关键性原材料欧盟指南

确保关键原材料的可持续供应对于实现欧盟绿色政策目标、增强地区的韧性和自主性至关重要。Arup可以为您进行指导。 目录表 3492025相关性定义与用途起源波动驱动因素可持续性 本指南旨在为欧盟定义的关键原材料的利用、来源、（宏观）经济和环境问题提供介绍，特别关注那些在推动全球能源转型中发挥关键作用的材料。 导论：关键原材料指南 关键原始材料构成了许多与当今全球挑战（例如能源和数字化转型）进步相关的产品的基础，因此对未来经济至关重要。因此，掌握这些材料的来源对于在为客户（特别是那些运营在能源转型空间的客户）提供顶级咨询方面保持领先地位至关重要。 本指南提供了一个关于起源和过渡挑战的客观视角，同时使用了欧盟关于将原材料定义为全球能源定义中的关键原材料法案（CRMA）中的当前市场标准，以定义关键原材料。 在这样做的同时，可以区分出34种关键原材料和17种战略关键原材料。 在这其中，六种战略关键原材料被认定为与能源转型特别相关，这些材料将在本指南中获得特别关注；包括钴、铜、锂、石墨、镍和稀土元素。 定义与用途 什么是关键原材料？ 战略性的关键原材料对于能源和数字转型领域至关重要。 5.镍：高能量密度在提高电动汽车电池续航能力中至关重要。同时也用于碱性电解质。 战略性关键原材料 17项被归类为“战略”，因为它们对于欧盟战略部门的至关重要性，这些部门对于可持续和有弹性的未来至关重要，例如：可再生能源发电、低碳（排放）替代方案（例如电动交通）和数字化： 在我和欧盟视角下，进展与高供应风险并存。本指南探讨了铜、镍、石墨、钴、锂和稀土元素的重要性，因为这些都是能源转型的重要组成部分。 6.稀土元素：对于能源转型，通过其在永磁体中的应用至关重要。 战略性的关键原材料有助于使欧洲更加独立于战略产品的生产，特别是在绿色能源、数字技术和国防领域。 欧盟对关键原材料的定义 关键原材料 清单将接受定期审查并可以进行更新。 欧盟在其《关键原材料法案》（CRMA）中制定了对关键原材料（CRM）的定义。它明确规定了哪些材料被纳入其中，并可视为市场标准定义。 关键原材料在能源转型中的作用17个定义的战略CRM在相邻的表格中呈现。其中，基于国 际能源署（IEA）关于能源转型中关键矿物的报告，对能源转型至关重要的部分，以及在本文件中进一步分析的，以粗体形式呈现。 欧盟在CRMA中概述了34种关键原料，这些原料对欧盟经济至关重要。这些原料之所以被分类为关键原料，是因为它们的经济重要性和供应风险，即全球需求与供应的不平衡，以及/或者在一个或几个地理区域的供应高度集中。 1.钴：对移动电化和智能设备所需的电子电气化至关重要。 2.铜：电导率对于可再生能源基础设施、储能系统和电动汽车来说是基础性的。 挖掘CRM（客户关系管理）具有与其他采矿行业（包括化石燃料）相似的潜在经济、社会和环境后果。随着对CRM需求的增加，政策制定者应设定相关规定，供应链应追求材料的负责任来源。 石墨：用作电池中的主要材料3. 阳极因其能量密度和成本效益而受到青睐 锂：锂电池具备模块化、高能量特性。4. 密度与高充放电效率 欧盟依赖 欧盟依赖于一个或多个国家以获取他们的大多数CRM。当前例子包括： CRM软件的关键特性 主要目标CRMA是一项旨在解决欧盟经济中关键原材料战略重要性和供应链脆弱性的法规，通过促进其负责任的原材料采购、回收和替代，以确保经济的弹性和竞争力。 中国提供100%100% 的欧盟重稀土元素供应 定量目标：该法案为战略原材料价值链和欧盟供应多元化设定了这些基准： 土耳其提供98%欧盟的硼供应 至少占欧盟年度的10%1. 欧盟提取的消费； 南非提供71%欧盟对铂金的需求 至少25%的欧盟年度消费来自回收；以及 4.不超过欧盟年度的65%。对每个战略原材料的消费材料在任何相关阶段都应提供从单一第三国到2030年。 CRM的关键属性有哪些？ 