稀土与气候变化 陷入了危机? 某些稀土元素可能很快会供不应求 Mar 17th 2012 | from the print edition 是开始为胜利挖掘的时候了 许多全球性减排二氧化碳的计划是要建造星罗棋布的风力涡轮发电机,并以再生能源发电为电动汽车充电,摈弃狂吞汽油的汽车。哦,至少那些并不坚决主张严酷节俭、回返穴居社会 [注] 的环保主义者是这样计划的。人们希望,这样一来,大气中CO2的含量可以保持在百万分之450以下。人们普遍认为,这就可以让全球气候变暖的程度处在可容忍的上限以下。 但风力涡轮发电机与电动汽车都要靠镝与钕来制造对电机和发动机极为关键的磁铁。在这两种同属稀土金属的元素中,围绕原子核旋转的电子排列方式很不寻常,因此具有异乎寻常的强大磁性能。很难找到它们的替代品。用其它材料制造磁铁的发动机或电机或者更为沉重,或者效率不高,或二者兼有。 这一问题当前还不甚突出。尽管大量稀土来自中国,而该国政府最近一直在限制出口(美国、欧洲与日本已就此于3月13日向世贸组织(World Trade Organisation)提出贸易诉讼),但其它已知矿源,比如现在已放弃开采的加州帕斯山(Mountain Pass mine in California)(上图),可以在较短时间内重新开采供货。按照当前的需求水平,任何集中于某地的供应来源会引起的问题都只不过会让人烦恼一时,不会造成生存危机。 但如果环保主义者的美梦成真了呢?到那时,镝与钕的需求也会得到满足吗?这就是麻省理工学院的三位材料科学家伦道夫•科尔臣、伊利莎•阿隆索和弗兰克•菲尔德(Randolph Kirchain, Elisa Alonso and Frank Field)最近向自己提出的问题。他们在最近发表在《环境科学与技术》(Environmental Science and Technology)的文章中给出的回答是:如果要让风动涡轮发电机和电动汽车以现有科技完成环境规划者赋予它们的二氧化碳减排使命,在未来25年间,钕与镝的供给量将需要分别增加600%和2500% 。这两种金属现在的年供给量增长为6%;要达到三位研究人员预计的水平,镝与钕的年供给量实际增长必须分别为14%与8%。 这会是很困难的,对镝来说尤其如此。发动机和发电机的逐步改进可能会让需求有所下降。但这三位研究人员的数字说明,除非磁铁技术发生突破性进展(例如发现某种室温超导体),全世界的地质工作者还是现在就开始掘地三尺,全球搜寻稀土矿为妙。如果他们不这样做,在令磁铁制造商头疼的事情中,中国政府的心情可能是最微不足道的了。 [注] Back to the caves 是英国出生的美国流行歌曲演员丽达•福特(Lita Ford)自编自演的一首歌曲的名字,这首歌曲收在她1988年的曲碟《丽达》中。 有《调笑令》歪词一首为证: 稀土, 稀土, 减排非此莫属。 攀枝花开依依, 神州独傲钕镝, 镝钕, 镝钕, 处处春晖鸟语。 |
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