金属等地质资源对于可再生能源和存储技术至关重要，但需要大量能源和水，引发了环境问题。由AIST领导的国际研究小组确定了区域水资源限制内地质资源生产的安全操作空间。他们强调了铜等资源的令人不安的趋势，铜是脱碳未来的关键金属之一。这项研究旨在为可利用水资源范围内可持续资源生产的政策提供信息。

关键金属和矿物等地质资源对于可再生能源和储能等技术向脱碳社会的传播至关重要，对于以各种产品和服务的形式支持现代生活也是不可或缺的。由于全球人口和经济增长，预计未来几年它们的需求将会增加。迄今为止，科学家和政策制定者主要从生态圈和技术圈的储量和资源的角度讨论了地质资源的可用性。然而，金属等资源的采矿、选矿、精炼等各种生产过程需要大量的能源和水资源，这可能会限制其生产。因此，人们担心地质资源的生产是否可以在水资源可持续利用限度（地球边界）内继续进行，或者是否可以增加产量以满足未来需求的增长。

除了与地质资源生产相关的碳排放（约占全球碳排放的 10%）之外，水的消耗也是另一个主要的环境问题。令人担忧的是，许多地区的资源生产用水量已经超过了可持续水平，全球24%的用水需求超过了现有水资源的承载能力。这种情况可能会限制推进绿色技术所需的关键金属和矿物的供应。尽管情况紧迫，但对地质资源生产中可持续用水的全面全球分析仍然有限。

在最近的一项进展中，由日本国家先进工业科学技术研究院安全与可持续发展科学研究所的 Masaharu Motoshita 博士领导的国际研究团队探索了水限制地质资源可用性的可能性，作为地质资源生产的行星边界。

博士。本下说，“我们在我们的之前的研究占总用水量80%的主要流域正面临超出其承载能力的过度用水。”

在这项研究中，团队估算了全球约 3,300 个矿山的 32 种关键地质资源的生产相关用水量。结果显示，其中 25 种资源的生产用水量超过了可用水量的可持续极限。值得注意的是，虽然铁生产耗水量较高，但2010年只有9%的产量超出了水限制。相比之下，铜生产尽管耗水量较低，但目前37%的产量超出了可持续用水限制。这凸显了地质资源生产中可持续用水的必要性，特别是对于铜等耗水量较大的金属。

研究强调，资源生产的限制不仅取决于消耗的水总量，还取决于区域的可用水量。将生产转移到水资源压力较小的地区可以缓解其中一些压力；然而，在许多情况下，由于物流、经济和基础设施方面的挑战以及资源所在地的地质情况，将生产作业转移到水资源丰富的地区是不可行的。

“该项目的研究结果将有助于预测金属和其他材料供应的潜在中断，这些材料对可再生能源和能源存储等现代绿色技术至关重要，”本下博士说。“通过提高资源效率、增强可回收性和探索替代资源，我们可以应对未来的供应挑战。此外，这些见解将指导有关资源勘探和采购、替代材料的选择以及制定地质资源使用和回收的可持续性目标的政策决策。”

该研究强调在未来地质资源生产中需要更全面地考虑环境约束。随着需求的不断增长和环境压力的不断加大，了解和管理地质资源生产的环境后果对于实现长期可持续性以及实现清洁能源和脱碳的全球目标至关重要。

期刊：纳米尺度
作者：Kamrul Islam、Keitaro Maeno、Ryosuke Yokoi、Damien Giurco、Shigemi Kakawa、Shinsuke Murakami 和 Masaharu Motoshita
原论文标题：地质资源生产受区域水资源供应限制
期刊：科学
DOI：101126/scienceadk5318