这是一份不完整的概述，其中包括了针对其预定用途的关键性质映射出的17种战略关键原材料。勾选标记表明这种金属通常被认为是具有或用于具有相应性质。 REE 17种稀土元素在化学上相似到它们通常被集体视为一个元素。尽管它们确实具有使其区分开来的独特性质（例如，它们在电导率和磁性方面有所不同）。在本表中，我们展示了使（某些）稀土元素特别有用的性质。 如何利用关键原材料？ 关键原材料对于构建能源转型所需的资产至关重要。离岸和陆上风电分别需要约15.5吨和10.3吨关键原材料（CRM）每兆瓦。太阳能光伏需要约6.7吨，碱性电解槽需要约3.9吨每兆瓦。电动汽车（EVs）需要约215千克CRM每辆。 ——质子交换膜电解槽依赖于铂（作为阴极）和铱（作为阳极）的使用，这两种金属都非常稀少且昂贵。 高能量密度。石墨占锂离子电池正极的90-95%，确保电池在充放电循环中保持稳定。 MW，海上风电所需的铜量约为陆上风电的2.5倍。这主要是因为较长的距离所需的电力基础设施。 锰由于在各种设备中的重要性而出现。然而，尽管它至关重要，它也是相对常见的，是地壳中最丰富的元素之一（不同说法）。 太阳能光伏– 需要约6.7吨/兆瓦，2. 主要由硅和铜组成。铜用于与风能相同的应 其他材料 用和原因。硅被用作太阳能电池的外层，因为它适合作为半导体，具有良好的热导率，并且是地球上地壳中氧元素之后第二丰富的元素。这使得它成为一种最经济的替代品。剩余部分由多种金属组成，主要是锌和镍。 除了此处讨论的CRM之外，还有其他几个在能源转型中发挥着重要作用的因素，它们应当在关系到此部分的讨论中提及，但在此指南中未作进一步探讨。 硼对核电站至关重要，因为它具有吸收中子的特性。硼和核回旋在此指南中未作进一步研究。ener – 铝被归类为CRM，常用于制造电动汽车电池，与上述提到的材料并列使用 客户关系管理 | 对能源转型的重要性 许多客户关系管理（CRM）对于构建能源转型所需的资产至关重要。对面的图表显示了制造几个重要能源转型驱动因素所需的CRM数量。 （碱性）电解槽- 约需3.9吨 /3. MW. 这其中的绝大多数是镍（约85%），用 于电极。镍因其高导电性、热稳定性和良好的电气性能而被使用。其余部分通常包括铜、铬、锌和稀土元素（REEs）。较新的技术（PEM、SOEC）也依赖于钴。 离岸和陆上风电能- 高居首位1. 列表，分别需要约15.5和10.3吨/兆瓦。其中 大部分为用于发电机的铜，以及用于电线、管材、电缆和升压变压器的铜，因其导电性和散热能力。其次是锌，主要用作需承受恶劣天气条件的涂层，因为它具有很强的耐腐蚀性。其余部分主要是锰、铬、镍、稀有元素和钼。每 电动汽车要求多种4. 客户关系管理（CRM），主要用于制造 电池。每辆车大约使用215kg。它们需要铜来制造电池、逆变器以及线路。大多数汽车都配备有锂离子电池，阴极由镍-锰-钴（NMC）组成。为了增强电动汽车的续航能力，由于镍的特性，在其中加入更多的镍。 来自哪里是关键性重要原材料？ 矿物提取的大多数集中在几个国家。全球矿产加工的集中度更高。中国在CRM加工领域占据主导地位，是6种选定的CRM能源转型（稀土和石墨分别占89%和100%）中的5种最大的供应商。 主要国家 提取 处理中 提取针对能源转型的选定CRM主要被少数几个大国所主导，因为这些矿物主要集中分布在特定的地理区域。 CRM的处理在地理位置上更加集中，中国就占了平均非加权64%的处理量（因此直接供应）所选的6种CRM。 钴： 中国：1.加工100%的石墨，89%的稀土和75%的钴产量。这得益于其靠近提取地点（对于稀土 2. 铜智利在2023年提取了500万吨铜（占世界总量的23%），排名高于秘鲁的260万吨和刚果的250万吨（两者均为约12%）。1.刚果钴矿开采量预计为2023年的0.14百万吨，占全球总量的71%。 