印度清洁能源转型的关键矿物

工作纸 印度清洁能源转型的关键矿物 NiharikaTagotra、NidhiSrivastava、AbhinavSharma和T.S.Gowthami CONTENTS 亮点......1总结执行摘要.2背景.. ....2引言.3在能源转型背景下绘 制印度关键矿物需求图。5关于印度关键矿物脆弱性✁讨论.10关 键-外围经济动态的关键矿物体系..... .13结论......16附录A......18附录B.. ....19参考文献......22致谢.28作 者简介.28 工作论文包含初步的研究、分析、发现和建议。它们旨在激发及时讨论、促进深入反馈，并影响新兴议题持续讨论中的决策过程。 建议引用：塔戈特拉，尼哈里卡，尼迪希·斯里瓦斯塔瓦，阿比纳夫·夏玛，和T.S .高塔马米.2024.“印度清洁能源转型的关键矿物”。工作论文。印度新德里：世界资源研究所。在线获取：https://doi.org/10.46830/wriwp.23.00063. ▪ HIGHTS 印度对关键矿物的需求预计会急剧上升。当前的生产水平表明存在明显的国内供应缺口，这些矿物目前正从少数国家进口。 ▪国家集团。 为克服国内短缺、减少进口依赖并建立具有韧性的供应链，必须增强国内这些矿物质的生产和加工，并围绕回收和再利用开发终期生态系统。应具备足够的机构能力与 ▪需要政策监管框架来实现这些成果。 如果矿物开采的社会环境影响未能得到充分缓解，当地社区的信任将会丧失，导致项目延期和成本超支。为了开发资源，获得运营的社会许可至关重要。 ▪ 中国，作为一个中上等收入经济体，不符合传统核心-外围模型对资源经济的解释。它在中游和下游关键矿物价值链条中占据主导地位 。对于印度而言，建立低成本的规模经济并在矿产加工和制造领域以及促进创新方面对于国内清洁能源技术制造至关重要。 ▪ 印度可以通过增加投资、提升多元化、解决社会和环境问题以及利用这些组合来建立战略伙伴关系，从而围绕关键矿物质构建合作伙伴关系。这将有助于巩固合作关系以确保供应安全。 工作文件|1.0版|2024年6月|1 执行摘要 背景 矿物的价值链始于勘探，终于最终产品的销售，其中一小部分矿物质通过回收环节进行循环。由于某些矿物对特定经济部门的有用性、供需失衡、供应链中断风险高以及矿山的长期生产周期（美国能源部2024年），一些矿物被认为至关重要。这些关键矿物是更大矿物群体的一个子集，它们具有相似的价值链。然而，它们独特的地理分布及其在能源转型中的重要性要求我们对它们从矿床到市场的轨迹进行细致分析。因为这些矿物是多个清洁能技术（CETs）的关键投入，因此它们的价值链对于多个最终应用的CETs及其应用的价值链至关重要。 供应的弹性和可持续性是印度需要关注的领域。印度的关键矿物经济遵循能源技术曲线；也就是说，尽管国内CET制造业行业迅速增长，但对关键矿物需求的国内关注才刚刚开始。此外，关于关键矿物开采和能源转型的政策在国家政府与州政府之间几乎没有重叠管辖权。 采矿往往对当地社区产生负面影响，这是一个在印度乃至全球长期存在的问题。印度对特定矿物种群的国内开采推动可能加剧这些问题。随着关键矿物的国内产量提升，如酸性矿排水和空气、水、土壤污染等采矿活动的环境外部性问题引发了关于供应可持续性的担忧。这些担忧必须得到妥善解决。 关键矿物对印度同样具有重大意义，随着印度在其大部分行业中推进能源转型，其对关键矿物的需求预计会显著增加。它还计划从国内制造中获取这些技术的大部分 。满足这些需求需要加强其矿物供应链，由于国内短缺 、印度管辖范围外高度集中的供应链以及与政策、法规和机构相关的国内挑战等因素，这些供应链仍然脆弱。鉴于印度能源转型目标（PIB2022a），本报告专注于电动汽车（EV）电池和用于可再生能源传输（CETs）的固定电池储能系统。估计的矿物质需求和各种技术情景表明有七种关键矿物质：铝（氧化铝）、钴、铜、石墨、锂、锰和镍。