镍对我们的社会是一种关键金属，对于实现低碳未来至关重要。作为一种多功能金属，镍的需求在未来几年将增长，尤其关注其在电池行业的重要性及其在实现净零排放中的作用。来自澳大利亚昆士兰大学的Kristy Nell (née Campbell) 及其团队进行了一项研究，采用建模方法分析镍的供需流动动态，重点在于理解回收如何满足日益增长的镍需求。通过考虑采矿生产、产品应用和回收率之间的相互作用，本研究有助于更好地理解满足镍需求的长期前景。它可以协助政策制定者、行业利益相关者和投资者在资源管理方面做出明智决策，并在镍行业制定可持续实践。
镍的供需流动模型
研究过程与结果
本研究采用系统动力学建模方法 (基于STELLA Architect®软件)，通过构建全球镍资源流动模型，模拟了1994年至2100年间镍的供应 (开采与回收) 与需求动态。研究聚焦三个核心问题：未来镍需求能否通过开采与回收满足、回收主导供应的时间节点，以及不同清洁技术发展路径对镍产业链的影响。
研究过程
模型将镍的流动分为三大应用领域：不锈钢生产 (初始占比69%，2040年降至45%)、电动汽车电池 (初始7%，2040年升至41%) 和其他工业用途 (如合金、电镀等，占比动态调整)。关键参数设定包括：
产品寿命
不锈钢25年 (标准差3年)、电池10年 (无二次利用，标准差2年)、其他产品15年 (标准差2年)。
回收率
不锈钢与其他产品初始回收率60%，2050年升至90%；电池回收率初始仅5%，2040年提升至90%–98% (分三档情景)。
需求情景
基于国际能源署 (IEA) 和矿业公司BHP的预测，设定三种清洁技术发展路径：
STEPS (政策延续)：2040年需求4052千吨 (kt)
SDS (巴黎协定目标)：2040年需求6265kt
1.5°C (控温1.5℃)：2050年需求9500kt (较前30年增长370%)
模型机制
镍开采量通过指数增长函数动态调整 (分2021–2040、2041–2100两阶段增长率)，结合高斯分布函数模拟回收延迟效应。2100年后需求由人口增长驱动，并假设镍可无限循环利用但不可跨领域转换 (如“电池镍不用于不锈钢”)。
核心结果
采矿将持续主导镍供应至少四十年，这是支撑清洁能源转型的必然选择。即使在全球最积极的循环经济策略下 (电池回收率达98%)，模型显示镍开采量在2060年代前仍占供应总量50%以上。尤其在追求1.5℃温控目标的激进情景中，2040年前采矿量需以2.9%的年增长率扩张，方能满足电动汽车电池爆发性需求——这与当前实际采矿趋势形成尖锐对比：2021年回收镍仅占总供应的5%，远低于模型预期的20%，凸显回收体系严重滞后。
回收镍成为供应主体的转折点出现在2062至2096年间，具体时间取决于政策力度与技术进步。当回收率提升至90%时：
若各国延续现有政策 (STEPS情景)，2073年回收镍将主导供应；
若落实巴黎协定目标 (SDS情景)，时点提前至2074年；
而在最严格的1.5℃路径下，因初始需求激增导致存量镍积累延迟，需至2096年方能实现此目标。值得注意的是，电池回收效率提升可显著加速这一进程——回收率从90%增至98%能使转折点提前5至18年，但政策选择的影响幅度远超技术优化。
研究总结
镍的广泛应用版图预示其市场需求将持续增长，尤其在电池制造领域的关键角色及其对实现净零排放目标的战略贡献推动下。建模结果凸显了回收体系对满足未来需求的重要性，同时也证实了采矿的基础性作用。研究有力表明：即便回收利用在构建可持续未来中日益凸显，采矿业仍是不可或缺的支柱。因此，必须持续推进采矿活动优化与战略革新，确保其高效性、可持续性与环境责任的最大化。采矿业并非过时的做法，而是该行业中一个充满活力且至关重要的部门——其转型与适应能力将成为满足当下及未来资源需求的关键。面对循环经济浪潮，我们亟需在强化回收体系的同时，深刻认知并支撑采矿业在全球资源格局中的持续性作用。
原文出自 Recycling期刊：https://www.mdpi.com/3023904
期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/recycling
Recycling 期刊介绍
主编：Michele John, Curtin University, Australia
期刊发表资源回收、再利用、废弃物管理与循环经济等相关领域的原始性、首创性成果，主题涵盖工业资源回收的创新工艺、工具与方法学，废弃物处理技术，循环经济，零废弃项目实践，回收利用相关政策，回收经济学，回收过程的环境与社会影响，以及产品 (生态) 设计与回收等方向。目前已被ESCI (Web of Science)、Scopus、FSTA、DOAJ等数据库收录。
2024 Impact Factor：4.6
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