北理工團隊為應對礦產資源約束下的能源低碳轉型挑戰(zhàn)提供解決方案
發(fā)布日期：2025-08-08 供稿：管理學院 攝影：管理學院
編輯：吳楠 審核：顏志軍 閱讀次數：
北京理工大學碳中和系統(tǒng)工程北京實驗室魏一鳴教授團隊在國際上首次提出兼顧減排、礦產資源安全與區(qū)域公平的能源低碳轉型方案，為全球在資源約束下協(xié)同實現氣候目標與礦產資源安全提供了科學依據。相關研究成果“Navigating energy transition solutions for climate targets with minerals constraint”，以研究長文（Research Article）形式，于北京時間2025年8月8日在線發(fā)表于自然子刊《自然?氣候變化》（Nature Climate Change），該論文入選Nature Climate Change期刊研究亮點（Research Highlight）。論文在線發(fā)表后，已得到了國內外主流媒體的報道。這也是魏一鳴教授團隊自2017年以來在《自然》子刊上累計發(fā)表的第10篇研究長文。
氣候變暖加劇，能源系統(tǒng)急需加快轉型，以達成《巴黎協(xié)定》設定的溫控目標。盡管多種綜合評估模型已針對1.5°C和2°C溫控目標提出了大量減排路徑，但這些路徑涉及多種低碳技術，而低碳技術制造又高度依賴多類關鍵礦產資源。在時間和空間尺度上，氣候目標、技術部署與礦產資源需求之間存在復雜關聯。然而，這些復雜關聯關系，尚未從規(guī)律和機理上得到系統(tǒng)性研究和揭示，使得當前轉型路徑抉擇面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
為填補上述研究空白，魏一鳴教授帶領團隊，在其早期開發(fā)的全球氣候變化綜合評估模型（C3IAM）基礎上，進一步自主設計研發(fā)全球減排技術資源評估模型（Global Resource Evaluation of Abatement Technologies model，簡稱GREAT），針對80種技術進步不確定性開展全景式分析，系統(tǒng)量化了政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告（IPCC AR6）所提出的557條減排路徑中，17種能源技術對40種關鍵礦產的全球與區(qū)域需求及其潛在短缺風險（圖1）；在此基礎上，識別出礦產短缺風險最低的最優(yōu)減排路徑（圖2），并針對該路徑下仍存在的全球與區(qū)域性礦產短缺問題，提出以資源可持續(xù)性為核心的“兩手抓”應對策略。研究強調，實現深度脫碳不僅依賴技術創(chuàng)新，更需要多元化的能源技術組合、強化回收利用與材料替代、深化全球貿易合作，以及保持適度經濟增長，才能有效應對關鍵礦產約束帶來的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，保障氣候目標的順利實現。
圖1 2100年全球80種技術進步情景下的礦產資源短缺預測
圖2 557條減緩路徑礦產資源安全與氣候目標協(xié)同評價結果
北京理工大學魏一鳴教授、余碧瑩教授、康佳寧副教授，北京師范大學劉蘭翠教授為論文通訊作者。上述工作得到了國家自然科學基金基礎科學中心、國家自然科學基金重大項目、碳中和系統(tǒng)工程北京實驗室的支持。
論文詳情：Wei, YM., Liu, LC., Kang, JN…. Yu, BY., et al. Navigating energy transition solutions for climate targets with minerals constraint. Nat. Clim. Chang. 15, 833–841 (2025). https://doi.org/10.1038/s41558-025-02373-3
原文下載地址: https://www.nature.com/articles/s41558-025-02373-3
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