这些矿物质是根据各种研究和不同组织进行的综合评估以及模型场景选择的（参见附录B，表B-1）。 研究问题 鉴于矿产供应安全、韧性和可持续性之间的复杂关联，以及关键矿产的全球政治经济背景，印度的政策制定需规划一条路径，以确保印度的关键矿产供应安全。 关于这篇论文 本文阐述了“关键矿物”中“关键”一词的意义，通过强调影响印度这些矿物可用性的脆弱性。通过分析印度关键矿物质供应的国内脆弱性、剖析全球矿产资源流动的政治经济，并将这些置于印度能源转型的背景下，本文构建了印度的关键矿物情景。最后，基于这些观察，本文提出了确保印度关键矿物经济的前进方向。 要了解为什么矿物对于实现印度的净零目标至关重要，第一步是估算印度CET的矿物需求。这项研究根据公布的情景预测，估计了印度到2050年的矿产需求。这 样做是基于这样的假设，即2070年的净零目标意味着 印度的排放量将在2050年左右达到峰值。估算是基于矿物密集型蓄电池(用于电动汽车和固定存储)支持的CET的要求。与现有储量和矿产生产水平相比，这些估计揭示了潜在的供需失衡，这是印度矿产供应脆弱性的基础。 进近 当关键矿物经济与全球能源转型的动力相互对比时，展现出有趣的发展动态。为了更好地理解和解释这些动态 ，尤其是在印度关键矿物供应脆弱性和全球关键矿物资源流动的政治经济之间的交汇点上，本文采用了两种框架。脆弱性评估框架关注印度国内矿物供应的脆弱性。这一框架基于国际能源署（IEA2022b）定义的影响供应中断的因素。此外，本文依赖核心-外围框架来解释政治动态。 2| 全球矿产资源流动的经济体系及其对新兴景观中印度位置的定位。核心-外围框架被广泛应用于解释全球范围内的资源交换。尽管它也被用于解释资源经济的发展结果 ，但基于本次研究的目的，我们仅使用该框架来解释资源交换，而不涉及相关的发展结果。 核心-外围框架依赖于全球的基本假设，即初级资源从外围地区的开采地点流向核心市场的中心市场（Dodge,2021）。该框架源自约翰·弗里德曼（Friedmann,1966）提出的中心-外围模型，并用于分析各国在国际贸易中的地位（Zhou等,2022）。此模型有助于根据全球经济规模发展、运输成本和贸易国家国民收入中制造业份额来解释资源流动的本质（Krugman,1991）。为此，本文使用核心-外围框架作为视角，来探讨关键矿物在全球交换中的性质，并将印度置于新兴的关键矿物政治经济体系中。这一双管齐下的做法有助于描绘印度在关键矿物生态系统中的脆弱性和国际位置。 Discussion 通过核心-外围框架的视角进行审视，关键矿物产出呈现出有趣且与该框架预期不符的结果。最显著的异常现象不仅是存在，而且几乎是主导性的是一个先进的中等收入国家——中国，在关键矿物经济的核心地位，几乎垄断了矿产生产、加工和CET制造。框架中的偏离强调了需要一个单独的理论模型来解释关键矿物的政治经济学。此外，在关键矿物-清洁能源领域观察到的合作伙伴关系建立在与传统燃料案例中观察到的根本不同的利益之上。 INTRODUCTION 打开“关键矿物”中的“关键” 本节概述了关键矿物持续讨论的主要内容，涵盖关键性矿物、矿物供应的脆弱性、关键矿物生态系统的发展前景以及生态系统对社会和环境的影响等话题。通常，关键矿物的概念基于资源消耗型发达国家的关切。这一视角需要根据印度的情况进行重新审视、定位并更新，因为印度正致力于将其能源系统向更多依赖清洁能源技术 （CETs）的方向转型。这一调整不仅对印度有益，对那些正在迅速扩大CET部署承诺的其他经济体也同样适用 。 背景 全球能源转型的关键推动者机构，如国际能源署（IEA） 、国际可再生能源署（IRENA）、美国能源部（U.S.DOE）和欧盟委员会（EuropeanCommission），均评估了关键矿物对于清洁能源转型的重要性（IEA2023b；IRENA2023；U.S.DOE2024；EuropeanCommission2023）。