一个特别寒冷的秋天和更冷的冬天在路上，许多人都在思考为什么欧洲转向可再生能源市场是失败的。
在可再生能源无法完成工作时，关闭提供廉价电力的燃煤发电厂，以及每个国家同时追逐天然气，导致天然气价格飙升，导致整个非洲大陆的能源危机。
德国和法国的天然气价格已经创下历史新高，而天气相对温和;预测要求12月剩余时间和1月将比正常情况更冷。
核能应该是一个可行的替代方案，但在年日本福岛第一核电站部分熔毁后，安格拉·默克尔政府立即关闭了该国近一半的核电。一夜之间，德国决定消除其40%的核电容量，并从电网中移除8，兆瓦（MW）;到年，剩余的12，兆瓦核电将消失。
德国正在迅速接近这一最后期限，已采取行动，在明年年底前关闭六座核电站或8.5千兆瓦（1GW=1，MW）。其三家最新工厂将在短短一个多月内关闭，从北欧电网中减少4.05GW，相当于丹麦的平均用电量。
德国还计划到年将其所有天然气工厂停产。
煤炭发电的污染最大，有充分的理由被欧盟回避，欧盟生产煤炭的成员国数量从年的12个下降到年的两个，即捷克共和国和波兰。
在同一时期，硬煤或无烟煤的产量下降了80%，至万吨，因为各国转向天然气和可再生能源。
11月，葡萄牙关闭了最后一座燃煤发电厂，成为第四个停止使用化石燃料发电的欧盟国家。
尽管德国声称打算从可再生能源中产生大部分电力，但该国的太阳能和风能发电量却没有达到预期，供需之间的差距必须由核能和煤炭来满足，消费者面临着可怕的电费。
Verivox最近的一项分析发现，德国每千瓦时0.45美元的电力价格是欧盟第三高的电力（仅次于捷克共和国和罗马尼亚），比所有其他G20国家都贵。
年，由于不利的天气条件，该国前三个季度的风能和太阳能发电量与年同期相比直线下降，陆上风电产量减少了18%，海上工厂产量减少了14%，太阳能产量仅为一半。
具有讽刺意味的是，尽管德国对化石燃料和核能不屑一顾，但如果不是这些传统的基本负荷来源，这些基础负荷来源被用来弥补太阳能和风能无法按预期交付，德国将面临停电。
事实上，如果德国在没有可靠的替代电力来源的情况下，在隆冬时节退役三座核电站的拙劣计划，该国部分地区仍可能陷入黑暗。
在葡萄牙，尽管该国60-70%的电力来自可再生能源，但它仍然严重依赖进口化石燃料来满足其总能源需求。据《欧洲新闻》报道，尽管早期转向无煤发电，但有人担心，由私人控股集团TejoEnergia经营的Pego工厂现在可能会被改造成燃烧木屑颗粒。
燃烧煤炭还是木材对环境更糟糕？我们不知道，但这表明欧洲和世界其他地区距离战胜化石燃料成瘾并从可再生能源中获得%的电力还有多远。
根据美国能源信息署（EIA）的数据，美国的煤炭使用量多年来大幅下降，但到年仍燃烧了4.77亿吨，占总能源消耗的十分之一。
在加拿大，尽管联邦政府计划在年之前停止燃烧和出口动力煤，但仍有两个省要求将其燃煤电厂再运营十年。据《环球新闻》9月报道，新斯科舍省正在与渥太华谈判一项原则协议，将其燃煤电厂开放至年。7月，新不伦瑞克省向联邦提出了类似的要求。全球新闻称，阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省的煤炭也被燃烧用于发电，尽管阿尔伯塔省有望在年之前逐步淘汰。
根据国际能源署（IEA）的最新数据，预计今年全球煤炭发电量将飙升9%，达到10，太瓦时的历史新高。煤炭使用受到天然气价格大幅上涨的推动，发电厂采购煤炭作为更便宜的替代品。
