綠(lü)色能源(yuan)的發展(zhan)是應對(duì)全球氣(qì)候變化(huà)、減少化(hua)石燃料(liào)的依賴(lai)的重要(yao)舉措。風(feng)能是一(yī)種清潔(jie)低碳的(de)可再☎️生(shēng)能㊙️源，但(dàn)具有較(jiào)高的成(cheng)本效益(yì)，目前已(yi)經受到(dao)世界各(ge)國的廣(guǎng)泛關💯注(zhu)。國際能(néng)源署評(píng)估顯示(shi)，在現有(you)能源與(yu)氣候相(xiàng)關政策(ce)下，全球(qiú)風電累(lèi)計裝機(jī)容量将(jiāng)在2050年達(da)到2870 GW, 相當(dāng)于2018年的(de)五倍。到(dao)2050年，中國(guo)風電🌈在(zài)全國電(dian)力供應(ying)中的比(bi)例将提(ti)高到20%，而(er)美國将(jiang)提高到(dào)35%。除此之(zhī)外，其♍他(tā)非洲🐪和(hé)南美的(de)國家也(ye)緻力于(yú)推動風(feng)電的大(da)規模🈲使(shǐ)用。風力(li)發電裝(zhuāng)置🌈的核(he)心部件(jiàn)是風力(li)渦輪機(jī)，它的性(xìng)能和效(xiao)率嚴重(zhong)依賴于(yú)稀土元(yuán)素，尤其(qí)是钕、镨(pǔ)、镝的使(shǐ)用。這些(xiē)稀土元(yuán)素産能(neng)㊙️有限，來(lai)源單🤩一(yī)（超過80%來(lái)自㊙️中國(guo)），全球供(gòng)應鏈十(shí)分脆弱(ruò)。因此，全(quán)球稀土(tǔ)資源短(duǎn)😄缺與全(quan)💔球風電(diàn)發展之(zhi)間🥰的沖(chong)突可能(neng)日益嚴(yán)重。

有效(xiao)地評估(gu)和預測(cè)稀土資(zi)源的可(kě)利用程(cheng)度有助(zhu)于調和(hé)稀土資(zi)源供應(yīng)與風電(dian)需求日(ri)益增長(zhang)之間的(de)矛盾。比(bi)如，考慮(lǜ)到未來(lái)稀土資(zi)源的短(duan)缺風險(xian)，有🐕些國(guo)家試圖(tú)将稀土(tu)限制因(yin)素💋納入(rù)到💰風能(neng)發電裝(zhuāng)⭐置的設(shè)計和推(tuī)廣中。現(xiàn)有研究(jiu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼重點放(fang)在了全(quán)球整體(tǐ)的稀土(tu)資源系(xi)統和風(fēng)電行業(yè)之間的(de)沖突上(shàng)，而缺乏(fa)針對每(měi)個地區(qū)的風電(diàn)藍圖開(kai)展稀土(tǔ)供應風(fēng)險調查(chá)。Cell Press旗🤩艦刊(kan)One Earth在其最(zui)新7月刊(kan)發表了(le)山東大(dà)學藍♋綠(lǜ)發展研(yan)究院李(lǐ)佳🔅碩研(yán)究員、博(bó)士生彭(péng)焜、張甯(níng)教授和(he)馮奎雙(shuang)教授聯(lián)合中科(kē)院城市(shi)環境研(yán)究所汪(wāng)鵬助理(lǐ)研究員(yuán)、清華大(da)學關大(dà)博教授(shòu)、倫敦大(dà)學學⛱️院(yuan)孟靖助(zhu)理教授(shou)、上海交(jiao)通大學(xué)魏文棟(dong)副教授(shòu)和華中(zhong)科技大(dà)學楊晴(qing)教授🌍等(děng)國内㊙️外(wài)多家學(xué)術機構(gou)專家學(xué)者🛀針對(dui)不同氣(qì)候目标(biao)下稀土(tu)🔞資🍓源供(gòng)應與風(fēng)電發展(zhan)需求之(zhī)間矛盾(dùn)沖突的(de)最新研(yán)究工作(zuò)。

