走向“绿色”的悖论
2022.02.05
我们已经认识到，清洁能源的过渡是应对全球气候变化的前进方向。但这样的“绿色转型”承载着巨大的成本。
彭博新能源财经（BNEF）估计，到2050年，政府和企业将需要至少投资92万亿美元，以便以足够快的速度减少排放，以防止气候变化的噩梦。
大幅减少排放的所有希望基于我们扩大电力作用的能力。
总体而言，BNEF预计到2050年，全球发电量至少需要翻一番，达到近6.22万太瓦时，占最终能源消耗的近50%，而目前仅为19%。
BNEF还称，本十年排放量可能下降的四分之三以上可能来自电力供应以及风能和太阳能等可再生能源的日益使用。
这一时期排放量下降的另外14%可以通过汽车、家庭和工业从燃烧化石燃料转向电力来实现。
BNEF模型显示，这一转变需要在基础设施上投入更多资金，以适应清洁能源。到2050年，每年平均投入将达到3.1万亿美元和5.8万亿美元之间。这意味着最终的“清洁能源”法案可能高达173万亿美元，约为2019年美国国内生产总值的八倍。
欧洲央行最近声称，全球变暖的潜在影响将远远超过我们在清洁能源上的支出。欧洲央行最糟糕的情况（即不采取行动）可能会使欧洲GDP下降10%。然而，这真的很多吗？
撇开支出规模不谈，更仔细地审视我们走向更绿化未来的道路，以及所涉及的一切可能会模糊什么是清洁能源和什么不是清洁能源之间的界限。
什么是清洁能源？我们如何获得它？
现代经济的电气化和脱碳化都面临着其所需的原材料 — 如电动汽车电池所需的锂、石墨、镍和钴等金属；用于电线、电机和充电站以及可再生能源系统的铜；银用于太阳能电池，钕等稀土用于风力涡轮机。
问题是，要获得100%的可再生能源，如果这是可能的话（幸运的话，我认为会在40%左右），将需要比目前世界上的矿山更多的金属。
事实上，我们需要从地球上提取大量原材料来满足这种“绿色”能源转换的需要，而且这个规模会是惊人的。
据BNEF预计，制造1GW（千兆瓦）容量的太阳能电池板需要10252吨铝、3380吨多晶硅和18.5吨银。
风力涡轮机需要钢、铜、铝、镍和其他材料。BNEF发现，要建造容量为1千兆瓦的风力涡轮机和基础设施需要154352吨钢材、2866吨铜和387吨铝。
锂离子电池的关键金属是铜、铝、锂、镍、钴和锰。BNEF估计，制造1GWh锂离子电池需要1731吨铜、1202吨铝和729吨锂。
一个单一的快速电动汽车充电站通常需要25公斤的铜。BNEF预计，到2027年，将有3080万个充电站投入使用。在2030年，钴、铜、锂、天然石墨、镍和稀土将出现短缺。
在石油方面，西方一直完全依赖中东。直到最近（2019年），美国才实现了能源独立，但唯一的原因是水力压裂，这一过程使用了数十亿升淡水，同时经常污染地下水供应，并排放甲烷，甲烷是一种比二氧化碳强86倍的温室气体。
具有讽刺意味的是，急于“走向绿色”的行为带来了一个简单的事实，即开采这种物质绝非在保护自然环境。如果这些矿物达到所需的数量，就意味着要去一些对环境不友好的地方，比如印度尼西亚购买硫化镍，刚果民主共和国购买钴，中国购买稀土。
由于加拿大和美国等西方国家没有费心开发自己的矿山到电动汽车或矿山到可再生能源工厂的供应链，它们依赖进口，这意味着它们没有供应安全。
美国内政部已对35种关键矿物进行了分类，其中13种是100%依赖进口的。中国对几个关键矿物的加工保持着严格的控制。根据国际能源署（International Energy Agency）的数据，中国加工了世界上约90%的稀土元素，以及50%至70%的锂和钴。
事实上，随着我们转向清洁能源，我们似乎仅仅是在用另一个“拥有”电动汽车供应链的中国取代一个能源巨头沙特阿拉伯/欧佩克。为了减少我们对矿产的依赖，我们需要考虑在北美“国内”勘探、开采和提炼矿产。
电动汽车和太阳能/风能听上去是“绿色”的，但当这些材料从印度尼西亚等地进口时，它们的绿色程度如何？印度尼西亚允许将尾矿倾倒入海中，以及将红土镍分离成电池最终产品的高污染HPAL方法？
尽管我们一直持着消灭化石燃料的生态梦想，但它们仍然在很大程度上存在，例如，俄罗斯在欧洲天然气进口上占据主导地位，日本和加拿大继续严重依赖中东石油。
即使我们想减少对这些国家的依赖，采矿业也面临着当地对矿产勘探、采矿、加工和冶炼的强烈反对。
在这篇文章中， 我们将进一步探索我们认为理所当然无污染的资源有多“绿色”，并是否能能采取的一条更清洁和绿色的道路。
可再生能源现状调查
我们都听说过关于可再生能源的宣传，但它们到底有多环保？尤其是考虑到在风力涡轮机、太阳能农场和水电站大坝能够产生无碳电力之前，需要挖掘和加工的所有金属？
你可能会对这个答案感到惊讶。让我们从它们的鼻祖开始：太阳能。
“廉价”太阳能时代的终结？