"反弹是由今年的快速经济复苏推动的，这推动了电力需求的增长速度远远超过低碳供应的步伐，"IEA通过《矿业周刊》表示。
该组织指出，水泥和钢铁等能源密集型产业预计将在年将煤炭需求增加6%，并表示年可能会创下历史新高。
亚洲主导着全球煤炭市场，中国和印度占需求的三分之二。
大约一年前，我们报道了英国石油公司的一份报告，宣称年达到了"石油需求峰值"。根据石油巨头的年展望，由于各国采取更强有力的气候行动，全球石油需求可能很快就会迅速下降，未来10年至少下降10%，到年将下降50%。
根据英国石油公司的说法，上升的可能性是石油，煤炭和天然气将在20年内死亡。煤炭将在石油之前死亡，石油将在天然气结束之前耗尽，被许多人视为向可再生能源过渡的燃料。
如果我们接受化石燃料的终结即将来临，那么下一个问题是，什么时候将取代它们？对于BP来说，答案显然是可再生能源。该公司预计，到年，可再生能源的产量将是其产量的四倍以上，类似于目前的天然气供应。到年，可再生能源再次翻了一番多，相当于目前煤炭和天然气的总和。
真？IEA的"年全球能源评论"中的下表显示，年全球发电量以化石燃料为主，煤炭和天然气占总发电量26，太瓦时（TWh）的59%。太阳能和风能仅占2，TWh以上。
因此，BP告诉我们，在小于20年内，这些可再生能源系统，由于它们的工厂不能连续运行而不适合作为基本负荷电力，将从2，TWh跃升至16，TWh，增加8倍？
国际能源署的报告指出，虽然可再生能源肯定会获得市场份额，但它仍然是总发电量的12%（仅占12%，包括太阳能，风能，生物质能和废物），仍然以煤炭和天然气为主。
例如，虽然年需求下滑了1.7%，但煤炭仍然是世界上最大的发电来源，占36%。
尽管各国都在采取脱碳措施，但石油的需求仍然很高。
沙特阿拉伯石油部长阿卜杜勒阿齐兹·本·萨勒曼在《华盛顿邮报》上发表了一篇非常有趣的文章，他警告说，由于化石燃料投资下降，石油供应将崩溃：
王子警告说，到本世纪末，全球石油产量可能每天下降3万桶，因为在勘探和开发新资源方面的支出不足。这意味着每天的产量不到0万桶。
尽管全球都在向电气化和脱碳迈进，但沙特阿拉伯的石油需求并没有减少多少——每天只有约万桶石油，即9%。即使有COP26，沙特石油部长表示，到年，世界将需要约9万桶/桶，从而短缺22Mbod，比年美国消耗的石油还多。
之所以允许这种情况发生，是因为世界各国政府都希望看到向可再生能源的转变。许多石油和天然气投资正在转向可再生能源，至少部分是由ESG问题推动的;我们急于进入"绿色"的一切，而没有充分取代我们的化石燃料资源。这意味着没有寻找足够的石油，没有抽取足够的石油，也没有投入足够的能源基础设施项目，如管道。
麻烦的是，在可再生能源真正取代化石燃料之前，我们一直如此专注于扩大可再生能源市场，以至于我们几乎可以保证石油（和天然气）价格在可预见的未来将保持高位。
至于长期来看，我们显然不知道可再生能源将在多大程度上取代化石燃料和核能（也没有其他人这样做），但我们很难相信它会超过40%，我们认为它不会达到%。
风能和太阳能：白日梦
如果我们在20年内摆脱所有化石燃料-石油，天然气和煤炭-我们需要额外产生，，GWh的可再生能源。
1千兆瓦时（GWh）=1，.00兆瓦时（MWh）。
一个大型太阳能发电场将是兆瓦（MW），请记住，美国最大的太阳能发电场，黄玉/沙漠阳光，是MW，世界上最大的是1，MW;美国大多数太阳能发电场都小得多，不到5MW）。
