綠色能(neng)源的發展是(shì)應對全球氣(qi)候變化、減少(shao)化石㊙️燃料的(de)依賴🏃的重要(yao)舉措。風能是(shì)一種清潔低(dī)碳的可再生(sheng)能♍源，但具有(yǒu)較高的成本(běn)效益，目前已(yi)經受到世界(jiè)☂️各國的廣泛(fàn)關注。國際能(neng)源署評估顯(xiǎn)示，在現有能(néng)源與氣候相(xiàng)關政策下，全(quan)球風電累計(ji)裝機容量将(jiang)在2050年達到2870 GW, 相(xiàng)當于2018年的五(wǔ)倍。到2050年，中國(guó)風電⛹🏻♀️在全國(guo)電力供應中(zhōng)的比例将提(ti)高到20%，而美國(guo)将提高到35%。除(chú)此之外，其他(ta)非洲和南美(mei)的國家也緻(zhì)力于🌈推動風(feng)電的大規模(mó)💃🏻使用。風力發(fā)電裝置的核(hé)心部🐉件是風(feng)力渦輪機，它(ta)的性能和效(xiào)率嚴重依賴(lài)于稀土元素(su)，尤其是钕、镨(pǔ)、镝的使用。這(zhe)些稀土元素(sù)産能🌈有限，來(lai)源單一（超過(guo)80%來自中♊國），全(quan)球供應鏈十(shi)分脆弱。因此(ci)，全球稀土資(zī)源短缺與全(quan)球風電發展(zhǎn)之間的沖突(tū)可能日益嚴(yán)重。
有效地評(ping)估和預測稀(xi)土資源的可(kě)利用程度有(you)助于調和稀(xi)😄土☀️資源供應(yīng)與風電需求(qiú)日益增長之(zhi)間的矛盾。比(bǐ)如，考慮到未(wèi)來稀土資源(yuán)的短缺風險(xiǎn)，有些國家試(shì)圖将稀土限(xian)制因素納入(ru)到風能發電(diàn)裝置的設計(ji)和推廣中。現(xiàn)有研究重點(dian)放在了全球(qiu)整體的稀土(tǔ)資源系統和(hé)風電行業之(zhī)間的沖突上(shang)，而缺乏針對(duì)每個地區的(de)風電藍圖開(kāi)展稀土供♈應(yīng)風險調查。Cell Press旗(qi)艦刊One Earth在其最(zuì)新🏒7月刊發表(biao)了山東大學(xue)藍綠發展研(yán)究院李佳👈碩(shuo)研究員、博士(shì)生彭焜、張甯(níng)教授和馮奎(kui)😘雙教授聯合(he)中科院城市(shi)環境研究所(suǒ)汪鵬助理研(yán)究員、清華大(da)學關大博教(jiāo)授、倫敦大學(xue)學院孟靖助(zhù)理教授、上海(hai)交通大學魏(wèi)文棟副教授(shòu)和👈華中科技(ji)大學楊晴教(jiao)授等國内外(wai)多家學術機(ji)構✌️專家學者(zhě)㊙️針對不同氣(qi)候目标下稀(xi)土資源供應(ying)與風電發展(zhan)需求之間矛(máo)盾沖突的最(zui)⭕新研究工作(zuo)。
▲圖1 全球累計(jì)風電裝機容(rong)量和稀土資(zī)源需求
▲圖2 2021-2050年10個地區(qu)累積的镝(Dy)需(xū)求和退役量(liang)以及镝的儲(chu)量♉分布
在此(ci)背景下，擴大(da)稀土生産、材(cái)料循環利用(yòng)、提高稀土使(shi)用效率💯、以及(ji)風機技術革(gé)新都能一定(dìng)程度上緩解(jiě)稀土🔱資源短(duan)缺💰問題。目前(qian)，稀土資源被(bei)認爲是受保(bao)護的戰略🚶♀️性(xing)礦産資源，短(duǎn)期内大幅度(du)擴大産量難(nán)以實現。因此(ci)，稀土的循環(huán)👣利用以及技(ji)術革新能夠(gòu)在一定程度(dù)上緩解長期(qi)的稀土資源(yuan)短缺壓力。風(feng)力渦輪機的(de)壽命通常爲(wei)20年，這就意味(wei)着♍2040年大量稀(xī)土将随風機(jī)退役，是可觀(guān)的潛在稀土(tu)資源。如：2021-2050年🔞間(jian)，镝(Dy)每年的退(tui)役量将從0.01 Gg逐(zhu)漸增加到1.2-2.1 Gg (圖(tu)2)。在“新政策情(qíng)境”(New Policies Scenario )情❤️境下，回(hui)收的镝(Dy)可能(neng)在2048-2050超過對其(qi)的需求🔆。此外(wài)，增加稀土使(shi)✔️用效率及技(jì)術革新能降(jiang)低風力發電(diàn)對稀土資源(yuán)的需求🛀🏻，能🚶緩(huǎn)解長期的稀(xī)土危機。
氣候(hòu)變化正困擾(rǎo)着整個地球(qiu)，需要全球開(kāi)展合作☔迅速(sù)應🔆對。稀🈲土不(bú)“稀”，但其資源(yuán)的需求和産(chan)量分布具有(you)明顯的區域(yù)特性，目前世(shì)界各地區均(jun1)高度關注稀(xi)土及其它戰(zhan)略礦産的資(zi)源勘探😍和生(shēng)産儲備工作(zuò)，即使在不久(jiǔ)的将來稀土(tu)資源取得☔明(míng)顯的資✏️源增(zēng)儲，但各國對(duì)于這些✨不可(ke)再生資源的(de)生産和🌈貿易(yi)傾向于采取(qu)謹慎保守的(de)策略。因此，在(zài)綠色能👌源發(fa)展的問題上(shàng)，應該提倡國(guo)際合🔞作而不(bú)是競争⚽，隻有(you)區域合作提(ti)高技術革新(xīn)才能促進全(quan)球風力發電(diàn)更加平穩的(de)發展，共同實(shi)現全球升溫(wen)控制目⭕标。
風(feng)電在世界範(fan)圍内迅速發(fa)展有助于穩(wen)定氣候變化(huà)。鑒于風力渦(wō)輪機的性能(néng)和效率嚴重(zhong)依賴稀土元(yuán)素(主要是钕(nü)、镨、镝)，稀土資(zī)源短缺與全(quan)球風電發展(zhan)之間👉的沖突(tū)😘日益引起關(guān)注😄。基于針對(duì)特定地區的(de)動态物質流(liu)分析方法，本(ben)文評估了全(quan)球及十個地(di)區在四種💁風(fēng)電發展情景(jing)下的稀土金(jin)屬钕、镨和🏃♂️镝(di)的供應短缺(que)風險。研究發(fā)現當前稀土(tu)産能無法滿(mǎn)足全球風力(lì)電發展的🏃🏻稀(xī)土需求。材料(liao)的循環利用(yòng)和提高使用(yong)效率🤩、擴大生(sheng)産、以及技術(shù)革新對于緩(huan)解長期的稀(xi)土資源短缺(quē)是有潛力的(de)。但是💚，現有的(de)全球稀土供(gòng)應結構，加上(shàng)日益加劇的(de)地緣政治和(hé)環境制約因(yin)素，可能會約(yue)束風電的快(kuai)速發展。因🔆此(cǐ)，在可持續的(de)和可靠的稀(xi)土☀️供應鏈上(shang)的全球合作(zuò)是必要和緊(jǐn)迫的。
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