以光伏、太阳能和风能为中心的清洁能源转型被广泛认为是实现《巴黎协定》承诺的根本途径。然而，清洁能源的发展比传统能源更依赖关键矿物。关键矿物是能源系统脱碳的核心支撑，尤其在确保本世纪末全球升温控制在1.5°C或2°C以内的路径中不可或缺。
近日，《自然-气候变化》发表的一项中国研究揭示铟、银、锡等十余种关键矿物的潜在短缺。关键矿产资源约束或颠覆能源转型预期，若忽视矿产约束，我国光伏和风电装机容量至2060年或下降超50%，导致碳排放增加，影响《巴黎协定》的1.5°C温控目标。
西电经济与管理学院青年教师史惠婷、汪寿阳教授的研究成果“Critical mineral constraints pressure energy transition and trade toward the Paris Agreement climate goals”在Nature子刊《自然-气候变化》上正式发表。史惠婷为第一作者，西电经济与管理学院为第一单位。合作者包括北京工商大学衡佳妮副教授、中国科学院大学段宏波教授(通讯作者)以及中国地质大学(北京)李华姣教授等。
研究团队整合了AIM/CGE、IMAGE等5种国际权威综合评估模型提出的能源转型路径，构建了首个耦合矿产约束的路径评估框架。该框架将资源勘探、回收技术、贸易风险等变量纳入气候情景分析，揭示了传统模型忽视的“资源-气候”联动效应。
研究人员基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的减缓路径，量化了17种能源技术(包括太阳能、风能、生物质能发电等)对40种关键矿物的需求及短缺风险。结果显示，在中等技术进步情景下，至2100年，所有557条减缓路径均将面临矿物短缺问题，部分路径的短缺种类可能多达12种，涉及铟、铱、锡、锂、银等战略资源。
研究特别指出，矿物短缺的分布呈现显著地域性。中东、非洲及南亚地区可能面临多达24种矿物的供应缺口，直接影响太阳能、风能、核能及储能电池等技术的开发与应用。例如，锂和钴作为电动汽车与储能系统的关键材料，其短缺可能延缓交通领域电气化进程；而碲、镓等用于太阳能电池板的稀有金属，若供应不足则可能制约可再生能源发电能力的扩张。
针对潜在危机，研究团队建议全球国家间开展更密切的贸易合作，提升回收效率，积极开发替代材料，并推动相较于风、光发电更为多元的低碳技术组合，以缓解潜在的矿物短缺。
研究者强调，单一措施可能引发新的问题。例如，磷酸铁锂电池虽能缓解钴短缺，却可能增加对磷、铁等其他资源的压力。因此，需构建“技术-政策-市场”联动机制，平衡减排目标与资源安全。
该研究首次系统量化了关键矿物短缺对全球气候战略的影响，表明低碳转型不仅面临技术成本与政策协调的挑战，更需应对资源供给的物理限制。随着各国加速推进净零排放进程，如何通过创新与合作确保矿物供应链韧性，将成为决定气候目标能否实现的关键变量。
此项研究为中国“双碳”战略的实施提供了重要参考，也为全球气候行动提供了新视角。汪寿阳强调，“碳中和不仅是能源革命，更是资源管理革命。将矿产约束纳入气候模型，是如期完成温控目标的重要一环”。
研究团队还呼吁各国政策制定者，要大力发展第四代核能、强化关键矿产储备、构建韧性供应链，以技术创新对冲资源瓶颈，守住1.5°C的生存底线。
资料参考来源：中国新闻网
