- 预计由于缺乏水资源而导致金属等供应中断
- 当前铜产量的37%已经超出了产能，预计由于脱碳技术，铜的需求将增加
- 支持可再生能源和储能技术的开发和传播
与世界地壳资源生产相关的用水量和水资源可用性方面的生产能力过剩
米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）安全科学研究部Islam Kamrul，首席研究员、Keitaro Maeno，研究员、Kosuke Yokoi，首席研究员、Akiharu Motoshita 研究组组长为悉尼科技大学 Damien Giurco 教授、九州大学 Shigemi Kakawa 高级教授和东京大学 Shinsuke Murakami。教授等人，在允许可持续利用水资源的条件下，例如金属地壳资源的生产津贴
迄今为止，人们认为金属和其他材料的生产能力取决于地壳中存在的储量。该方法可以估算出金属等生产所必需的水资源所限制的生产能力，并揭示了32种目标资源中的25种目前的生产量已经超过了生产能力。特别是，由于旨在脱碳的可再生能源和储能（可再生能源和储能）等技术的普及，预计对铜的需求将会增加，但截至2010年，37%的产量已经超出了生产能力，需要铜的产品需要立即采取措施。这一结果将有助于预测金属和其他材料的供应中断，这些供应中断将阻碍可再生能源和储能等技术的传播，提高资源利用效率和可回收性，并支持对替代资源的提前寻找。
该技术的详细信息将于 2025 年 3 月 14 日（日本时间）公布。科学
人们认为，金属等地壳资源的可用性取决于地壳中的储量，而金属对于可再生能源和储能技术的推广以及实现脱碳社会至关重要。另一方面，金属等资源的开采、选矿、冶炼等各种生产过程需要大量的能源和水资源。随着人们对气候变化和水资源枯竭等环境问题的关注不断增加，水资源可持续利用的极限（行星边界)的范围内继续，或者是否可以增加产量以应对未来需求的增加。
特别是，水资源的供应量因地区而异，但全球总需求量的 24% 已经超出极限。限制可持续用水量以外的地区生产金属等资源，则担心生产会受到限制，资源供应会受到干扰。然而，迄今为止，资源生产受可用水资源量限制的程度尚未得到科学阐明。
AIST 正在致力于估算研究和开发方法中可产生的资源限量，以评估水和金属等自然资源使用的可持续性。迄今为止，我们开发了一种估算全球各流域水资源可持续利用极限的方法，发现目前24%的水资源消耗超过了极限。※1基于这一结果，我们与悉尼科技大学、九州大学和东京大学合作，估算了世界各地矿山中生产金属等地壳资源所需的水资源量。此外，我们还开发了一种根据矿山周围盆地水资源可持续利用极限估算每个矿山地壳资源生产能力的方法。
这项研究和开发得到了日本学术振兴会科学研究补助金 18KK0303、21H04944、23K28302 和 24K20966 的部分支持。
我们估算了3300个矿山在水资源可持续利用极限下的金属和其他地壳资源的生产能力，占世界总量的70-80%。我们收集了每个矿山生产的地壳资源及其产量的信息，并估算了 2010 年生产每种资源所需的水消耗量（图 1a）。如图1b所示，铁在全球消耗的水量中占比最大，其次是煤、磷、铜、金和镍，占总消耗量的94%。根据每个矿山的用水量，我们乘以图2a所示的世界流域水资源可持续利用极限的超标率，估算出每个矿山超过可持续利用极限的用水量。本次分析的32种主要地壳资源中，有25种生产用水量超过水资源可持续利用极限。图2b显示了水资源超标率较高的前10名地壳资源的资源生产所需用水量以及超标水资源消耗量的比例。虽然铁耗水量大，但超过使用限额的资源产量占产量的比例为9%，而铜的耗水量比铁小，但超过使用限额的资源产量占产量的比例达到37%。这表明，资源生产不仅受到资源生产消耗的水量的限制，而且还受到取决于生产区域的水资源可持续利用极限的限制。
图 1 世界各地矿山与地壳资源生产相关的耗水量
*原始论文中的数字被引用或修改。
图2 超越世界流域水资源可持续利用的极限
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
也用于气候变化目标的讨论共享社会经济路径 (SSP)），我们预测了随着未来对金属等地壳资源的需求变化，与资源生产相关的耗水量将发生变化。在未来的预测中，对铜的需求及其生产将随着世界人口、经济增长和再生资源数量的变化而变化。图 3 显示了铜产量变化所需的水消耗量以及变化范围。结果因情景而异，但在可持续情景SSP1的情况下，与2010年相比，所需的水消耗量高达203%。截至2010年，37%的铜产量已经超出了生产能力，很明显，为了满足未来预计会增加的铜需求，需要采取紧急措施，例如提高铜生产所需的水消耗效率、提高资源利用效率和所需技术的可循环性。铜，并寻找替代资源。
图3 与铜生产相关的水资源消耗的未来变化
（SSP1：可持续发展、SSP2：中间派、SSP3：区域冲突、SSP4：不平等、SSP5：化石燃料依赖）
*原始论文中的数字被引用或修改。
这些结果揭示了人们对金属等地壳资源供应中断的担忧，而这些资源是可再生能源和储能技术等预计在未来变得更加流行的技术所必需的。该方法支持可再生能源和储能技术的开发和推广，例如选择替代资源，考虑改变采购资源的矿山或国家，以及设定提高资源利用效率和回收目标的目标，并且有助于政策制定。
这一次，我们分析了一个环境问题：缺水。未来我们将把分析范围扩大到气候变化、土地利用等与地壳资源生产密切相关的环境问题，并推进对地壳资源生产能力进行更详细的估算。这将有助于找到避免资源供应中断的措施，从而不阻碍需要地球资源的技术的传播，例如可再生能源和储能技术。
已出版的杂志：科学
论文标题：地质资源生产受区域水资源供应限制
作者：Kamrul Islam、Keitaro Maeno、Ryosuke Yokoi、Damien Giurco、Shigemi Kakawa、Shinsuke Murakami、Masaharu Motoshita
DOI：101126/scienceadk5318
※1区域淡水消耗承载能力-当前压力及其来源。环境科学与技术。 （2020）DOI：101021/acsest0c01544