所有这些报告都强调了关键矿物在清洁能源转型中的核心作用，因为这些矿物是大多数清洁技术（CETs ）的主要输入。然而，大部分报告都是基于资源消耗型发达国家对其经济中使用关键矿物的担忧。 最近，资源消耗型发展中国家也开始出现关于关键矿物的文献研究。近期的研究分析了脆弱性框架，并确定了印度及其他国家对关键矿物需求的优先领域（CEEW等 ，2023年）。研究评估了印度在供应脆弱性方面的关键性水平，包括矿物集中度、瓶颈（通过瓶颈分析识别） 、进口依赖以及治理指标（查德哈等，2023年）。 在印度，一个由政府任命的委员会在2011年分析了某些“战略矿物”（PlanningCommission,2011）。随后，矿业部（MoM）于2012年发布了一份报告，从长期国家原材料安全的角度审视了稀有地球元素和能源关键元素的状态与可用性（CSTEP与印度政府,2012）。然而，在那几年里，印度政策及文献中对关键矿物的关注并不显著。近年来，几项关于印度面临的关键矿物相关挑战的研究开始探讨能源领域的问题。 在所有领域（包括电信、汽车和国防等）以及印度的能源转型目标和全球对净零路径中关键矿物重要性的关注背景下，这一话题引起了新的兴趣。近期的一些研究聚焦于从印度视角探讨能源转型与关键矿物之间的相互联系（Chadha和Sivamani,2022；CEEW等，2023；Chadha等，2023）。 能源转型对矿物的需求 国际能源署（IEA）在其旗舰报告《世界能源展望特别报告》（IEA2022b）中，识别了对全球能源转型至关重要的关键矿物和金属。同时，该报告分析了可能威胁全球集体实现能源转型努力的供应链风险。预计到2040年，部署的清洁能源技术（CETs）对矿物的需求将几乎增加四倍（IEA2022b）。各种报告和研究对于某些矿物，如钴、锂、镁、钛和锌（Valero等，2018 ；Weil等，2020），镍（Nate等，2021），镓和钕（Bruckner等，2013），以及碲（McLellan等，2016）的供需失衡问题提出了担忧。 矿物的供需结构表明，技术经济上可行且可获取的矿物质数量有限，增加其产量可能需要10至20年（McLellan等，2016年）。对于关键能源转型技术（CETs），短期内对铟、硒（McLellan等，2016年）以及钕、镝的需求可能会超过供应量，长期来看铜和锂的需求也可能超过供应。这是因为这些矿物的需求正在超过其供应。这种矿物的供需失衡可能会影响使用它们作为关键输入的CETs的价格。原材料占锂离子电池总成本的50%至70% ，如果锂或镍的价格翻倍，电池的整体成本可能会增加近6%（国际能源署，2022年b，第11页）。类似地，铜和铝的成本占电网总投资成本的近20%（国际能源署，2022年b，第11页）。 理解关键性 确定关键性的一个重要方面涉及评估供应链对可能中断的脆弱性，这考虑了诸如储备和生产集中度、国家风险、地缘政治风险、可回收性、技术发展、替代性以及贸易等因素（Frenzel等，2017年；Dominish等，2019年；Zepf，2020年；CEEW等，2023年）。目前尚无“关键矿物”的普遍定义，但存在几个参数，大致可以分为 以下类别： 在评估关键性时（Srivastava和Kumar,2022；Chadha等人,2023；欧盟委员会,2023），考虑了经济和供应指标。用于评估矿物质关键性的因素是动态变化的，并在地方、区域和全球层面持续演变。因此，关键矿物的名单会根据技术选择的变化、矿物质相对重要性的变化以及供应链的变动而发生变化，并且不同国家、不同背景和不同时期的列表也各不相同（Gilbert,2020；Bilek等人,2023；CEEW等人,2023）。2023年6月，印度政府发布了一份包含30种关键矿物的清单（MoM,2023a），并相应地修订了其采矿和矿物法律。 评估漏洞 政府和研究人员采纳了多种方法来评估矿产的至关重要性，这些方法