在2021年5月7日，倫敦金屬交易所銅盤中價格創下每噸10,200美元的歷史新高。而且不只是銅價格而已，普氏62％鐵礦石的價格指數也達到10年來高點。

專家分析，造成這波礦物原料價格漲價主因，固然與新冠疫情、供應斷鏈密切相關。然而，近年來全球綠色能源轉型風潮正夯，其所帶動的電動汽車、電網、風力渦輪機和其他乾淨能源技術，也是促使礦物與稀土需求大增的重要原因。

可以預見的是，礦物與稀土是未來20年之間乾淨能源競逐賽中的新聖杯。礦物與稀土的開採與供應，既是國家安全的焦點，同時也會成為企業風險評估的關鍵項目。

IEA最新旗艦報告：21世紀能源安全端賴礦物與稀土

幾乎於此同時，國際非政府組織「國際能源署」（IEA）於5月公布一份特別報告《關鍵礦物對潔淨能源轉型的重要性》（The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions）。迄今為止，這是對於乾淨能源與礦物原料所做過的最全面之分析，也是IEA《世界能源展望》（World Energy Outlook）旗艦報告的一部分。

在這份長達287頁的報告中，IEA檢視不同的情境、不同能源產業，對於銅、鋰、鎳、錳、鈷、石墨、鉻、鉬、鋅、矽、稀土（編者按：稀土並非土，而是17種化學元素總稱）等礦物之需求預估。

該分析報告指出，21世紀的能源安全樣貌將迥異於往昔。各國政府必須明確說明其將會如何實現氣候承諾，同時透過合作，以達成降低礦物資源的價格波動、供應中斷等風險。

關鍵一、乾淨能源對礦物的需求是傳統能源的6至9倍

報告指出，乾淨能源所提供的動力系統（例如：太陽能電廠、風力發電廠、電動汽車廠），較諸傳統石化燃煤能源動力系統，將會需要更多的礦物原料或稀土。其中，電動汽車所需要的礦物種類與量是傳統汽車的6倍。而陸上風力發電廠所需要的礦物資源，則是燃氣發電廠的9倍。而自2010年以來，隨著再生能源投資比重的不斷攀升，一個新的發電設備所需的平均礦物數量增加了50%。

關鍵二、不同乾淨能源需要不同的礦物或稀土

由乾潔能源技術提供動力的能源系統所需要的礦物，與由傳統石化能源電力系統所需要的礦物，兩者有甚大差異。例如：電動車需要大量的銅（Copper）和鎳（Nickel），以及鋰（Lithium）、錳（Manganese）、鈷（Cobalt）、石墨 （Graphite）等，而傳統汽車製造則需要的是銅和錳；兩者之間差異甚大。

再者，以陸域風電和離岸風電產業，會需要大量銅與鋅（Zinc），離岸風電則另外需要稀土（Rare Earth）元素。而太陽能發電，則對銅和矽（Silicon）需求量較大。這些都迥異於傳統能源產業對礦物的需求。

（乾淨能源技術對關鍵礦物的需求，其種類不同於傳統能源／圖片來源：IEA）

該報告同時指出，隨著全球邁向乾淨能源轉型，能源產業將會成為消耗最多礦物的產業。

關鍵三、2040年礦物需求量將大幅成長

這份報告同時也以「2010年」為基準，推衍出「2020年」、「依據各國政府宣布之淨零政策截至2040年」、「依據IEA所設定的永續目標截至2040年」等3種情境，預估全球礦物需求量的增長情況。

結果發現，以鋰需求而言，2020年需求量已較2010年增加超過20%；若依各國政府的淨零政策來看，2040年鋰需求將會增加將近80%；若依IEA所設定的永續目標來看，2040年鋰需求將會增加超過90%。相同的3種情境，鈷的需求增長則為: 接近20%、40%、70%。而鎳需求增加長率則為: 接近10%（2020年）、接近40%（政府淨零政策宣示截至2040年）、60%（IEA永續目標截至2040年）。

（IEA推算不同情境下不同礦物需求量，可能增加比率一覽表／圖片來源： IEA）

1. STEPS = Stated Policies Scenario（各國政府所宣示的淨零政策之情境）
2. SDS = Sustainable Development Scenario（IEA根據《巴黎協議》所設定的永續目標之情境）

關鍵四、乾淨能源對礦物需求量至少增長4倍

IEA數據指出，整體而言，為達成氣候目標到2040年，乾淨能源技術對礦物的需求量至少增長4倍。而其中與電動汽車相關的礦物，其需求量增長得特別快速。若以2020年需求量為基數，鋰、石墨、鈷、鎳、稀土的需求成長量，則分別為：42倍、25倍、21倍、19倍、7倍。