太阳是一个由氦和氢组成的巨大球体，没有氦和氢地球上就不会有生命。利用太阳光发电的可能性是科学家们几十年来一直关注的一个概念。
太阳能技术的早期发展可以追溯到19世纪，受传统能源（即煤炭）将变得稀缺的预期推动（当时还没有所谓的“污染”问题）。
1954年，贝尔实验室发明了第一块实用的硅太阳能电池板，当时效率约为6%。自那时以来，太阳能光伏（PV）技术发展迅速。如今，大多数太阳能电池板的效率在15%到20%之间，尽管一些制造商可以制造效率超过30%的原型太阳能电池板。
太阳能发电效率的提高也伴随着成本的下降。长期以来，人们认为太阳能发电成本太高，无法实现，但多年来其成本已大幅下降。
自2009年以来，公用事业规模发电的价格已经下降了86%。如今，即使在最便宜的能源面前，包括煤炭，太阳能也具有竞争力。
国际能源署（IEA）在2020年10月进行的一项研究发现，太阳能现在是“历史上最便宜的电力”，太阳能的资本成本比之前预测的低20-50%。
IEA还估计，由于旨在降低可再生能源投资风险的政策，新的公用事业规模太阳能项目在欧洲和美国的成本可能为30-60美元/兆瓦时，在中国和印度仅为20-40美元/兆瓦时。
IEA声称，在最好的地点，并获得最有利的政策支持和资金，太阳能发电甚至可以“以或低于”20美元/兆瓦时的价格发电。
但俗话说：“即使在太阳底下也有斑点。”
建造公用事业规模的太阳能需要大量土地。这可能会干扰其他用途，如食品生产。
用柴油驱动的机器清理土地和移动土地会污染空气，导致土壤压实、侵蚀和自然排水渠道的改变。用光伏组件覆盖该区域涉及植物的移除，以及动物的迁移/栖息地的丧失。这些模块还需要经常使用清洁剂清洗，这可能会污染当地水源。太阳能热发电厂对光伏系统的影响类似，但使用更多的水，用于冷却和作为工作流体。
荒漠化是人为造成的土地退化，包括不可持续的耕作、过度放牧、砍伐、滥用水和工业活动。
气候变化加速了荒漠化，因为温暖的温度会使曾经肥沃的土地变干，从而使该地区更加炎热。从地面移除植物也会增加温室气体排放，因为它们不再能充当碳汇。
更多的太阳能发电厂也意味着我们需要扩大我们的电网，以应对容量的增加；在美国，修建输电线路至少需要三年，有时甚至十年，而发电项目通常需要一年左右。这意味着需要尽早留出更多土地用于“清洁能源”目的。
当我们剥夺了大量可用于粮食生产的土地时，我们实际上正在剥夺自己的生存手段。
根据太阳能产业协会（SEIA）称，对太阳能开发足迹的保守估计是，生产1兆瓦电需要5-10英亩的土地。印度的巴德拉太阳能公园是世界上最大的太阳能发电厂，容量为2245MW，占地面积达14000英亩。
根据10:1英亩/兆瓦的比例，国家可再生能源实验室的研究表明，美国0.6%的土地需要（约1460万英亩）被公用事业规模的太阳能运营所占用，以为整个国家提供电力；这至少是煤炭或天然气发电厂的10倍。
更重要的是，如果它被用于农业等领域，它代表了170亿美元的机会成本（基于该行业去年对美国GDP的贡献）。
太阳能（和其他可再生能源）的另一个问题是它们在地理面积上的分布有多广，这意味着它们留下的足迹更大，能量密度更低。
与此同时，煤炭和石油（如下）的能量密度非常高，因为它们将大量能量储存在一个小空间中；对于高质量的化石资源来说，每生产一单位能源所扰动的总土地面积可能非常低。
太阳能农场的建设只是第一步；下一部可能需要更多的土地使用和资源消耗。
建造太阳能电池板所需的17个组件必须全部开采。其中包括用于半导体芯片的砷；太阳能电池用磷、硒、硅、碲、镓和铟；用于薄膜太阳能电池的铝土矿、硼和镉；太阳能电池板用二氧化钛；制造钢铁所需的煤炭和铁矿石；用于布线和太阳能电池的铜；光伏电池用钼；电池用铅。
但原材料的价格不会保持不变。正如我们在过去的12个月内所看到的，许多原材料的价格一直在上升，有些甚至达到历史最高水平。
因此，一些模块的成本在过去一年中上涨了25%。研究公司Rystad Energy的分析表明，更高的价格可能威胁到2022年计划中高达50千兆瓦的发电量，或太阳能开发总量的56%。
一些人认为，在清洁能源转型期间，我们目前正在见证下一个“超级商品周期”。但如果成本持续上升，这场“绿色革命”真的值得吗？
据标准普尔普氏公司（S&P Platts）称，虽然太阳能的成本在2010年至2020年间下降了80%，但供应链的压力已经阻止了这种急剧下降。很快，可再生能源是世界大部分地区最便宜的电力来源的观点可能不再成立。
在过去一年里，太阳能电池板的价格飙升了50%以上。风力涡轮机也上涨了13%，电池价格也首次上涨。
Rystad Energy的高级分析师戴维·迪克森（David Dixon）最近告诉彭博社，原材料现在占成品模块成本的70%，使得供应商几乎没有削减开支的空间。
