电动汽车销量的快速增长终于使遏制美国的石油瘾、限制气候变化以及削弱俄罗斯等产油国的地缘政治影响力的前景成为现实。然而,一些人因对中国在电动汽车供应链中占据主导地位的担忧而发出警告,不要把石油能源不安全变成制造电动汽车电池的矿产和金属不安全。例如,今年1月,怀俄明州议会提出了一项决议,呼吁到2035年停止销售电动汽车,理由之一是矿产供应受到威胁。
虽然对供应链的担忧是有道理的,但美国应将其视为可以通过外交、投资和创新解决的挑战,而不是推迟电气化和清洁能源部署的借口。储能需求依赖进口的风险实际上远没有石油那么严重,原因至少有三个。首先,储能是一个可以受益于创新力量的技术问题。将近50年前,在20世纪70年代的石油危机期间,物理学家阿莫里·洛文斯写了一篇开创性的文章,主张用“软道路”来满足美国的能源需求。他认为,“硬道路”意味着投资于资本密集型的集中式电力系统,以及成本高昂、技术难度大的钻探和采矿,通过蛮力从岩石中提取资源。相比之下,“软道路”涉及提高效率、节约能源和可再生能源。
举例来说,与其在汽车中安装越来越大、越来越耗费矿物质的电池来将续航里程延长到500或700英里,不如采用快速充电技术,让驾驶员在几分钟内就能完成充电,再加上更丰富的充电基础设施,这样就能让驾驶员接受电池更小、续航里程更短的廉价汽车。技术创新可以减少电池所需的金属和其他矿物质的数量和种类,而不是使用越来越多的矿物质,例如用更丰富的钠、铝和锰代替锂和铜。新的电解质可以使锂离子电池中相同的矿物质含量产生更多的能量,从而延长续航时间,而不需要更大和更多矿物质的电池。据国际能源机构(IEA)称,通过改进回收利用,可满足高达10%的关键矿物质需求。此外,在能源储存方面也有一些很有前景的技术方法,如抽水蓄能和压缩空气,可以完全避免使用电池和关键矿物。
可以肯定的是,即使在利用技术创新力量的“软道路”上,世界也需要大幅增加关键矿物的供应,以实现净零排放。根据国际能源机构(IEA)的数据,要在2050年实现净零排放,全球新矿和现有矿山的关键矿物供应量需要增加六倍。即使创新可以大幅削减需求,在不到30年的时间内增加全球供应量也是一项艰巨的任务。第二个原因是,关键矿产在不牺牲能源安全的情况下比石油更容易增加供应和实现供应多样化。
尽管经常被错误地称为“稀有”,但大多数用于电池和其他技术应用的关键矿物质都非常丰富。许多必要矿物的矿藏在地理位置上也比石油分散得多。此外,世界上超过80%的石油储量位于欧佩克国家,而大约80%的锂储量位于民主国家。今年8月,研究人员在内华达州与俄勒冈州交界处发现了可能是世界上最大的锂矿床,这一发现可能会改变全球锂市场。三分之二的镍储量和一半的铜储量也位于民主国家。
对能源安全至关重要的是,中国目前在矿产供应链中的主导地位并不在于拥有资源,而在于进行提炼和加工。如今,中国完成了大多数矿产的约60%至90%的提炼和加工。这种生产活动可以在世界各地的许多地方进行,尽管这需要时间和投资。含有矿物质的电池也是如此,目前主要在中国生产,而电动汽车本身也越来越多地在中国生产。最后,矿产和电池供应链中断对宏观经济的影响远没有石油那么严重。矿产和电池是制成品的投入品,而不是维持我们生活运转的日常能源。中国的优势不在于为美国人的电动汽车提供电力,而在于储存电力的技术。如果矿产或电池供应中断,太阳能电池板和电动汽车等清洁能源产品的供应链就会出现瓶颈、延误和价格飙升,但人们仍然可以驾驶汽车、照明和取暖。在政治上,高油价几十年来一直制约着美国的长期政策规划,而矿产却不会出现这种情况。价格干扰只会分散人们的注意力,而不会削弱能力。当然,要审慎地满足世界对能源储存的需求,需要明智而雄心勃勃的政策。美国需要持续支持研发工作以继续推动创新突破,实现更高效的存储和回收技术。为了扩大锂、铜和稀土的国内开采和加工,同时保护关键的环境和部落权益,需要对许可法进行改革。华盛顿需要优先考虑一项多年期国际战略,与世界各地的盟友和合作伙伴一起实现矿产开采、提炼和加工供应链的多样化。这些步骤没有一个是容易的,但都是美国力所能及的。是时候迎接挑战了,将其作为本世纪最重要的机遇之一的一个可解决的因素,以实现更具弹性、安全和可持续的清洁能源转型。