（IEA推算不同情境下，對礦物需求量激增一覽表／圖片來源：IEA）

關鍵五、礦物供給與投資面臨的5大變數

該報告亦指出，當今全球尚未對乾淨能源所需要的礦物之供給與投資，進行規畫，因而增高了未來的成本與風險。

（相較於傳統能源產業的石油和煤礦，乾淨能源的礦物與稀土更為集中在少數國家境內／圖片來源：IEA）

總括來說，下列因素將讓能源安全的未來充滿變數：

一、特定礦源集中在少數國家境內

全球礦物生產集中在少數國家境內。例如，鋰、鈷與稀土其3/4礦源與產量，集中在全球3個國家境內。其中，單就2019年，剛果的鈷就占全球產量的70%，中國的稀土也占全球產量的60％。

不僅生產如此，礦物冶煉技術也掌握在少數國家手中。例如，全球35%的鎳冶煉、50%至70%的鋰冶煉和鈷冶煉、甚至將近90%的稀土冶煉，都得仰賴中國。

二﹑礦物開採費時甚久

根據IEA的分析，從發現到首次生產、採礦的所有流程平均需要16年以上。這麼長的交貨期，會帶出有關供應商提高產量的能力或資金的問題。

三、礦物品質降低

地球資源有限，不僅是數量下降而已，還有質量也同樣在下降。以智利為例，15年來其銅礦的等級下降了30％。造成從較低等級的礦石中，想提煉出相同數量的金屬，需要更多的礦土、能源。如此不僅成本增高，更會惡化溫室氣體排放和廢物量。

四、對環境和社會影響之審查日益嚴格

礦產資源的生產和加工，目前已經造成各種各樣的環境和社會問題，如果管理不善，對當地社區會造成危害和供應中斷。有越來越多消費者和投資人呼籲公司採購永續且當責生產的礦物。

五、開採礦物會增加氣候曝險

礦物開採會增加氣候曝險。例如：銅和鋰的開採特別需要用水；然而今日鋰和銅有50%以上的產量，是集中在水資源窘迫的國家境內。包括：澳大利亞、中國和非洲，都正在遭受極端高溫或洪水的侵襲。礦物開採對氣候變遷，將造成更大的風險與傷害。同時，對供應鏈的可靠性和永續性，都是嚴峻挑戰。

面對這些變數，IEA指出，積極發展新興能源科技是最佳出路。例如，過去10年之間，太陽能電池研發成果，可減少使用40-50％的銀和矽，導致太陽能發電產業有了驚人的成長。以及，IEA也呼籲各界積極礦物回收利用（recycling），並強化供應鏈的韌性（resilience）和永續性（sustainability）。

關鍵六、IEA提供決策者的6項建議

有鑑於乾淨能源政策權責歸屬於政府與企業，IEA乃針對決策者提出6項建議：

建議一、宜確保足夠的礦物投資以及多元化的來源

決策者若能針對能源轉型和關鍵乾淨能源的成長軌跡技術，做出明確且強烈的宣示，對於新資源的供應與投資將具有即時且關鍵性的作用。

建議二、全面推動礦物價值鏈的創新技術

擴大礦物與稀土生產與需求兩端的創新技術與研發，力求提高礦物的使用效率、尋找替代材料、以及開發新材料資源，為自然環境和能源安全帶來實質效益。

建議三、擴大礦物回收規模

在即將到來的廢棄物大量湧現之前，政府和企業可預先做好轉型的準備。透過鼓勵廢棄物回收以延長產品的使用壽命，並提供高效率的廢棄物回收和分類機制。以及針對回收科技，鼓勵提供研發基金。

建議四、增強礦物供應鏈韌性以及市場透明度

決策者可研擬系列措施，以改善不同礦物種類之供應鏈韌性，以及市場透明度。其方式包括：常規性市場評估與壓力測試，以及特定情境下的自願性戰略庫存。

建議五、納入更高的ESG標準

決策者可努力針對更高的ESG（環境、社會、治理）標準，設定激勵因素，以有效地且負責任地提高礦物開採之質量，與降低採購成本。如果乾淨能源的行業參與者具有更高的ESG標準，將可激發更多供應商、創造更多元的市場。

建議六、加強供應與採購之間的國際合作

決策者應該針對供應與採購之間的對話、決策做協調。包括善用類似IEA組織或者是其他倡議，這些組織的現有下列行動，將有助於快速整合國際運作框架。

（1）提供可靠和透明的數據；
（2）定期評估對供應鏈與對全球之潛在影響；
（3）於礦物永續性與負責任的開發範疇，提供充足的知識傳播與能力建置；
（4）提升環境和社會作為之標準，以確保公平競爭場域。

 

核稿：倪上筑

 

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參考資料：The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions – World Energy Outlook Special Report
IEA report looks at critical minerals in clean energy transitions
圖片來源：Wolfgang Hasselmann

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