以光伏、太陽能和風能為中心的清潔能源轉型被廣泛認為是實現《巴黎協定》承諾的根本途徑。然而，清潔能源的發展比傳統能源更依賴關鍵礦物。關鍵礦物是能源系統脫碳的核心支撐，尤其在確保本世紀末全球升溫控制在1.5°C或2°C以內的路徑中不可或缺。
近日，《自然-氣候變化》發表的一項中國研究揭示銦、銀、錫等十餘種關鍵礦物的潛在短缺。關鍵礦產資源約束或顛覆能源轉型預期，若忽視礦產約束，我國光伏和風電裝機容量至2060年或下降超50%，導致碳排放增加，影響《巴黎協定》的1.5°C溫控目標。
西電經濟與管理學院青年教師史惠婷、汪壽陽教授的研究成果「Critical mineral constraints pressure energy transition and trade toward the Paris Agreement climate goals」在Nature子刊《自然-氣候變化》上正式發表。史惠婷為第一作者，西電經濟與管理學院為第一單位。合作者包括北京工商大學衡佳妮副教授、中國科學院大學段宏波教授(通訊作者)以及中國地質大學(北京)李華姣教授等。
研究團隊整合了AIM/CGE、IMAGE等5種國際權威綜合評估模型提出的能源轉型路徑，構建了首個耦合礦產約束的路徑評估框架。該框架將資源勘探、回收技術、貿易風險等變數納入氣候情景分析，揭示了傳統模型忽視的「資源-氣候」聯動效應。
研究人員基於聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的減緩路徑，量化了17種能源技術(包括太陽能、風能、生物質能發電等)對40種關鍵礦物的需求及短缺風險。結果顯示，在中等技術進步情景下，至2100年，所有557條減緩路徑均將面臨礦物短缺問題，部分路徑的短缺種類可能多達12種，涉及銦、銥、錫、鋰、銀等戰略資源。
研究特別指出，礦物短缺的分布呈現顯著地域性。中東、非洲及南亞地區可能面臨多達24種礦物的供應缺口，直接影響太陽能、風能、核能及儲能電池等技術的開發與應用。例如，鋰和鈷作為電動汽車與儲能系統的關鍵材料，其短缺可能延緩交通領域電氣化進程；而碲、鎵等用於太陽能電池板的稀有金屬，若供應不足則可能制約可再生能源發電能力的擴張。
針對潛在危機，研究團隊建議全球國家間開展更密切的貿易合作，提升回收效率，積極開發替代材料，並推動相較於風、光發電更為多元的低碳技術組合，以緩解潛在的礦物短缺。
研究者強調，單一措施可能引發新的問題。例如，磷酸鐵鋰電池雖能緩解鈷短缺，卻可能增加對磷、鐵等其他資源的壓力。因此，需構建「技術-政策-市場」聯動機制，平衡減排目標與資源安全。
該研究首次系統量化了關鍵礦物短缺對全球氣候戰略的影響，表明低碳轉型不僅面臨技術成本與政策協調的挑戰，更需應對資源供給的物理限制。隨著各國加速推進凈零排放進程，如何通過創新與合作確保礦物供應鏈韌性，將成為決定氣候目標能否實現的關鍵變數。
此項研究為中國「雙碳」戰略的實施提供了重要參考，也為全球氣候行動提供了新視角。汪壽陽強調，「碳中和不僅是能源革命，更是資源管理革命。將礦產約束納入氣候模型，是如期完成溫控目標的重要一環」。
研究團隊還呼籲各國政策制定者，要大力發展第四代核能、強化關鍵礦產儲備、構建韌性供應鏈，以技術創新對沖資源瓶頸，守住1.5°C的生存底線。
資料參考來源：中國新聞網
