锂、钴和稀土元素等关键矿产是电动汽车、风力发电机和太阳能电池板等技术的基础，使其成为全球迈向可持续能源不可或缺的材料。
矿产开采和精炼集中于特定国家，加之开发新矿山的周期较长，给供应链带来重大风险。
世界经济论坛与麦肯锡联合发布的白皮书《确保能源转型所需矿产》，梳理了管理需求、提升供应可用性及加固供应链所需的关键步骤。
向清洁能源的转型使关键矿产和稀土元素备受关注。它们对于生产无碳和低碳技术至关重要，这些技术将助力我们从化石燃料转向更可持续的替代能源。从电池储能、电动汽车到风力发电机和太阳能电池板，关键矿产的应用可谓不胜枚举。
国际能源署（IEA）预测，若要实现净零排放，关键矿产需求需在2030年前增至三倍、2040年前增至四倍。
论坛如何助力领导者应对能源与材料体系的转型
能源与材料中心汇聚各方领袖，帮助其理解重塑能源、材料和工业体系的复杂转型。该中心提供一个平台，用以探讨能源安全、可负担性与可持续性如何交汇。
通过跨价值链和跨地区的合作，该中心推动共享路径，帮助合作伙伴围绕切实可行的解决方案达成一致，以实现安全、低碳和公平的转型。
问题在于，其中一些矿产十分稀有，且目前集中分布于世界特定地区，尤其是中国。需求增长、价格波动以及供应链和地缘政治问题，使关键矿产及其稀土“近亲”已登上全球各国的政治议程。
例如，美国政府刚刚加快了10个矿业项目的许可审批流程，以推动国内关键矿产产量提升。同样，欧盟已达成14项战略伙伴关系，其伙伴为自2021年以来与包括加拿大和乌克兰在内的潜在供应商达成的合作，其中与乌克兰的合作签订于战争开始之前。
哪些是关键矿产，它们来自何处？
什么是关键矿产，它们为何如此重要？
尽管定义各异，但有大量关键矿产和稀土元素对能源转型至关重要。它们有时被称为“关键材料”，范围延伸至铝等金属及其他物质。
美国能源部共列出50种关键矿产，而欧盟则重点关注34种。国际能源署列出的最广泛使用的矿产包括锂、镍、钴、锰和石墨，这些矿产通常用于电池。铝和铜对电网至关重要，而稀土则用于风力发电机和电动汽车电机的磁体。
铂、铱和钯属于地球上最稀有的元素，而铝和硅等则属于地球上最丰富的元素。
然而，丰富并不意味着易于获取。例如，虽然铜并不稀有，但据国际可再生能源署（IRENA）称，新矿山开始向市场供应铜的典型周期约为20年。
因此，回收利用将是确保关键资源充足供应的一项至关重要的要求。材料的回收比例越高，其稀缺性就越低。此外，回收利用还将减少对从地下不断开采的需求。
然而，国际可再生能源署指出，随着关键矿产和材料需求迅速增长，当前的回收技术和基础设施仍然落后。在回收利用能够发挥更大作用之前，我们仍严重依赖传统开采及其相关价值链。因此，随着需求增长，关键矿产的来源问题对于保障未来供应链仍然至关重要。
关键矿产来自何处？
许多关键矿产和稀土的来源高度集中。国际可再生能源署将镓一种用于LED、手机和太阳能电池板的金属列为集中度最高的材料，其中95%产自中国。铜被认为集中度最低，因其来源可涵盖56个国家，智利（28%）和秘鲁（10%）是最大的供应国。
以下是部分关键矿产及其分布地的汇总，数据依据Our World In Data整理。
铜
铜用于电缆、电线和变压器，也用于太阳能、风能和电池储能，因此其应用涵盖了广泛的清洁能源技术。可商业开采的储量地理分布广泛，主要位于智利（2023年占全球总量的五分之一）、秘鲁、澳大利亚、刚果民主共和国和俄罗斯。
矿产开采的分布情况与此相似，但在精炼环节，中国是全球主要生产国，其精炼量占全球总量的近一半（44%）。