因为无法购买足够的面板，像Invenergy这样的美国项目开发商已经推迟了一些项目，而面板制造商也不愿意在行业不断降价的情况下生产更多的面板。
太阳能产业协会和Wood Mackenzie Ltd.预计2022年美国的太阳能装机量将下降15%，比上一次预测低约25%。
因此，不管参与任何环节，太阳能都是一项昂贵的业务。尽管税收优惠或改进技术能促进再生能源的发展，但如果我们不能建造足够的太阳能电池板和其他组件，转向可再生能源几乎是没有意义的。
即便如此，在践踏了所有土地并收集了足够的原材料之后，“清洁能源”本身可能与它所带来的其他形式的环境破坏形成对立。
国际可再生能源机构（IRENA）预计，“到2030年代初，预计每年会产生大量废弃物”，到2050年可能达到7800万吨。
根据这些数据和美国家庭中典型太阳能电池板的30年生命周期，《哈佛商业评论》（HBR）计算出废弃的电池板和设备在短短四年内产生的废料将比IRENA预期的多50倍。HBR模型显示，根据每兆瓦重量功率比90吨的估计，这一数字相当于约31.5万公吨的废料。
重要的是，美国的回收基础设施不足以应对可再生能源带来的大量废弃物。按照目前的处理能力，回收一块面板的成本估计为20-30美元，但将同一块面板送到填埋场只需1-2美元。所以，让垃圾堆积起来当然要“便宜”得多。
HBR估计，到2035年，废弃的太阳能电池板将超过新售出的太阳能电池板的2.56倍。
随着时间的推移，太阳能产业最大的创造可能只是砷化镓、碲、银、晶体硅、铅、镉和重地球材料的有毒混合物。
“逆行“的风
所有其他可再生能源技术也存在同样的问题。例如，如果不大幅提高处理能力，专家估计在未来20年内，价值超过72万吨的大型风力涡轮机叶片将被运往美国的填埋场。
风能和太阳能一样，是天然气、煤炭和石油的清洁替代品。和太阳能一样，风能也有明显的环境问题。
首先是对鸟类生活的负面影响：鸟类和蝙蝠飞过旋转的涡轮叶片时可能会受伤或死亡。
海上风力涡轮机也会伤害海鸟。风力涡轮机产生的噪音更可能影响附近的居民。有的甚至声称它们会导致偏头痛、头晕和睡眠质量差等健康问题。
和太阳能一样，风能需要大片土地。这些土地可能会被用于更合适的用途，如农业或保护。
哈佛大学的研究人员发现，美国向风能或太阳能的过渡需要的土地比之前想象的多5到20倍，而且，如果建造这样大规模的风电场，它们实际上会使美国大陆的平均表面温度升高0.24摄氏度。
多建几座风车似乎没什么大不了的，但它们其实堪比监狱和垃圾场。
风力涡轮机的挖掘组件数量与太阳能电池差不多。包括骨料、碎石、铝土矿、粘土、页岩、石膏、水泥和混凝土用砂和砾石；磁铁用煤和钴；钢铁和钢合金用铁矿石、石灰石和钼；镀锌用锌；稀土用于永磁体。
但请记住，这不是基本负载功率，而是间歇性功率。如果没有锂基蓄电池，以可控的方式向数千户家庭一次性释放能量目前是不可能的。锂基蓄电池的材料，如电动汽车电池，都必须从矿物中提取。
风能和太阳能材料在60多个国家开采。一些国家，如秘鲁、智利、墨西哥、南非、美国和澳大利亚，制定了保护环境和当地劳动力免受剥削的法律和最新采矿法规。其他国家，如印度尼西亚、委内瑞拉、刚果、赞比亚和巴布亚新几内亚……就没有那么严格了。
这不仅仅是开采制造电池和可再生能源的材料，而是运输它们。哈特兰研究所（Heartland Institute）计算出一个电动汽车电池的重量约为1000磅。制作一个需要挖掘、移动和加工超过500000磅的原材料。
然后，这些材料需要装入集装箱，用高污染的船用燃料作为动力的集装箱船运送到目的港，再由柴油卡车运送到最终用户手中。
风也一样。将这些金属送入风力涡轮机，然后通过定制重型设备将其运输到现场，然后将其退役所需的所有采矿和加工都是能源密集型活动，依赖化石燃料和原油产品。
水力发电的危险
在我目前居住的加拿大不列颠哥伦比亚省，大部分电力来自水力发电。在大多数情况下（先不说Site C大坝），它是可靠和干净的。但这些好处都是在大坝建成后产生的；施工过程绝不是绿色的。
最大和最明显的影响是生活在即将被洪水淹没地区的人们。中国的三峡大坝导致长江沿岸1500多个村庄、城镇的130万至190万人流离失所（中国的数字众所周知不可靠）。
在60年代，当BC Hydro决定通过Hugh Keenleyside大坝阻断哥伦比亚河时，生活BC省东南部的阿罗湖谷（Arrow Lakes Valley）的几十个家庭失去了家园和农田。老人们仍然对电力公司怀恨在心，因为他们强迫他们离开，烧毁了阻碍筑坝的建筑物。
大型水电站对动物栖息地和天然水道的流动有重大影响，包括阻止鱼类游回产卵地。
水力发电厂使用的涡轮机也会杀死一些通过涡轮机的鱼。美国能源信息管理局（Energy Information Administration）估计，即使是现有最好的涡轮机，涡轮机导致的鱼类死亡也在5%到10%之间。
