生,副主席兼首席执行官-ACWAPower AdairTurner勋爵,能源转型委员会主席 KDParfi先生,总裁-韩国锌 TimothyE.Wirth参议员,副主席-联合国基金会 主要ETC报告和工作文件 中国2050:一个完全发达的富人零碳经济(2019)分析了到2050年实现零碳排放所需的中国能源来源,技术和政策干预措施。 词汇表 FCEV:燃料电池电动汽车。 BEV或EV:(电池)电动汽车。 矿石:含有一种或多种有价值矿物的天然岩石或沉积物。 温室气体(GHGs):在大气中捕获热量的气体。气体的全球温室气体排放贡献约为76%的CO2,16%的甲烷,6%的一氧化二氮和2%的氟化气体。 生物能源:以固体生物质,沼气或生物燃料的形式从生物来源获得的可再生能源。 矿石品位:潜在可开采矿石中感兴趣元素的百分比。不同金属的矿石品位差异很大,例如,铁矿石约为50%,铜矿约为0.6%。 生物能源与碳捕获和储存(BECCS):一种将生物能源与碳捕获和储存相结合的技术,以产生能源和净温室气体负排放,即从大气中去除二氧化碳。 材料:包括生物质,化石燃料,金属和非金属矿物的资源子集。在本报告中,我们重点介绍了与能源转型高度相关的一组金属,这些金属可互换地称为“能源转型材料”,“能源转型金属”或“关键原材料”。(另见初级和次级材料。) 主要材料:从自然环境中提取的材料,通常是通过采矿。 碳捕获和储存(CCS):术语“碳捕获”用于指在能源和工业支持下捕获CO2的过程术语“碳捕获和储存”是指碳捕获与碳的地下地质储存的组合。 稀土元素(REE):一组十七种金属元素,由十五种镧系元素组成,以及钪和钇。本报告重点介绍了钕,一种通常用于风力涡轮机和电动汽车高强度磁体的稀土元素。 材料效率:使用更少的材料为给定技术提供相同水平的性能,通常单位为每装机容量(MW或MWh)的质量(kg)。 碳排放/ CO2排放:这些术语可互换使用,用于描述人为排放到大气中的二氧化碳。 二次材料:从以前的用例中回收并作为“新”原材料供应回经济中的材料。 矿产储量:目前可开采的经济可开采矿产/商品的动态库存。 直接空气碳捕获(DACC):用于使用化学过程从大气中分离二氧化碳的各种技术的术语。该术语对捕获的二氧化碳的后续处理没有任何影响,即可以使用或存储。 尾矿:这是在从开采的矿石中去除有价值的金属成分的任何研磨或选矿过程之后残留的研磨岩石残余物。 Mineral Resources: The total amount of a mineral/ commodity that is geologically available insufficient concentration that extraction ispotentially excluded. Operally used to refer tomaterials available on land (e. e. excluding deep -sea resourcour 电解:一种利用电流驱动非自发化学反应的技术。电解的一种形式是将水分解为氢和氧的过程,在电解槽中进行并产生“绿色”氢。如果使用的电力为零碳,则该过程可以为零碳。 Waste Rocfi: This is rock that has been cradedand transported out of a mine pit, but does notcontaining metal concentrations of economicinterest. Sometimes referred to as “overburden ”. 自然气候解决方案(NCS):“保护,恢复和/或改善土地管理行动,以增加全球森林,湿地,草原,农田和海洋的碳储存和/或避免温室气体排放。”1这可以与技术相结合确保温室气体的长期或永久储存。 环境影响:人类活动对生态系统和自然资源的有害影响。这些包括气候变化影响(通过温室气体排放),生态毒性影响,与土地使用相关的生物多样性丧失和水压力。 自然资源:这些包括土地,水和材料,是自然界的一部分,可用于经济活动以生产商品和服务。 Contents 尽量减少和管理材料供应对环境的影响88 Introduction 《巴黎气候协议》承诺将全球变暖从工业化前的水平控制在2°C以下,理想的目标是达到1.5°C的极限。为了有90%的机会保持在2°C以下,50%的机会将变暖限制在1.5°C,世界必须在本世纪中叶之前将二氧化碳和其他温室气体减少到零左右,到2030年实现约40%的减少。ETC支持这些目标,并认为所有高收入国家最迟在2050年达到净零,所有中等和低收入国家到2060年达到净零。 要实现这一目标,就需要快速大规模推出多种清洁能源技术,其中最重要的是支持电力供应的大规模扩张和完全脱碳,大多数能源最终用途的深度电气化,以及主要通过电解生产的低碳氢(“绿色氢”)的作用。到本世纪中叶,总电力供应将需要从今天的约30,000TWh增加到100,000TWh;绿色氢气产量每年可能达到500-800Mt;输配电网将需要从约7000万公里扩大到2亿公里;15亿辆乘用车(EV)将需要约100TWh的总电池容量。 建立这种新的清洁能源系统将需要广泛的关键原材料,包括用于布线的铜,用于风力涡轮机塔架的钢,用于电动机的稀土元素,用于电池的锂,镍和石墨以及用于太阳能光伏(PV)面板的硅。供应这些材料将需要大规模投资,并迅速扩大采矿和炼油能力。与此同时,随着能源转型的展开,煤炭产量将不得不从目前的水平下降90%以上