▲圖1 全球(qiú)累計風(feng)電裝機(jī)容量和(hé)稀土資(zi)源需求(qiú)

研究結(jie)果指出(chū)，綠色風(feng)電的快(kuài)速發展(zhǎn)将驅動(dòng)稀土的(de)需求迅(xun)速增長(zhang)，緻使全(quán)球面臨(lín)的稀土(tǔ)短缺風(fēng)險🌂日益(yì)加劇🐇。2021至(zhi)2050年全球(qiu)風力累(lèi)計的稀(xi)土需求(qiú)量估計(jì)爲460-902 Gg (圖1)。不(bú)同地區(qū)面臨的(de)稀土危(wei)機存在(zài)差異，這(zhe)與每個(ge)地區的(de)💜稀土産(chǎn)量和風(fēng)電發展(zhǎn)目标有(yǒu)關。由于(yu)新增風(feng)電裝機(ji)🏃🏻‍♂️容量處(chu)于全✔️球(qiú)領導地(di)位，中國(guó)的稀土(tǔ)消耗也(yě)是最大(da)的，約占(zhan)全球消(xiao)耗的1/3。評(ping)估顯示(shì)，中國在(zai)2021-2050的累計(ji)☔稀土需(xu)👈求量達(da)160-357 Gg。即便作(zuò)爲全球(qiu)最大的(de)稀土生(sheng)産國，中(zhōng)國匹配(pèi)其宏偉(wěi)的風能(neng)發展藍(lan)圖時仍(reng)☀️然面臨(lin)稀土産(chǎn)能的制(zhi)約。經合(hé)組織歐(ōu)洲地區(qu)的風電(dian)發展曆(lì)史悠久(jiǔ)，風電裝(zhuāng)機容量(liàng)占全球(qiú)的20%，因此(cǐ)是第二(er)大的稀(xi)土消耗(hao)地區。經(jīng)合組織(zhī)歐洲地(dì)區在2021-2050風(fēng)能電力(li)的累計(jì)稀土需(xu)求量達(dá)120-140 Gg。由于歐(ōu)洲地區(qu)的稀土(tǔ)産量遠(yuǎn)低于中(zhong)國，該地(di)區正面(miàn)臨着👉全(quan)🚶‍♀️球最嚴(yán)重😘的稀(xi)土供應(ying)危機。

▲圖(tu)2 2021-2050年10個地(dì)區累積(jī)的镝(Dy)需(xū)求和退(tui)役量以(yi)及镝的(de)儲量分(fen)布

在此(cǐ)背景下(xià)，擴大稀(xī)土生産(chǎn)、材料循(xún)環利用(yong)、提高稀(xi)土使用(yòng)效🔴率、以(yǐ)及風機(ji)技術革(ge)新都能(neng)一定程(cheng)度上緩(huǎn)解稀土(tu)資源🌈短(duan)缺問題(tí)。目前，稀(xī)土資源(yuan)被認爲(wei)是受保(bao)護的戰(zhan)略性礦(kuàng)産資源(yuan)，短期内(nei)大🚩幅度(dù)擴大産(chǎn)量難以(yi)實現。因(yin)此，稀🔞土(tu)的循環(huán)❓利用以(yi)及技術(shù)革新能(néng)夠在一(yi)定程度(du)上緩解(jiě)✊長期的(de)稀土資(zi)源短缺(quē)壓🌏力。風(fēng)力渦輪(lún)㊙️機的壽(shòu)命通常(chang)爲20年，這(zhè)就意味(wei)着☔2040年大(da)量稀土(tǔ)将随風(fēng)機退役(yì)，是🔴可觀(guan)的潛在(zài)稀土資(zi)源。如：2021-2050年(nian)間，镝(Dy)每(mei)年的退(tui)役量将(jiang)從0.01 Gg逐漸(jiàn)增加到(dào)🏃🏻1.2-2.1 Gg (圖2)。在“新(xīn)政策情(qíng)境”(New Policies Scenario )情境(jing)下，回收(shou)的镝(Dy)可(ke)能在2048-2050超(chāo)過對其(qí)的需求(qiu)⛱️。此外，增(zēng)加稀土(tu)使用效(xiao)率及技(jì)術革新(xīn)能降低(di)風力🌂發(fa)電對稀(xi)土🚶‍♀️資源(yuán)的需求(qiú)，能緩解(jie)長期的(de)稀土危(wēi)機。

