关于绿色能源转型的一个普遍担忧是，我们是否有足够的材料来建造所需的所有风力涡轮机和太阳能电池板。一项新的分析表明，地球有足够多的东西可以绕一圈。
如果我们要从化石燃料转向可再生能源，那么至关重要的技术需要一些高度特殊的材料。例如，风力涡轮机需要大量的玻璃纤维来制造叶片，而太阳能电池板则需要大量的高级多晶硅。广泛的可再生能源技术也需要稀土金属。
绿色能源推广的快速扩张将大大增加对这些关键成分的需求，更不用说对钢铁、水泥等结构材料以及铜和镍等电子产品中使用的普通金属的需求增加了。但评估我们是否有能力满足这一需求的努力是零散的。
这促使研究人员对绿色能源转型所需的材料进行了迄今为止最全面的说明。在发表在《焦耳》杂志上的一篇论文中，他们表明，即使在最雄心勃勃的情景下，地球上这些关键成分的地质储量也绰绰有余。虽然提取它们会导致大量碳排放，但如果我们不改用可再生能源，这些将只是产量的一小部分。
该分析估计了 2020 年至 2050 年间对可再生能源发电技术中使用的 17 种关键材料的需求。作者考虑了 75 种不同的情景，这些情景在某些技术的部署速度和排放减少速度方面存在差异。
至关重要的是，他们考虑的情景考虑了这样一个事实，即可再生能源发电不仅需要取代现有的化石燃料发电厂，而且还需要扩大整体产能以满足未来几十年电力需求的预期增长。他们还研究了一系列关于这些技术需要多少材料的不同预测。
对于几乎所有的材料，他们发现总需求只占“地质储量”的一小部分，“地质储量”指的是可以经济地开采的全球储量。一个异常值是稀土金属碲，它用于新兴的薄膜太阳能电池板。在某些情况下，需求可能会超过总储备，作者承认这可能会限制这项技术的推广。
然而，即使储量在那里，分析发现我们将需要显着提高我们生产或提取这些资源的速度。玻璃纤维的年需求量可能高达当今总产能的 66.4%，而稀土金属镝、钕和碲的年需求量将分别达到我们目前的 309.4%、271.4% 和 372.4%。
这将不可避免地导致提供这些材料的行业排放量大幅增加。然而，研究人员发现，即使在最坏的情况下，排放量也将达到29 吉吨二氧化碳当量，这只是我们仍然可以排放的 320 吉吨的一小部分，并且很有可能避免超过 1.5 度的升温。
该分析确实遗漏了许多这些材料未来需求的一个关键来源： 电池。鉴于全球预期向电动汽车过渡以及可能需要电网规模的存储，这可能会大大改变数学。
此外，专家指出，当涉及到材料开采和生产的大量增加时，排放量和总储量的增加并不是唯一的问题。开采这些材料通常会对环境造成严重破坏，其中许多资源集中在存在剥削劳工行为的国家，例如刚果民主共和国，或与西方关系紧张的国家，例如中国。
将开采量增加到这些情景所需的水平也会引发基本的后勤问题。世界银行能源和采掘业全球主管 Demetrios Papathanasiou 告诉《麻省理工科技评论》 ，在接下来的 30 年里，我们需要开采的铜数量与人类迄今开采的数量相同。
我们可能会从回收创新和减少这些技术所需材料数量的努力中得到一些帮助，但作者警告说，这不太可能对总需求产生重大影响。他们总结道：“随着电力部门成为一些投入的相当大的工业消费者，采矿和矿物加工部门将因此在支持清洁能源转型方面发挥关键作用。”
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