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权威发布!国际能源署(IEA)《关键矿物的回收》报告文:金属回收潜力巨大
作者: | 作者:韦伯咨询 | 发布时间: 2024-12-15 | 561 次浏览 | 分享到:
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11月18日,国际能源署(IEA)发布特别报告《关键矿物的回收:扩大回收和城市采矿的战略》,深入分析了在全球能源转型中,关键矿物回收的重要性及其对清洁能源供应安全和可持续性的影响。

报告指出,随着全球向清洁能源系统的加速转变,对铜、锂、镍、钴和稀土等关键矿物的需求日益增加。这些矿物对于新矿和精炼产能的投资至关重要,尤其是在地理分布广泛的地区。

报告阐述了回收利用在矿物供应的安全性和可持续性方面的益处、几种关键材料例如电池、铜回收的关键作用以及金属回收的潜力等,分析了几个跨领域问题存在的挑战,并提出了政策建议。

1、关键矿物回收利用现状和前景

(1)尽管政策目标不断提高,但到目前为止,再生材料的使用未能跟上材料消费增长的步伐。

以在所有电气应用中都起着核心作用的铜为例,二次供应(包括直接利用的废料)在总需求中所占的份额从 2015 年的 37% 下降到了 2023 年的 33%。同样,同期再生镍所占的份额也从 33% 下降到了 26%。主要的例外是铝,得益于完善的废弃物管理计划和支持性法规,其再生份额从 32% 略微上升到了 35%。

图1 2015-2023 年选定材料的历史回收投入率

(来源:IEA. Recycling of Critical Minerals)

(2)电池金属的回收是一个新兴的商业机会,且发展迅速。

尽管起点较低,但镍、钴和锂等再生电池金属的产量近期增长迅速。在评估回收所得金属量相对于理论回收的原料量时,2023 年镍和钴的回收率飙升至 40% 以上,锂的回收率达到 20%。2015 年至 2023 年间,再生电池金属的市场价值也经历了近 11 倍的增长,其中一半以上的增长发生在过去三年。尽管电动汽车(EV)电池尚未能大规模回收利用,但这些发展态势表明,如果出台恰当的政策激励措施,扩大回收利用的潜力巨大。

(3)回收利用减少了对新矿山的需求,增强供应安全性与可持续性。到2050年,在满足国家气候承诺的情景下,成功扩大回收规模可以将对新采矿活动的需求降低25-40%。加强关键矿物的回收利用能带来可观的经济和可持续发展方面的益处。

在 已宣布承诺情景(APS)下,到 2040 年大约需要 6000 亿美元的矿业投资,而要在 2050 年实现净零排放则需要约 8000 亿美元。如果不加大回收利用力度,这些金额将高出 30%,从而增加筹集必要资金的负担。

在矿产资源有限且清洁能源技术部署程度高的地区,回收利用带来的能源安全益处最为显著。

在欧洲APS情景下,到2050年,电池的二次供应可满足该地区约30%的锂和镍需求,明显高于全球约25%的平均水平。这可大幅减少进口费用或国内供应的投资需求。

图2 2023-2050 年已宣布的承诺情景和 2050 年净零排放情景中锂的二级供应量和锂总需求份额

(来源:IEA. Recycling of Critical Minerals)

(4)电池回收是提高整体矿物回收率的关键。目前,制造废料在电池回收的原料中占主导地位,但这种平衡正迅速向报废电动汽车电池转移。

到2030年,制造过程产生的废料仍占可用于回收的原料的三分之二。然而,从2035年起,报废电动汽车电池和储能电池将成为最大的原料来源,到2050年将占可利用原料的90%以上。锂离子电池是推动对关键矿物需求增长的关键技术之一,但它们也有望成为金属回收的主要来源。

更清晰明确的政策法规对于支持电池回收的推广至关重要。缺乏明确、长期的法规,包括二手电池和电动汽车的出口规则以及生产者延伸责任(EPR)的实施和执行,都会给投资造成障碍。为政策法规提供长期的明确度对于增强投资者和回收企业的信心至关重要。

