是否有足够的金属来代替油?

  • 2022-08-24 18:01:14
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世界各国都非常清楚需要逐步淘汰化石燃料有两个原因。首先,石油是一种有限的商品。它会及时用完。其次,二氧化碳等化石燃料排放正在破坏地球的气候系统。

然而,最近的一项研究阻碍了逐步淘汰化石燃料以支持可再生能源的前景。更重要的是,到本世纪中叶逐步淘汰化石燃料似乎是一项几乎不可能完成的任务。这一切都与地球母亲中所含的矿物质/金属的数量有关。没有足够的。

芬兰地质调查局的 Simon Michaux 博士详细研究了逐步淘汰化石燃料以支持可再生能源所需的条件,即:

“仅制造一代可再生技术装置以取代化石燃料所需的金属数量比最初想象的要大得多。目前这些金属的开采产量甚至无法满足需求。目前报告的矿产储量也不够大。最令人担忧的是铜是标志性的短缺之一。由于本次研讨会解决了这些问题,因此很难在所需数量上进行更多探索。”

当逐步淘汰化石燃料似乎是有史以来最大的难题之一时,采购生产可再生能源的超级工厂为世界经济提供动力所需的金属/矿物。没有足够的金属。

Michaux 研究和分析了美国、欧洲和中国的汽车、卡车、铁路、海运和航空内燃机车队的现状,访问数据库以收集信息作为研究的起点。

Michaux 对逐步淘汰化石燃料所需费用的计算以 2018 年为起点,全球 84.5% 的一次能源仍以化石燃料为基础,而全球车辆中只有不到 1% 的电动汽车。因此,第一代可再生能源现在才投入使用,这意味着生产材料在一段时间内将无法回收利用。生产必须来自采矿。

当米肖向欧盟分析师提供基本信息时,他们感到震惊。令他沮丧的是,他们没有汇总各种矿物/金属数据要求来逐步淘汰由可再生能源取代的化石燃料。他们假设,使用猜测,金属是可用的。

实现可再生能源的一个关键问题是电力储存,因为风能和太阳能间歇性的影响,两者都是高度间歇性的。大多数研究假设气体将是间歇性的缓冲。除了使用化石燃料(例如天然气)作为缓冲之外,一个足够的电力存储系统来处理间歇性将需要比当前计划中电动汽车所需的材料多 30 倍的材料,这意味着范围远大于当前范式所允许的范围。

将影响用于构建可再生能源的材料和系统的一个因素是,电动汽车需要的电池质量是氢燃料箱的 3.2 倍。因此,对电动汽车与氢燃料电池的分析表明,有必要建立全球车队,配备用于城市交通的电动汽车和用于所有远程车辆(如半挂车、铁路和海运)的氢燃料电池。

整个可再生能源建设需要 36,000 太瓦时才能运行,这意味着 586,000 个新的平均规模的非化石燃料发电站。目前的发电站机队只有 46,000 个,这意味着它将需要目前尚未建成的发电站数量的 10 倍。

新能源年产能 36,007.9 太瓦时,将供应 (1) 2,900 万辆电动客车 (2) 6.013 亿辆商用电动货车 (3) 6.952 亿辆电动乘用车 (4) 2,890 万辆氢电池卡车 (5) 6,200 万辆电动摩托车(6)。到 2050 年,水电也需要扩大 115%,核电需要翻一番。生物质将保持不变。它已经处于限制状态。地热三倍。

此外,缓冲系统对于处理间歇性至关重要。比如澳大利亚的Hornsdale Power Reserve,这是一个100兆瓦容量的Elon Musk项目。欧盟正在使用 Hornsdale 作为标准缓冲系统。在全球范围内,需要在全球范围内建造 15,635,478 个霍恩斯代尔式电站并连接到电网系统,以满足为期 4 周的缓冲系统。与整个全球车队相比,这是容量的 30 倍。因此,电池市场远远大于目前在规划可再生经济时所理解和考虑的。

国际能源署 (IEA) 发布了一份关于每单位需要多少金属来建立可再生经济的报告。以及对 2040 年轻型汽车和重型汽车电池的市场份额以及 2040 年全球太阳能电池板和氢燃料电池、卡车、货运机车、海运的电力存储水平的研究、风力涡轮机和蓄电缓冲器。

一代技术淘汰化石燃料所需的金属总量按所需产量列出,然后按吨列出所有金属的已知储量,如下所示:

铜 4,575,523,674 与 880,000,000 - 严重短缺 - 储备仅满足 20% 的需求。

锌 35,704,918 对 250,000,000 - 充足的储量。

锰 227,889,504 vs 1,500,000,000 – 充足储量

镍 940,578,114 与 95,000,000 - 巨大缺口 - 储备 10% 的需求。

锂 944,150,293 与 95,000,000 = 巨大缺口 - 储备 10% 的需求。

钴 218,396,990 对 7,600,000 - 巨大缺口 - 储备 3.48% 的需求。

石墨 8,973,640,257 与 320,000,000 = 巨大缺口 - 3.57% 的需求储备。

硅(冶金) 49,571,460 - 储量充足

白银 145,579 对 530,000 – 储备充足

钒 681,865,986 对 24,000,000 = 巨大缺口 -3.52% 需求储备

锆 2,614,126 对 70, 000,000 – 充足的储量。

2020 年之前——全球系统在整个历史上开采了 7 亿吨铜。展望未来,未来 22 年将需要开采同样的 7 亿吨,这是基于当前的经济增长率,而不考虑一代可再生能源的需求。

目前铜储量为8.8亿吨。但仅制造一代可再生技术就需要 45 亿吨铜。唔。

此外,每种可再生技术的生命周期为 8 至 25 年。此后,它们需要退役和更换。此外,可再生能源是否足够强大,是否足够可持续,足以为下一个工业时代提供动力,这是一个悬而未决的问题。

过去——“一个前所未有的规模和复杂性的工业生态系统,在世界上已知的热量密度最高的廉价能源(石油)的支持下,用了一个多世纪的时间才建立起来,而且数量充足,信贷容易获得,和无限的矿产资源。”(米修)

现在——“我们现在寻求建立一个更加复杂的系统,其能源非常昂贵,一个脆弱的金融系统负债累累,矿产不足,人口数量空前,环境恶化。”(米修)

目前的矿产储量不足以生产可再生能源技术的资源金属生产,因为目前的采矿业甚至无法满足对一代可再生能源技术的预期需求。

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