2月21日,上海交通大学在《Nature Communications》上发表题为“Sub-technology market share strongly affects critical material constraints in power system
transitions”的论文,报道从子技术市场份额调控视角探索资源约束调控策略。
在碳中和目标下,可再生能源电力系统转型迫在眉睫,但光伏发电和风力发电等可再生能源技术对关键矿产资源的需求远高于传统火力发电,且这些矿产多为关键战略性资源,可能引发长远资源安全风险。目前研究多聚焦于识别风险资源种类,缺乏对资源风险调控的探讨。研究人员从电力系统发电子技术调控入手,综合考虑发电系统以外其他部门对关键矿产资源的需求,预测我国碳中和转型路径下不同子技术组合情景下的关键矿产资源需求特征和资源风险,提出资源约束调控策略,为我国碳中和目标实现和关键资源约束应对提供政策支撑。
研究集成宏观经济模型和动态物质流分析等方法,量化了基准情景及碳中和情景下我国发电系统转型过程中五种主要发电技术下的22种子技术对19种矿产资源的需求。结果表明,在碳中和情景下,截至2060年五种技术对19种关键矿产资源的需求将达5220万吨,相较于基准情景增加约2.7倍,其中9种资源的累积需求至少翻番,光伏发电和风力发电的资源需求占比最大,合计超90%。进一步考虑三种子技术市场份额调控情景,发现光伏发电对技术性资源的累积资源需求受子技术市场份额影响最大,较新技术情景和激进技术情景下光伏发电的资源需求可增加2.2~2.5倍。就年度需求而言,部分被风力发电和光伏发电需求的技术性资源在不同市场份额情景下差异显著。从累积需求与储量的比值来看,铜和铀资源在任何发电技术情景下都会超过其当前储量,产生严重资源风险。研究还提出了重要性指数概念,结果显示在不同情景下部分资源的重要性指数会超过安全阈值。