(5)扩大传统行业报废废料的回收利用对于缓解关键矿物供应压力至关重要,特别是对于铜而言。

铜是一种广泛应用于各类电气设备的关键材料,但供应短缺的情况已初现端倪。到2035年,已宣布的项目仅能满足“已宣布承诺情景”(APS)下70%的铜需求。

随着从2030年左右起废料量的激增,增加二次铜供应的机会也在增多。预计到2030年,铜废料的可获取量将与消费量同步增长,之后将超过需求增长速度。强有力的政策行动能进一步提高二次铜供应的占比。

自2015年以来,二次供应在铜总需求中的占比一直停滞不前,但预计2030年后报废废料的激增将扭转这一趋势。在APS情景下,二次铜供应在总需求中的占比(不包括直接利用的废料)将从如今的17%提高到2050年的近40%,这凸显了铜回收在缓解未来供应压力方面的关键作用。

(6)电子废弃物、矿山废弃物和磁铁中金属回收的潜力尚未充分挖掘。

2022年产生的电子废弃物中,仅有四分之一被记录为得到了妥善收集和回收利用。自2010年以来,全球电子废弃物的产生量增长速度比收集和回收工作的速度快五倍,导致回收利用的电子废弃物所占比例不断下降。

在报告所评估的193个国家中,截至2023年6月,仅有80个国家制定了电子废弃物相关法规,这表明加强政策行动的空间很大。更严格的非法倾倒监管和处罚措施、增强可追溯性以及改进预处理流程,都能显著提高从电子废弃物中回收关键矿物的效率。

就稀土回收来说,目前,从永磁体中回收稀土的规模有限,但电动汽车和风力发电的兴起为加大回收力度带来了巨大潜力,但要提高回收率还需更针对性的经济激励措施。此外,采矿每年会产生约1000亿吨废弃物。到2030年,累积的废弃物量将比2020年的水平增加近90%,从矿山废弃物中回收矿物为将环境负担转化为宝贵资源提供了机会。

(7)政策势头正在增强,新政策和法规不断涌现。

根据IEA的关键矿物政策追踪器,自 2022 年以来,全球已经出台了 30 多项与关键矿物回收利用相关的新政策措施。这些政策一般可分为四类:战略计划、EPR、财政激励措施和跨境贸易法规。

当今,发达经济体和发展中经济体在回收率方面存在巨大差距。就电子废弃物(e-waste)而言,发达经济体的回收收集率明显高于新兴经济体和发展中经济体。亚洲和拉丁美洲发展中经济体的回收收集率低于 5%,非洲仅为 1%,自 2010 年以来几乎没有改善,而日本和韩国的回收率为 30%,欧洲和北美则为 40% 至 50%。

支持发展中经济体加强回收收集和回收利用基础设施建设,并进行技术和技能转让,有助于防止废弃物被填埋,同时促进这些地区的经济发展。

2、 当前的挑战

(1)回收业务可以实现盈利,但创新的定价方案和商业模式是提高经济可行性的关键。诸如收费制回收和收益共享等新模式可为回收商提供更好的经济稳定性,并鼓励长期投资,尤其适用于磷酸铁锂(LFP)电池。

(2)新技术有望提高回收效率。

先进分拣、新型化学和物理工艺以及新的质量控制方法等新兴技术有助于克服回收率低和材料损失的挑战。2017年至2022年期间,锂离子电池回收专利年均增长率为56%,2022年至2023年期间,对电池和废弃物回收的风险投资大幅增加。政策激励以及研究机构与行业之间的合作对于将这些有前景的技术推向市场至关重要。

(3)各国正在采取行动规范废料贸易,以减少不受管控的废料流失并激励国内回收能力。

除了国家法规外,诸如《巴塞尔公约》和经济合作与发展组织(OECD)关于控制废物越境转移的决定等国际废物协定也在不断加强对越境废物贸易的控制。这些措施将有助于确保出口的废料在进口地区得到妥善回收和可持续处理。

(4)回收并非没有环境和社会影响。

电池回收管理不善可能导致废渣污染、水污染和有害排放。虽然各种自愿性标准正在涌现,但在社会和治理方面仍存在重大差距,需要努力加强现有的回收标准。可追溯机制可让利益相关者核实材料是否按照最佳实践进行采购和回收。此类机制也可让消费者青睐环境和社会绩效更高的回收商。