大坝总是有可能决堤，造成巨大的破坏。1975年，中国河南省班丘水库大坝和其他大坝的溃决造成了历史上所有大坝溃决中死亡人数最多的一次；估计有17.1万人死亡，1100万人失去家园。
根据国家大坝安全协会的数据，2005年至2013年间，美国共有173起大坝倒塌事故和587起综合事故。
考虑到水电站大坝极易受到重大天气或构造事件的影响，它们可能不像最初宣传的那样安全。这也是前述Site C大坝的问题所在。多年来，由于工程挑战越来越大，其成本一直在飙升。
因此，在BC省，一些人提出了水电项目更便宜的替代方案，包括使用天然气和风力发电的项目。
但问题是，首先，像BC省这样的地方现在禁止使用新的天然气能源；作为一种“肮脏”的化石燃料，天然气排放的二氧化碳约为煤炭的一半，比石油少30%。
另一个提议是使用液化天然气（LNG），但这也不是“清洁能源”。加拿大液化天然气的天然气将是压裂天然气，这有其自身的环境缺陷。
通过水力压裂提取天然气，将其运输到终端，对其进行过冷，然后用罐车运输，该过程远远不是清洁的；事实上，它甚至可能比煤炭更脏。
要把它变成液态，气体必须冷却到零下163度。要做到这一点，需要大量的电力，大量的压缩单元全天候运行。这种力量来自哪里？在大多数情况下，相同的压裂天然气用于运行压缩装置，这在很大程度上违背了液化天然气作为“清洁”的目的。
抛开这些不谈，水力压裂技术的使用本身就引起了人们对我们淡水供应安全的极大担忧。
压裂一口井就可以使用200万到800万加仑的水，主要成分是水（90%）、砂或支撑剂（8-9.5%）和化学品（0.5-2%）。一次400万加仑的压裂作业将使用80至330吨化学品，每口井将被压裂多次。其中许多化学物质与癌症、发育缺陷、激素紊乱和其他疾病有关。
也有证据表明水力压裂会引发地震。2016年发表的一项研究发现，压裂井和废水处理井都会增加地震活动性。一项测试BC省东北部地震活动性的重大研究项目发现，2013年8月至2014年8月，2.5级以下的地震数量增加了13倍。
谈到风能，你就没有水电站提供的容量优势。替换Site C四分之一的能源需要额外的122台风力涡轮机，这几乎是该省总风力涡轮机的一半。此外，正如你们所知，风力发电项目需要更多的土地，而且是工业垃圾场。
那么，也许核能是前进的方向。不久前，我调查了用小型模块化核反应堆取代Site C的可能性，加拿大自然资源部称其为“核工业的未来”（当然，BC省禁止核电站和铀矿开采，但在萨斯喀彻温省和新不伦瑞克省等地是被允许的）
和所有技术一样，核能也在不断发展，有朝一日它可能不再围绕铀运转。多年来，科学家们一直对以钍为主要能源的核反应堆的前景感到兴奋。
研究表明，钍的含量是铀的三到四倍。据估计，地球上有足够的钍可以维持一万年。此外，这种元素本身放射性较低，比铀更容易提取。
更重要的是，液态氟化物钍反应堆（LFTR）— 即一种熔盐反应堆 — 与铀驱动的反应堆相比废弃物要少很多，效率也更高。一吨钍释放的能量相当于250吨铀。
熔盐反应堆（MSR）非常适合使用钍燃料。SMR是产生300兆瓦（MW）或更低电力的核反应堆。它们可以支持大型已建网格、小型网格、远程离网社区和资源项目。
MSR的一个主要优点是反应堆不会融化，正如我们在福岛看到的那样，2011年的海啸淹没了电动泵，无法冷却燃料棒，燃料棒过热并导致辐射排放。
Site C计划提供1100兆瓦的发电能力，足以为50万户家庭供电。同样的目标也可以通过使用与印尼正在开发的钍反应堆类似的钍反应堆来实现：一个能够输送1000MW的熔盐反应堆。
钍反应堆的另一个优点是来自铀燃料反应堆的核废料（即钚）可以循环利用，以回收产生核反应所需的裂变材料。这样，钍反应堆不仅比传统反应堆产生更少的废料，而且有助于纠正核废料处理问题。
总而言之，获得“清洁”能源并不像看上去那么简单，而且往往充满争议。
一头扎进电气化
让我们面对现实吧。消除地球上的化石燃料（煤炭、石油和天然气）并用可再生能源取代它们是站不住脚的。太阳能和风能不仅不适合作为基本负载电力，因为它们的能量是间歇性的，必须大量储存，使用仍在开发中的电池技术，而且它们的能量强度远不及化石燃料或核能。
然而，受气候变化日益明显导致脱碳需求的驱动，世界各国政府目前正在选择减少对石油和天然气的投资，转而将资金投入可再生能源，尽管它们还没有准备好取代标准的化石燃料基载电力，即煤炭和天然气。
这种荒谬的闹剧已在欧洲上演。那里的天然气价格因煤电厂被关闭以及核电站被搁置而创下新高，比如德国和法国。暴涨的电费由普通民众承担，而且他们在这项愚蠢的“过早脱碳”政策中没有投票权。
“能源转型”指的是德国增加可再生能源份额、逐步淘汰核能的政策。在福岛事故之前，核能约占该国总电力负荷的25%。然而，德国太阳能和风能的生产没有达到预期，供需缺口必须由天然气和煤炭来填补，而消费者却要面临着可怕的电费账单。
