綠色能源的發(fa)展是應對全球氣(qi)候變化、減少化石(shi)🌐燃料的依賴的重(zhong)要舉措。風能是一(yī)種清潔低碳的可(kě)再生能源，但具有(you)較高的成本效益(yì)，目前已經受到世(shì)界各國的廣泛關(guān)注。國際🌏能源署評(píng)估顯示，在現有能(néng)源與氣候相關政(zheng)策下⭐，全球風電累(lèi)計裝機容量将在(zai)2050年達到2870 GW, 相當于2018年(nián)的五倍。到💃2050年，中國(guó)風電在全國電力(lì)供應中的比例将(jiang)㊙️提高到20%，而美國将(jiang)提♉高到35%。除此之外(wai)，其他非洲和南美(měi)的國家也緻力于(yú)推動風電的大規(guī)模使用。風力發電(dian)裝置的核心部件(jian)是風力渦輪機，它(ta)的性能和🌈效率嚴(yan)重依賴♻️于稀🤟土元(yuan)素，尤其是钕、镨、镝(di)的使用。這些稀土(tǔ)元素産能🆚有限，來(lái)源單🚶一（超過80%來自(zi)中國），全球供應鏈(lian)十分脆弱。因❗此，全(quan)球稀土資源短缺(quē)與全球風電發展(zhǎn)之間的沖突可能(neng)日益嚴重。
有效地(di)評估和預測稀土(tǔ)資源的可利用程(cheng)度有助于調和🐇稀(xī)土資源供應與風(fēng)電需求日益增長(zhǎng)之間的矛盾。比如(ru)，考慮到未來稀土(tu)資源的短缺風險(xiǎn)，有些國家試圖将(jiang)稀土限制因素納(na)入到風能發電裝(zhuāng)置的設計和推廣(guang)中。現有研究⭐重點(dian)放在了全球整🎯體(tǐ)的稀土資源系統(tong)和風電行業之間(jiān)的沖突上，而缺乏(fá)針對每個地區的(de)風電藍圖開展稀(xi)土供應風險調查(chá)。Cell Press旗艦刊One Earth在其最新(xīn)7月刊發表㊙️了山東(dōng)大學藍綠🔞發展研(yan)究院李佳碩研究(jiu)員、博士生彭焜、張(zhāng)甯教授和馮奎雙(shuāng)教授聯合中科院(yuan)城市環境研究所(suo)汪鵬助理研究員(yuán)、清華大學🈲關大博(bó)教授、倫敦大學學(xue)院孟靖助理💛教授(shou)、上海交通大學魏(wèi)文棟副教授和華(huá)中科技大學楊晴(qing)教授📧等國内外多(duō)家學術機構專家(jiā)學者針對不同氣(qì)候目标下稀土資(zī)😄源供應與風電發(fā)展需求之間矛盾(dùn)沖突的最新研究(jiū)工作。
▲圖1 全球累計(jì)風電裝機容量和(he)稀土資源需求
研(yán)究結果指出，綠色(se)風電的快速發展(zhan)将驅動稀土的需(xū)求迅速增長，緻使(shǐ)全球面臨的稀土(tu)短缺風險日益加(jia)劇👉。2021至2050年全球風力(lì)累計的稀土需求(qiú)量估計爲460-902 Gg (圖1)。不同(tóng)地區面臨的稀土(tu)危👄機存在🔞差異，這(zhe)與每🧡個地區的稀(xī)土産量和風電發(fā)展目标有♈關。由于(yu)新⛹🏻♀️增風電裝機容(róng)量處于全球領導(dao)地位，中國的稀土(tu)消耗也是最✊大的(de)，約占全球消耗的(de)1/3。評估顯示，中國在(zai)2021-2050的累計稀土需求(qiú)量達160-357 Gg。即便作爲全(quán)球最大的稀土生(shēng)産國，中國匹配其(qí)宏偉的風能發展(zhan)藍圖時仍然面臨(lín)稀土産能的制🛀約(yue)。經合組織歐洲地(dì)區🐕的風電發展曆(li)史悠久，風電裝機(jī)容量占全球的20%，因(yin)此是第二大的稀(xi)🈲土消耗地區。經合(hé)組織歐洲地區在(zài)2021-2050風能電㊙️力的累計(ji)稀土需求🔞量達120-140 Gg。由(you)于歐洲地區的稀(xi)土産量遠低于中(zhong)國，該地區正面☂️臨(lin)着全球最嚴重⁉️的(de)稀土供應危機。
氣候變化(hua)正困擾着整個地(di)球，需要全球開展(zhan)合作迅🈲速應對♉。稀(xī)土不“稀”，但其資源(yuán)的需求和産量分(fèn)布具有明顯的區(qu)域特🌂性，目前世界(jiè)各地區均高度關(guan)🈚注稀土及其它戰(zhan)略礦🏃♀️産的資源勘(kan)探和生産儲備工(gong)作，即使在不久的(de)将來稀土資源取(qǔ)得明顯的資🌈源增(zeng)儲，但各國對于這(zhè)些🧑🏾🤝🧑🏼不可再生資源(yuán)的生産和貿易傾(qīng)向于采取謹慎保(bao)守的策略。因此，在(zài)綠色能源發展的(de)問題上，應該提倡(chàng)國際合作而不是(shì)競争，隻有區域合(hé)作提高技術革新(xin)才能促進全球風(feng)力發電更加平穩(wěn)的發展，共同實現(xiàn)全球升溫控制目(mù)😘标。
風電在世界範(fan)圍内迅速發展有(yǒu)助于穩定氣候變(biàn)化。鑒于風力渦輪(lun)機的性能和效率(lü)嚴重依賴稀土元(yuán)素(主要是钕🔱、镨、镝(dí))，稀土資源短缺與(yǔ)全球風電發展之(zhī)間的沖突☁️日益引(yǐn)起關注。基于針對(duì)特定地區的動态(tài)物質流分析方法(fa)，本文⭐評估了全球(qiu)及十個地區在四(sì)種風電發展情景(jǐng)下的稀土金屬钕(nǚ)、镨和镝的供應短(duǎn)缺風險。研究發現(xian)當前稀土産能無(wú)法滿足全球風力(lì)電發展的稀土需(xū)求。材料的循環利(li)用🥵和提高使用效(xiao)率、擴大生産、以及(jí)技術革新對于緩(huǎn)解長期的稀土資(zī)源短缺是🐅有潛力(lì)的。但是，現有的全(quán)球稀土供應結構(gou)，加上日益加劇的(de)地緣政治和環境(jing)制約🌂因素，可能會(huì)⭕約束風電的快速(su)發展。因♊此，在可持(chí)續的和可靠的稀(xī)土供應鏈上的全(quan)球合作是必要和(hé)緊迫的。
