关键矿物和材料在特定能源技术中的应用

该报告聚焦于关键矿物和材料在选定能源技术中的应用，包括太阳能光伏、风能、电动汽车电池以及大规模储能电池。

能源转型背景

• 全球变暖促使国内外政策制定者寻求替代能源，以减少化石燃料依赖。
• 减排目标推动了对低碳技术的兴趣，例如太阳能光伏、风能、电网规模的储能电池和电动车（EV）。

关键矿物与材料需求增长

• 新技术的需求增长导致了对其构建和维护所需原材料和资源的需求增加。
• 政策制定者对关键矿物和材料的兴趣增加，尤其是当供应链涉及潜在对手国家时。

关键矿物和材料清单

• 包括铝、钴、铜、电气钢、氟、镓、石墨（碳）、锂、镁、镍、铂、硅、碳化硅等。
• 美国地质调查局（USGS）和能源部（DOE）负责确定关键矿物和材料列表。

中国在供应链中的角色

• 中国自上世纪90年代以来优先发展关键矿物和稀土元素政策，通过“一带一路”倡议投资海外矿产资源和制造能力。
• 中国在全球矿物加工市场占有重要份额，如镍（68%）、铜（40%）、锂（59%）和钴（73%）。

国内与国际供应风险

• 国际供应链风险包括资源存在、技术可行性、环境和社会影响、政治因素和经济成本。
• 中国控制着某些关键矿物的重要市场份额，使得供应链对单一国家的依赖成为问题。

美国能源部的角色

• DOE评估关键材料的短期和中期重要性，提出战略框架来应对供应风险。
• DOE通过多元化供应、开发替代材料、提高效率、循环经济和加速科学发现来应对挑战。

技术发展趋势

• EV和电池技术的进步、全球风电容量扩张、固定储能扩展、电力电子材料的转变等都影响着矿物和材料市场。

矿业行业挑战

• 开采和加工关键矿物是能源密集型过程，需要时间、资金和环境许可。
• 美国严格的环保法规延长了开采周期，而其他国家可能面临环境后果。

站储市场趋势

• 氧化还原液流电池（RFBs）适合固定储能，可以减少对昂贵矿物的需求。
• 流电池市场份额预计到2040年将增长至10%-15%，如果成本下降且技术成熟。

美国政策与立法

• 近期立法如《2020年能源法案》、《基础设施投资与就业法案》等涉及关键矿物供应链安全。
• 议会讨论了国内采矿法改革、关键矿物回收研究、建立任务小组等议题。

报告综合了能源政策分析、供应链管理、技术创新和地缘政治考量，提供了对关键矿物和材料在能源转型中作用的全面视角。

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