德国每千瓦时0.45美元的电价是欧盟第三高的电价（仅次于捷克共和国和罗马尼亚），比所有其他G20国家都要贵。这是怎么发生的？
2011年，日本福岛第一核电站部分熔毁后，安格拉·默克尔政府立即关闭了该国近一半的核电。德国在一夜之间决定取消其40%的核电容量，并从电网中移除8800兆瓦；剩下的12700兆瓦核电将在今年消失。
2021年，由于恶劣的天气条件，该国前三个季度的风能和太阳能产量与2020同期相比骤降，陆上风力发电量减少了18%，近海发电量减少了14%，太阳能发电量仅为一半。
但电力需求保持不变。为了满足这一需求，公用事业公司转而使用煤炭，因此德国的电力煤炭消耗量急剧上升。去年前九个月，煤炭占电力结构的31.9%，而2020年同期为26.4%。
燃煤发电是对环境最恶劣的发电形式，尽管电厂公司使用洗涤器，并声称使用“清洁煤”。
法国放弃核能的举动也加速了向煤炭使用的倒退。由于该国56座核电站中有17座因定期和紧急维护而暂时关闭（四座核反应堆的管道在12月破裂），政府希望提高其剩余三座燃煤电厂的运行小时数。
法国电网运营商RTE警告称，如果冬季异常寒冷，且1月和2月风力不足，可再生能源可能无效。
尽管在去年的COP26气候大会上达成了承诺，但使用更多而非更少的煤炭似乎是一种全球趋势。
根据IEA的《煤炭2021》报告，去年的燃煤发电量有望超过2020年的9%，并达到10350万亿瓦特小时的历史最高水平。推动这一趋势的两个因素是可再生能源无法跟上当前电力需求的增长（所谓的“热缺口”），以及创纪录的高天然气价格使煤炭更具竞争力。
IEA预测，煤炭需求将在2022年创下历史新高，并在2024年保持不变。中国和印度预计将成为全球最大的煤炭消费国。
再回到德国，可再生能源无法满足电力需求不仅导致煤炭使用量增加，还增加了该国对俄罗斯的依赖，因为俄罗斯向其供应天然气用于取暖和发电。
据《华尔街日报》报道，几十年来，德国一直从俄罗斯进口廉价天然气，因此认为没有必要建设基础设施，从美国或卡塔尔等地进口更昂贵的天然气；到目前为止，德国还没有液化天然气进口终端。
为了减少二氧化碳排放，德国做出了长达20年的逐步淘汰核能的决定，并采取行动减少对煤炭的依赖（所有德国煤电厂都将于2038年关闭）。这意味着德国比以往任何时候都更加依赖俄罗斯。
该国是世界上最大的俄罗斯天然气买家，其一半以上的天然气进口来自俄罗斯，而欧盟邻国平均为40%。
这使得它很容易受到克里姆林宫决定“武器化天然气”的影响，即像以前对东欧国家所做的那样限制供应。俄罗斯向欧洲输送的大部分天然气都是通过乌克兰输送的，因此如果克里姆林宫想施加政治压力，它可能会直接把欧洲人冻在家里并切断电源。考虑到乌克兰和俄罗斯之间的战争可能迫在眉睫，这是一个可怕的想法。
尽管俄罗斯从未限制天然气流向德国，但这种情况可能正在改变。
据《华尔街日报》报道，IEA本月早些时候表示，俄罗斯在很大程度上应对欧洲的天然气短缺负责，俄罗斯国有天然气出口商Gazprom在第四季度价格高企时减少了对欧洲的出口。克里姆林宫否认将天然气用作地缘政治武器，并表示正在履行所有合同义务。
绿色的黑暗面
在清洁技术、绿色能源领域，没有人喜欢谈论“绿色的黑暗面”。这可以被视为电气化/脱碳的隐性成本。
电动汽车用电池和电网规模的储能虽然听起来是环保的，但我们必须记住，这些只是储存能量的装置。进入它们的电必须出自某个地方。如果是煤、天然气或石油，那这就不是“绿色”的。
此外，根据采矿/加工的地点和方式，提取电池组件所需的矿物质可能会造成严重污染。
在精炼过程如此肮脏的情况下，制造“绿色”电池组件有什么意义？
在中国内蒙古城市包头，数十条管道喷出一股浓密的黑色化学废物，流入一个充满有毒污泥的人工湖。末日景象中弥漫着一股持续不断的硫磺味。
大多数西方人没有听说过包头，但包头的矿山和工厂是稀土矿的最大供应商之一，稀土矿被用于大量所谓的绿色应用，从风力涡轮机到电动汽车，再到核反应堆。
稀土开采的生态风险并不局限于中国，中国开采和加工了大部分稀土材料。
这包括空气污染、生物多样性丧失、荒漠化/干旱、粮食不安全（作物损害）、景观丧失/审美退化、土壤污染、土壤侵蚀、废物外溢、毁林和植被丧失、地表水污染、水质下降、地下水污染或枯竭、矿山尾矿外溢、，以及对水文地质系统的大规模扰动。
2019年，马来西亚环保组织因担心澳大利亚稀土矿商Lynas Corp位于那里的加工厂产生的放射性废物而举行示威。
在印度尼西亚，镍是使用破坏环境的HPAL技术从红土矿石中生产的。HPAL的优势在于其处理低品位红土镍矿、回收镍和钴的能力。
然而，HPAL使用硫酸，而且处理硫酸镁废水会带来成本、环境影响和麻烦。印尼政府直到最近才禁止将尾矿倾倒到海洋中进行新的冶炼作业，这还不是一项永久性禁令。
