金属不足は再エネ普及のボトルネックになるか？

世界で再生可能エネルギーが急速に普及している。しかし、再エネ発電設備の材料となる様々な金属の不足が、普及のボトルネックになるという懸念がある。

2023年上半期のドイツの電力消費量に占める再生可能エネの割合は52.3％で過半に達した、と再生エネルギーを研究するNPOであるBDEW and the Centre for Solar Energy and Hydrogen Research（ZSW）はデータを公表した。原子力、石炭、天然ガス、石油を含む従来型エネルギー の消費量は、160テラワット時（TWh）から128.4 TWhまで減った。

気候変動対策とウクライナ戦争によるガスパイプラインの途絶によって、同国の電力政策の主軸が再エネへと大きく振れたことを示している。

ただ、再エネへの転換には、以前から重大なボトルネックが指摘されている。資源だ。マッキンゼーは先週、クリーンエネルギー転換の鍵とされる金属が今後数年で不足し、EVや風力タービン、ソーラーパネルの普及を抑制する可能性があると警告した。同社の最新の報告書は、EVの動力源であるリチウムイオン電池に必要なニッケルは、2030年までに約10％から20％の不足に直面すると予想し、モーターによく使われる希土類元素であるジスプロシウムは、70％もの不足に見舞われる可能性があると述べている。銅、リチウム、コバルト、イリジウム、錫の供給も不足する可能性があるようだ。

シニア・パートナー、ミシェル・ヴァン・ホーイはこう付け加えている。「過去の成長率を上回る原料の採掘が必要になると同時に、2030年以降の供給をさらに拡大するために探査を倍増させる必要がある。これは、需要を満たすために年間約3,000億ドルから4,000億ドルの投資増が必要なことを示している」

最近のいくつかの分析は、鉱物・金属需要の大幅な増加を示唆している。2020年には、世界銀行がクリーン・エネルギー需要の増大が鉱業に与える影響に関する報告書を発表し、さらに最近の国際エネルギー機関（IEA）の調査でも、エネルギー転換における重要素材の役割が強調されている。銅、銀、希土類金属が注目されているが、グラファイトやチタンなどの他の材料もこの文脈で言及されている。

A.T. カーニーの報告書は、ウクライナ戦争の影響を指摘している。侵略の開始以降、ロシアが生産するニッケル、アルミ、銅、亜鉛、鉄のような基礎金属は価格上昇を経験しており、特にロシアが世界生産量の約10％を占めるニッケルに関しては、EVと再エネに対する需要の高まりと、エレクトロニクスと鉄鋼生産における同金属の重要性のせいで、長期的に大幅に上昇する可能性が高い、と説明した。

一方、IRENAは、この懸念は誇張されていると主張している。同機関は、多くの材料において、エネルギー転換に必要な量は総消費量のほんの一部に過ぎないこと、リサイクルにより、一次生産の必要性を減らすことができること、そして、必要な資源は入手可能であり、あとは生産量を増やすだけであることを指摘している。

再エネ材料が先進国に集中する

先進国が、途上国で産出された金属を優先的に利用し、経済的利益の多くを享受する「不均衡」も課題の一つだ。『Nature Communication』に6月に掲載された研究は、再生可能エネルギー発電設備のサプライチェーンにおける貴金属の流れを調査し、金属鉱石総量の不平等が拡大していることを明らかにした。研究者たちは、バリューチェーン分解モデルと組み合わせた多地域産業連関モデル（MRIO）を用いて、世界の主要経済国の再生可能エネルギー発電部門のメタルフットプリント（MF）と付加価値を追跡。

彼らは、2005年から2015年にかけて再生可能エネルギーインフラにおける金属使用量が97％増加したことを発見し、途上国は、大量の金属を供給しているが、得られる経済的利益はわずかである、という構造を観測した、と主張する。

山東大学、復旦大学、広西大学、中国科学院、米メリーランド大学の研究者らは、貿易構造を修正することで、こうしたバリューチェーンに含まれるリスクと消費の不平等を緩和できる可能性を示唆した。彼らは、輸入に大きく依存する先進国経済が、より金属効率の高い供給源に向けて貿易配分を調整できることを提案している。

Tracing metal footprints via global renewable power value chains - Nature Communications

In this study, the authors report that, developed economies allocate metal-intensive-low value-added production activities to developing economies in global renewable power value chains. It necessitates building metal-efficient and green supply chains for just transition of power sector.

NatureRao Fu

参考文献

Fu, R., Peng, K., Wang, P. et al. Tracing metal footprints via global renewable power value chains. Nat Commun 14, 3703 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39356-x