锂
常被誉为能源转型的“白色黄金”，锂是锂离子电池的核心组成部分，因此对电动汽车和固定式储能电池不可或缺。锂也是应用第二广泛的技术——磷酸铁锂（LFP）电池的关键材料。
虽然一些创新者正在探索无锂化学体系，如钠离子电池，但只有这些技术得到广泛的未来应用，才能减缓2050年前锂需求的预期增长。
澳大利亚引领全球锂产量，约占总产量的50%。智利位居第二，占四分之一，中国紧随其后，占18%。
在澳大利亚，锂矿岩是所提取锂的最大来源。在智利、阿根廷和玻利维亚，该金属从富含锂盐的卤水中提取。这三个国家均位于安第斯山脉的“锂三角”之内，那里蕴藏着大量储量和尚未开发的资源。
镍
镍是锂离子电池阴极的重要成分。镍的未来需求如何演变，取决于磷酸铁锂和钠离子电池等替代技术的影响，因为这些电池无需使用镍。不过，镍也用于风能和太阳能技术，以及用于生产绿色氢气的电解槽。
在镍矿开采方面，东南亚是核心枢纽，印度尼西亚产量占全球总量的一半。其他重要生产国包括菲律宾、新喀里多尼亚、俄罗斯、加拿大和澳大利亚。
精炼产量的地理集中度较低，印度尼西亚位居第一，产量略超三分之一，中国约占四分之一。
印度尼西亚还拥有已知最大的镍储量，2023年占全球总量的40%以上。澳大利亚和巴西也有大量储量。
钴
钴对多种产品和行业至关重要，但对能源转型而言，其主要意义在于它是锂离子电池的关键元素。
与镍类似，未来钴需求取决于电池技术的演变，因为磷酸铁锂电池和钠离子电池均不使用钴。
就产量而言，大部分钴产自刚果民主共和国（DRC），占全球产量的近四分之三。其他重要生产国包括印度尼西亚、俄罗斯和澳大利亚。刚果民主共和国也拥有全球已知钴储量的一半多一点，其次是澳大利亚，约占15%。然而，全球最大的钴精炼国是中国，占全球精炼钴的四分之三。
石墨
一种天然存在于铅笔中的碳材料，石墨也是电池负极的关键组成部分，因此对电动汽车和固定式储能电池至关重要。它还用于电弧炉的电极，是钢铁行业脱碳的首选技术之一。
中国是全球最大的天然石墨生产国，占全球总量的四分之三以上。马达加斯加、莫桑比克和巴西紧随其后，开采量则少得多。石墨储量丰富且地理集中度较低，巴西与中国的储量几乎相当，其次是莫桑比克和马达加斯加。
石墨也可以通过化石燃料合成生产，但其全球变暖潜能值据估计比天然石墨开采高出两倍至三倍以上。
稀土元素
稀土元素（REE）是由17种金属元素组成的一个族群，包括镧系金属以及钪和钇。虽然产品中使用的稀土元素数量通常很少，但它们可能至关重要。稀土的一项重要应用是永磁体，没有它，风力发电机便无法转动，电动汽车电机也将无法运转。稀土元素在地壳中并不少见，但与铁、铜或金等金属相比，其浓度极低。
中国主导稀土的生产和储量，占全球总量的三分之二以上。其他主要生产国包括美国、缅甸和澳大利亚。储量的地理集中度较低，但中国仍以40%的占比居首，其次是越南和巴西，各占约20%。
确保关键矿产和稀土元素的未来供应
随着能源转型不断推进、规模不断扩大，确保充足的关键矿产和稀土供应对全球脱碳至关重要。世界经济论坛与麦肯锡联合发布的一份白皮书，已勾勒出关键矿产价值链的发展路径。
该白皮书《确保能源转型所需矿产：通过政策、投资与创新释放价值链》指出，政策、投资和创新是提升供应的关键，包括开辟新矿山和精炼厂，例如在非洲各地，以及通过减少用量或寻找替代品来降低需求。
然而，所有这些方面都离不开合作行动。无论是协调ESG标准、鼓励贸易与合作，还是推动公私合作以降低商业风险，能源转型都依赖于全球化的共同努力。