由中国不锈钢生产商和电池制造商牵头，目前正在建设的四座HPAL工厂中，大多数计划继续深海尾矿（DST）的环境恶劣做法，因为在陆地上管理尾矿的成本要高得多。
印尼的中国镍生铁生产商现在正在寻找制造冰镍的方法，从中将红土镍转化为电动汽车的电池级镍。然而，该工艺能耗高、污染严重，而且成本远高于硫化镍作业（每吨高达5000美元）。
据咨询公司Wood Mackenzie称，从冰铜中制备电池级镍所需的额外火法冶金步骤将增加镍生铁（NPI）生产的能源强度，这已经是镍行业中最高的。我们所说的NPI每吨镍的二氧化碳当量为40至90吨，而HPAL的二氧化碳当量低于40吨，而传统硫化镍加工的二氧化碳当量低于10吨。
刚果民主共和国的采矿实践已将“冲突矿产”问题提升到公众意识，有武装团体依靠童工开采钴矿的故事。环境标准是不存在的。
中国的稀土开采和加工、印度尼西亚的红土镍开采和精炼，以及刚果的钴开采，都是最近关于所谓新绿色经济的言论与现实脱节的三个很好的例子。
在许多方面，人们普遍吹嘘的从化石燃料向可再生能源的转变，以及全球交通系统的电气化，都不是清洁、绿色、可再生或可持续的。
合理矿物开采
随着股东和机构投资者要求公司更加重视环境、社会和治理（ESG），采矿业不得不克服过去在这些问题上经常遇到的问题。
多年来，整个行业都设法避开ESG，但逃避责任的时期已经结束，矿业公司越来越多地被要求解释他们计划如何将ESG纳入其运营。
事实上，矿业高管已将ESG列为2022年的最大行业风险。矿业公司应该注意的趋势和今年的行动包括加强对矿业在“净零”转型中的作用的审查，拒绝“绿色洗涤”，以及对价值链的关注。
随着越来越多的人认识到采矿会给当地生态系统和社区带来额外负担，公司应该期待对其影响进行更多的监督。随着ESG义务的增加和立法导致诉讼的增加，试图推动空洞可持续性索赔的矿业公司将被召回。
也许最重要的是，人们将更加关注价值链。对于采购原材料的公司来说，仅仅负责自己的运营已经不够，他们需要在整个价值链中管理ESG风险。
正如ESG咨询公司Sympact最近一篇文章的作者所说，这不仅意味着采购和产品管理尽职调查的预期正在增长，而且下游客户将寻求矿业公司自身实践的确认。
无论你对ESG的立场如何，趋势都是明确的：ESG行动现在被认为对企业和社会恢复能力至关重要，并越来越多地融入董事会监督责任和高管薪酬中。即使一家公司的监管环境或最大的投资者不需要采取行动，警惕的全球ESG社区以及广泛的利益相关者和权利持有人也越来越期待采取行动。这使得无所作为成为最大的风险。
接下来的问题是，我们如何正确挖掘？矿业公司如何维护高ESG标准？对我来说，只有一种方法可以实现这一点，那就是建立一个北美供应链，消除外国风险 — 外国矿业公司和加工商给环境、工人以及生活在其业务附近和下游的社区带来的风险。
是的，事故仍然可能会发生 — 如2014年发正在BC省的Mount Polley尾矿泄漏事件 — 但如果供应链缩短、运输距离缩短、采矿和精炼在当地进行等，事故发生的可能性就会降低。
当然，我们也会有相反的情况发生；欧洲向我们证明了什么不应该做。试想一下：在天然气方面，俄罗斯与德国和其他欧洲国家有着千丝万缕的联系。与此同时，美国和北约正在俄罗斯西部边境威胁俄罗斯 — 对克里姆林宫来说，这与古巴导弹危机没有什么不同 — 只是美国的导弹指向了俄罗斯。
当俄罗斯关闭水龙头时，不会是美国人在黑暗中发抖，因为美国只是顾全他们自己的利益。拜登政府反对在境内采矿业，尽管其所谓的利益是减少美国对中国关键矿产的依赖。
拜登和他的民主党人不想建立一个“从煤矿到电动汽车”的供应链，而是希望跳过采矿，直接进入清洁、制造密集型的电动汽车制造业，这将带来大量就业机会。
实际上，拜登所说的是，美国希望取代中国成为世界上电池和电动汽车的供应商，通过从友好的国家采购其原材料 — 锂、石墨硫化物镍、钴等 — 来创造自己的绿色“一带一路”。
美国有大量电动汽车金属，但白宫和国会选择不开采它们。就在最近，拜登政府对明尼苏达州东北部的Twin Metals铜镍项目进行了最后的打击，该项目自巴拉克·奥巴马担任总统以来一直处于悬而未决的状态。
拜登政府在支持或不反对矿业对手的同时，也试图从中分得更大的一杯羹，推行自己的资源民族主义。
去年9月，一个国会委员会增加了一个措辞，将现有矿山的总特许权使用费设定为8%，新矿山的总特许权使用费设定为4%。搬动每吨岩石也将收取7美分的费用。
法国和德国在其能源基础设施能够处理从化石燃料向可再生能源的过渡之前，正在迅速推进电气化。核能正在逐步淘汰，但需要煤炭和天然气来满足太阳能和风能不足造成的电力短缺。