和石墨而言），靠近全球可再生能源和数字产品价值链，拥有采矿供应链，以及由于劳动力成本较低和政府补贴，加工成本相对低廉。 智利：2. 是第二大加工国，加工了33%的锂和12%的铜。 3.石墨：中国在2023年提取了1.23百万吨石墨，占世界总量的74%。 3. 欧盟：缺乏存在感，因为只有芬兰处理了所选CRM的重要部分（钴的10%）。很明显，CRMA的2号和4号目标（从国内欧盟加工中去除40%的CRM，以及不超过65%的一种矿物由单一第三方国家供应）远未实现。 锂：澳大利亚在锂提取方面领先，2023年其产量约为0.09 MMT，占世界总产量的约43%，而位居第二的智利产量约为0.06 MMT（29%）。 镍：印度尼西亚在镍提取领域占据主导地位，2023年（47%）共提取了1.8 MMT，领先于菲律宾（0.4 MMT，12%）和俄罗斯（0.2 MMT，5%）。 6. 稀土元素：2023年中国提取了0.24百万吨稀土元素（占全球总量的68%） 这些关键原材料有多稀缺？ 考虑到这些关键原材料的持续勘探、技术进步以及高可回收性，资源枯竭的风险通常较低。然而，随着需求增长超过提取率提高，预计未来几年将出现供应约束。 1. 铜：当前铜储备可以维持每年提取量约37年。有趣的是，自1960年以来，这个数字平均保持不变，这主要是因为在价格上涨时进行勘探，这导致更大一部分铜资源被认定为具有商业开采价值。在2000-2022年期间，共开采了3960万吨铜，但储备量增长了4330万吨（见对面的图表）。然而，预计到2040年，全球铜需求量将增加2-3倍。预计全球供应量将从目前的每年2400万吨增加到2040年的4400-4800万吨。如果需求以这种速度增长，商业开采资源的勘探可能无法跟上，这仍将导致短缺。近年来，已经出现了铜供应短缺，而目前的提取速度仍在继续。 稀土元素：当前储备可能维持413年的当前水平。6. 综合所有因素，对于所选CRM中的许多，似乎出现了稀缺（提取率。国际能源署预测，到2040年稀土元素的需求将增加3-7倍。BCG声称，为了避免到2030年出现短缺，应启动20个新的稀土项目。 即供应困难）的情况。然而，这并不仅仅是因为枯竭的风险，而是因为开采率没有跟上需求的增长（见下图表）。由于价格波动性高，矿业投资既昂贵又有风险。至于正在审查的矿物，其不确定性还受到它们可能随着技术的进步而被证明是可替代的程度的影响。这一点在章节“波动驱动因素”中进一步探讨。2500 储备选定的客户关系管理（CRM） 根据英国可持续矿物发展中心，\"已被充分评估，且被认为具有商业开采可行性的那部分矿物资源被称为矿物储备。\" 评估过程涉及钻孔及相关的测试工作，以证实存在足够数量和质量的可开采矿产资源。重要的是，这并不包括是否已获得合法的开发进入权或有效的规划许可证，这意味着虽然被视为商业上可行的资源，但矿物储备并不总是可提取的储备。 钴：当前的储备可能按当前速率维持30年。2. 提取。国际能源署预测，到2040年，对钴的需求将增加6-21倍。钴的供应在2021年出现短缺之后，也出现了过剩。 石墨：当前石墨储量将维持193年。3. 稀缺 当前的开采率。然而，到2040年需求将增长8-25倍，可能导致短期内出现供应短缺（一些来源预计已从2025年开始）。 所有选定的CRM都有充足的储备，可以保证在未来几十年内供应逐年提取的量。考虑到持续的勘探、技术进步和高可回收性，对于大多数CRM来说，资源枯竭的风险通常较低。 锂：当前储备按现有比率可持续使用85年。4. 提取。IEA预测到2040年锂的需求量将增加13-42倍。CNBC预计2025年将出现短缺。镍：目前储备按当前的开采速度可以维持31年。国际能源署 本页面所引用的资料来源包括：Statista、McKinsey、S&P global、ICSG、Macquarie Research、UBS、CNBC、ING、IEA。 （IEA）预测，到2040年镍的需