(5)政策制定者需要超越回收范畴,融入更广泛的循环经济原则。

回收之外的机会包括循环产品设计、维修、翻新、再利用和重新利用。循环设计原则体现了延长产品使用寿命并便于在产品报废时更易回收的重要性。通过采取考虑整个产品生命周期的整体方法,政策制定者、行业利益相关者和消费者可以为关键矿物的使用创造更可持续的途径。

3、政策建议

报告提出9项关键行动计划,虽然所有政策领域都很重要,但具体要采取的政策行动组合会因国家或地区而异。

(1)制定详细的长期政策路线图。

设定清晰的目标和过程里程碑,以明确政策方向并为投资者提供更大的确定性。政策制定者必须采取的关键步骤是,基于科学依据为回收率以及需要用于下一代产品和技术的再生材料最低产量设定明确目标。同样重要的是要说明如何将这些目标转化为实际行动。此外,鼓励投资的努力应与涵盖技术创新和可持续性标准的广泛战略协同推进。

(2)协调废物管理和回收利用政策以发展高效的二级市场。

促进国际合作以减少贸易壁垒并将无管控的废料流失降至最低。这包括制定统一的废物分类方法、监控二手商品(特别是乘用车和报废电池)的贸易,以及对向新兴经济体和发展中经济体(EMDEs)非法交易或出口未经处理的废物(如电子废物)进行严格处罚。

例如锂离子电池废料和黑色物质在国际协定以及不同司法管辖区中的分类不明确,企业在出口国和进口国面临着依据不同国家法规开展运营和贸易的挑战。制定详细且实用的特定物质分类标准或为黑色物质制定专门代码。

(3)利用激励措施和强制要求强化国内基础设施。

通过经济激励措施鼓励国家和区域层面对回收能力进行投资。在国家甚至地方层面规范废物收集和分拣,是确保强大的国内回收基础设施的关键第一步,但该方法必须根据每个国家现有的废物管理能力进行定制。除了收集环节,通过经济激励措施也有助于强化回收基础设施。此外,还需要对整个价值链进行投资。

(4)鼓励可追溯性、标准和认证以促进回收材料的消费。

回收行业的发展得益于透明度和国际最佳实践。政策制定者可以鼓励采取协调一致的方法,确保各项标准之间的互操作性,并与国际框架和最佳实践保持一致,特别是那些需要多方利益相关者协作的情况。此外,他们可以制定政策,要求私营企业采用负责任的处置做法,并在EPR框架内鼓励采用可追溯系统。

(5)为技术创新、研发和劳动力培训提供有针对性的财政支持。

确保对更高效的流程、推广成熟技术以及培训适应新能源经济的劳动力队伍持续提供支持。政府可通过为项目提供拨款、激励措施和支持来引导投资流向,从而发挥关键作用。

公共和多边金融机构可在扩大项目可用资金规模方面发挥多种作用。研发工作应聚焦于解决关键矿物回收中的关键挑战,包括提高低浓度矿物的回收率、降低回收流程的能源强度和环境影响、为新兴技术开发新的回收方法以及促进从矿山废弃物中更有效地回收矿物等。

(6)加强新兴和发展中经济体的回收系统。

引入新的技术和金融工具以支持在最易受不当废物管理影响的地区进行投资。防止非法废物进出口的措施是解决这一问题的第一步,还要向这些地区进行技能和技术转移,并确保这些地区在所有影响其未来的全球性问题对话中拥有公平的话语权。

(7)解决数据和信息差距。

获取可靠且详尽的数据对于做出高效的政策和投资选择至关重要。国际组织和机构可以在协助国家和区域政府制定数据收集策略、分享最佳做法以及提供平台以便公开获取此类数据等方面发挥关键作用。可以将特定材料回收率纳入要求回收商和受EPR计划约束的实体进行信息披露的法规之中。

(8)采用回收以外的整体方法。

产品设计、再利用、维修和翻新在确保可持续的矿物价值链方面可发挥重要作用。要实现关键矿物价值链的真正可持续发展,需要超越回收利用的更广阔视角,这始于消费者需求管理、资源效率以及循环产品设计。

(9)解决回收商的环境、社会和治理(ESG)问题。

必须识别、最小化并减轻环境、社会和治理(ESG)影响,以助力打造可持续且负责任的供应链。

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