结果是大宗商品价格飙升 — 这是我们多年前预测的 — 因为新的绿色经济需要对铜、石墨、镍和锂等金属的更高需求，而对这些金属的投资不足。例如，锂价格刚刚扩大了400%的涨幅，在过去一年里，电动汽车在中国的销量激增，实现了五倍的增长。
天然气也面临着戏剧性的价格上涨，而这必须由电力消费者承担。
尽管欧洲天然气价格自去年12月创下每兆瓦时180欧元的纪录以来有所下降，但仍比一年前高出近八倍。
除了商品价格上涨只会使电动汽车变得更加昂贵且大众无法负担之外，在北美，供应也没有保障。我们依赖中国和南非获取大多数关键金属，更愿意让他们进行采矿和冶炼。IEA数据显示中国加工了全球约90%的稀土元素，以及50%至70%的锂和钴。
当中国在特朗普时代的美中贸易战中威胁要限制稀土出口时，最终用户退缩了。当中国在2010年应对这一威胁时，大多数稀土氧化物的价格开始暴涨。
改变这种状况的唯一途径是矿业公司开始在加拿大和美国勘探和开发矿山 — 锂、钴、稀土、镍 — 所有中国目前控制的金属。
水力压裂使美国从石油净进口国转变为净出口国。通过发展当地的绿色能源供应链，从煤矿到电池到电动汽车，从煤矿到可再生能源设施，美国是可以摆脱中国的束缚，真正为地球做一些”绿色“的事情。
我们这样做的方式可以追溯到我之前提到的电池：电池是唯一储存能量的设备。进入它们的电必须来自某个地方。煤炭和天然气是肮脏的发电形式。尽管许多人认为，在我们迈向全面电气化的过程中，天然气是一种过渡燃料，但许多司法管辖区希望禁止天然气。
几天前，Clean Technica报告称，越来越多的城市正在逐步淘汰住宅和建筑中的天然气。自2019年以来，54个加州城市已经通过了这项禁令。就在两周前，纽约市也禁止了在新建筑中使用天然气。
可再生能源是进步左派的必要条件，但正如我们所展示的，风能和太阳能在提供足够的基本负载电力方面还有很多需要改进的地方。即使成本降低到可以与低煤炭竞争的程度，德国和法国等关闭核电以支持可再生能源的国家也对他们的决定感到遗憾。
水力发电同样便宜，但也有其自身的一系列问题，即洪水造成的环境破坏、人口混乱和修建水坝，这些都是化石燃料密集型的。例如，胡佛大坝（Hoover Dam）需要500万桶水泥和4500万吨钢筋，660万吨混凝土足以铺设从旧金山到纽约的公路。
正如我们前面提到的，这就剩下了核能。
铀是产生核反应所需的燃料，核反应既可以产生核能，也可以制造核武器。为了从铀矿石中制造核燃料，首先从岩石中提取铀，然后用铀-235同位素进行浓缩，然后制成小球，装入核燃料棒组件中。在一个核反应堆中，数百个燃料组件包含数千个小的氧化铀颗粒，位于反应堆堆芯中。当U-235分裂或“裂变”时，产生能量的核链式反应开始，在受控环境中产生大量热量。
在传统的核反应堆，即压水反应堆中，含有铀颗粒的燃料棒被放置在水中。这些小球产生的热量被想象成一个巨大的水壶，使水沸腾产生蒸汽，从而使涡轮机发电。但常规核电站的缺点是，核反应也会产生高放射性的钚和其他废物，造成处置问题。核废料中的锶-90和铯-137的半衰期约为30年，而钚-239则需要24000年才能完全衰变。
当它运转良好时，核反应是一种有效的能量创造形式。一个重量仅为6克的铀球产生的能量相当于一吨煤。但它也会留下大量放射性废物，需要焚烧、包裹在混凝土中，或深埋地下几个世纪。
如果核能出了问题，后果将是灾难性的。像俄罗斯的切尔诺贝利、美国的三哩岛和日本的福岛这样的核灾难已经深入到我们的集体意识中，并不断提醒人们注意推动反核运动的核能的危险。
虽然核能发电永远不会没有风险，但核能支持者认为，与温室气体增加导致地球变暖的风险相比，这些风险是可控的，而且很小。由于核能不需要燃烧化石燃料，它始终是实现从以石油为基础的经济向可再生能源和核能占全球电力供应更大比例的经济转型所需的能源组合。
钍反应堆
那么我们是不是必须在核电站继续使用铀，还是有其他选择？答案是有。而且这是一种鲜为人知的元素钍。
一些科学家认为，钍是开发新型更清洁、更安全核能的关键。
虽然常规核电站只能从铀燃料棒中提取3-5%的能量，但在钍支持者青睐的熔盐反应堆中，几乎所有的燃料都被消耗掉了。如果铀基反应堆的放射性废物持续时间长达10000年，钍反应的残留物将在500年内变成惰性。最后，由于钚不是在钍反应堆中作为废物产生的，因此不能从废物中分离出来并用于制造核武器。
熔盐反应堆（MSR）非常适合使用钍燃料。在液态氟化物钍反应堆（LFTR）中，燃料不像铀那样被浇铸成小球，而是溶解在一桶液态盐中。
MSR的一个关键优势是反应堆不会融化。就像我们在福岛看到的那样，当时电动泵被海啸淹没，无法冷却燃料棒，燃料棒过热并导致辐射排放。MSR也可以比传统反应堆更便宜、更小，因为它们没有大型加压容器，这意味着它们可以在工厂环境中使用。
与我们目前拥有的资本密集型永久性核电站相比，MSR的便携性是另一个主要优势。