氣候(hòu)變化正(zheng)困擾着(zhe)整個地(di)球，需要(yao)全球開(kāi)展合作(zuo)迅速☁️應(yīng)對。稀土(tu)不“稀”，但(dàn)其資源(yuan)的需求(qiú)和産量(liang)分布💋具(ju)有明顯(xiǎn)的區域(yu)特性，目(mu)前世界(jiè)各地區(qū)均高度(dù)關注稀(xī)土🐇及其(qi)它戰略(luè)礦産的(de)資源勘(kān)探和生(shēng)産儲備(bei)工作，即(ji)使💞在不(bu)久的将(jiang)來稀土(tu)資源取(qu)得明顯(xiǎn)的資👌源(yuan)增儲，但(dàn)各國對(dui)于這些(xie)不可再(zai)生資🐕源(yuan)的生産(chǎn)和貿易(yi)傾向于(yú)采☔取謹(jǐn)慎保守(shou)的✍️策略(lue)。因此，在(zai)綠色能(neng)源發展(zhan)的問題(tí)上，應該(gāi)提倡國(guó)際合作(zuo)而不是(shi)競争，隻(zhi)有區域(yu)合作提(tí)高📐技術(shù)革新才(cai)能促進(jìn)全球風(fēng)力發電(diàn)更加平(ping)穩的發(fa)展，共同(tong)實現全(quán)球升溫(wēn)控制目(mu)标。

風電(diàn)在世界(jiè)範圍内(nèi)迅速發(fā)展有助(zhù)于穩定(ding)氣候變(biàn)🍓化。鑒于(yú)🌈風力渦(wo)輪機的(de)性能和(he)效率嚴(yan)重依賴(lài)稀土元(yuan)素(主要(yào)✍️是钕⚽、镨(pǔ)、镝)，稀土(tǔ)資源短(duǎn)缺與全(quan)球風電(dian)發🐉展之(zhī)間的沖(chong)突日益(yì)引起關(guan)注。基于(yu)針對特(te)定地區(qu)的動态(tài)物質流(liú)分析👣方(fāng)法，本文(wen)評估了(le)全🔞球及(jí)十個地(di)區在四(si)種風電(diàn)發展情(qing)💃🏻景下的(de)稀土🐅金(jin)屬钕、镨(pu)和镝的(de)供應短(duǎn)缺風險(xiǎn)。研究發(fā)現🙇‍♀️當前(qián)稀土産(chǎn)能無法(fa)㊙️滿足全(quan)球🈲風力(lì)電發展(zhan)的稀土(tǔ)需求。材(cai)料的循(xun)環利用(yòng)和提高(gāo)使用效(xiao)率✨、擴大(dà)生産、以(yi)及技術(shu)革新對(duì)于緩解(jiě)長期的(de)稀土資(zi)源短缺(quē)是有潛(qian)力的。但(dàn)是，現有(you)的全球(qiu)稀土供(gòng)應🈲結構(gou)，加上日(ri)益加劇(jù)的地緣(yuán)政治和(he)環境制(zhì)約💛因素(sù)，可能會(hui)約束風(fēng)電的快(kuai)速發展(zhǎn)。因此，在(zai)可持續(xù)的和可(kě)靠的稀(xī)土供🌍應(ying)鏈上的(de)全球合(hé)作是必(bì)要💃和緊(jin)迫的。