想想BC省的能源需求。因为Site C大坝本身就存在环境问题，也曾淹没了和平河谷（Peace River Valley）100公里的一段地区，所以与其用Site C，还不如部署钍反应堆。
Site C计划提供1100兆瓦的发电能力，足以为50万户家庭供电。同样的目标也可以通过使用与印尼正在开发的钍反应堆类似的钍反应堆来实现：一个能够输送1000兆瓦的熔盐反应堆。
钍反应堆的另一个优点是，以铀为燃料的反应堆产生的核废料（即钚）可以回收，以回收产生核反应所需的裂变材料。这样一来，钍反应堆不仅比传统反应堆产生的废料少，而且有助于解决核废物处理问题。
总结
用可再生能源来完全取代化石燃料发电 （煤炭、石油和天然气）是站不住脚的。因为太阳能和风能是属于间歇性的，必须使用仍在开发中的电池技术进行大量存储，它们不仅不适合作为基本负载电力，所提供的能量强度也远远低于化石燃料或核能。
我们也不能依靠天然气来实现无碳未来。天然气主要是甲烷，一种强大的温室气体。联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 表示，在20年的时间里，甲烷的破坏力将是二氧化碳的86倍。
谢天谢地，我们还有第三个选择，那就是核能。一个重量仅为6克的铀球产生的能量相当于一吨煤。一吨钍释放的能量相当于250吨铀。
事实上，在脱碳和电气化方面，核能必须是混合能源。可再生能源很好，但归根结底，由于其巨大的土地使用需求，它们并不是特别环保。一个钍反应堆可以产生同样的能量，而不是用太阳能电池板覆盖数百公顷。这将是基本负载，而不是间歇性电源，直接接入电网，不需要锂离子电池。
说到这一点，从表面上看，电池没有什么问题，但请记住，它们只是一个储存能量的容器。它们能否被视为绿色取决于进入它们的能量是如何产生的。如果它来自煤炭、天然气、水力或常规核能，那么这种电池既不清洁也不环保。
原材料也必须考虑在内。如果没有采矿，电动汽车电池是不存在的。采矿是可持续的，但通常不是。如果钴是在没有环境法规的矿山中使用童工提取的，那么这种电池真的”干净”吗？同样的情况也适用于由红土镍制成的电池，这些电池在印度尼西亚使用破坏环境的HPAL方法进行加工，并将尾矿倾倒到海里。
目前，矿产的供应链很长。金属的开采和加工距离最终使用地数千公里。用集装箱船、轨道车和卡车运输电池原料，大大增加了采矿的生态足迹。
按照我们的方式，许多政府正在推行的电气化和脱碳议程有可能最终成为一种巨大的资源浪费。
数十亿美元已被投用于可再生能源，但政客们似乎忘记了，我们没有金属。为了达到所需的数量，矿业公司需要前往环境法规最低或者甚至没有法规的地方。如果没有北美矿山的开发，我们将继续依赖外国采矿和加工，也将无法控制这些公司的ESG。
缺乏对新矿的投资意味着金属价格可能会在很长一段时间内上涨。在美国和加拿大，一座矿山的开发可能需要20年的时间。
与此同时，欧洲国家正在仓促推进电气化，逐步淘汰核能和煤炭，却没有分析后果，也没有保护民众免受天然气价格上涨的影响。像往常一样，普通公民将以高额电费承担这一愚蠢差事的后果。
那么该怎么办呢？
首先，我认为人们一直在寻找错误的能源生产方式。为了获得清洁、可靠的基本负荷电力，可再生能源不会减少电力供应。风能和太阳能只有在阳光普照和刮风的情况下才能发挥作用，尽管电池存储技术正在进步，但可以说它不足以完全取代化石燃料或核能。
常规核能有许多优点，但也有许多缺点，包括建造新的核反应堆所需的资本成本和时间、熔化的危险和储存核废料的问题。
所有这些问题都可以通过建造钍核反应堆来解决。利用它们产生的电力进入锂离子电池，锂离子电池的材料来自北美。通过这种方式，ESG关注的问题保持在当地（即采矿对环境和附近社区的影响）。最重要的是，北美矿山成为电动汽车和可再生能源供应链的第一个环节，不能因外国供应商的一时冲动而断开。
我们还必须认识到，百分百的可再生能源普及率是不可行的。电动汽车最适合电动汽车车主短途行驶的城市。虽然快速充电对他们来说是最方便的，但他们可以使用慢速充电器（电动汽车不需要完全充电，部分充电就可以了），这样可以延长电池寿命。
对于郊区居民来说，油电混合动力车是一个不错的选择，他们通勤时间较长，通常需要传统加油方式的便利。此外，目前大多数郊区的充电基础设施还不完善。
农村地区在电动汽车普及方面最具挑战性。现在，我只是没有看到小城镇发生电气化，因为范围受限的电动汽车的使用有限。从事农业、采矿和林业工作的人需要使用汽油和柴油运行的卡车和重型设备。
这可能不是环保主义者对未来的设想，但我相信我们可以清理地球和应对气候变化，同时成功过渡到低碳世界的方式。
承诺可能是政客的命脉，但现实才是关键。
Richard (Rick) Mills
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