假设它能够运行一半的时间，即天。MWx24=12，MWhx=2，，MWh.，，，MWh除以2，，=61，MW太阳能发电场。
这对材料意味着什么？我们知道，一个MW的太阳能转换厂将覆盖65至平方公里，其中包括17，吨铝，万吨混凝土，3，吨铜，，吨钢，37，吨玻璃和吨其他金属，如铬和钛-是建造相同容量的核电站所需材料的倍。
根据国际能源经济学协会（IAEE）年的一篇论文，八种类型的矿石满足了光伏技术的元素需求：金，镍，铬，钼，锌，铜，铝和铁矿石。
建造这么多太阳能发电站所需的铝和铜的数量超出了图表：
17，吨铝x61，（MW）太阳能发电场=1，，，吨
万吨（MT）全球产量（年USGS）=1，，，吨铝或全球产量的16倍7，吨铜x61，（MW）太阳能发电场=，，吨
20Mt全球产量（年USGS）=，，吨铜需求或全球产量的23倍但是，不仅要容纳超过61，个新的太阳能发电场，还要容纳土地的数量。Denholm和Margolis的一项研究计算了人均太阳能足迹，基于每个州的电力需求仅由太阳能满足的假设。使用人均平方米的平均面积，推断出全国人口3.亿，得出太阳能所需的土地面积为65，平方公里-其面积大致相当于内华达州的面积。未考虑的是安装可再生能源蓄电池所需的土地数量。
风力发电是否更可行？世界上最大的10个风电场从兆瓦到20千兆瓦不等。曼哈顿研究所估计，为了便于太阳能和风能之间的比较，以MW的风电场为例，更换单个MW天然气涡轮机的输出将需要至少20台风力涡轮机，每台风力涡轮机的大小与华盛顿纪念碑差不多，占地25平方公里。因此，将其提高到MW将需要平方公里的台风力涡轮机。这只是一个风力发电场，其规模相当于天然气或太阳能发电厂。
需要多少个风电场才能产生，，GWh的电力，这是取代化石燃料所需的数量？由于间歇性，具有25%容量因数（一段时间内的实际输出占风力涡轮机容量的比例）的2MW风力涡轮机可以在一年内产生4，MWh。将其提高到MW=1，，MWh.，，，MWh除以1，，MWh=，个风电场，每个MW。
为了取代加拿大约20%的发电量，这些发电量仍然来自可燃燃料来源，该国将需要四倍于今天的风电场。为这么多人寻找空间，总共46，MW的铭牌容量，将需要26，平方公里。这是五个爱德华王子群岛的大小，或新斯科舍省的一半左右。请记住，这只是为了取代加拿大20%的电力仍然来自化石燃料。
考虑到在美国，大约63%的电力仍然来自煤炭，石油或天然气。根据EIA的数据，取代年煤炭产生的TWh将需要.6吉瓦的风电场容量，分布在20万平方公里以上！（大约是内布拉斯加州的大小）
材料怎么样？根据国家可再生能源实验室的一份报告，风力涡轮机主要由钢，玻璃纤维，树脂或塑料（11-16%），铁或铸铁（5-17%），铜（1%）和铝（0-2%）制成。这还不包括使用铜和稀土（如镝和钕）的电气系统。
一台重达1，吨的2MW风力涡轮机，包括1，吨混凝土，吨钢，48吨铁矿石，24吨玻璃纤维，铜和钕各4吨以及0.吨镝。
曼哈顿研究所估计，建设一个MW的风电场将需要3万吨铁矿石和5万吨混凝土，以及吨不可回收的塑料用于大型叶片。该组织表示，对于太阳能硬件，水泥，钢铁和玻璃的吨位比风能大%，以获得相同的能量输出。
根据悉尼科技大学可持续未来研究所的数据，澳大利亚分析了14种对制造清洁技术机器至关重要的金属，得出的结论是，镍、镝和碲等元素的供应需要增加-%。
建造太阳能光伏、水力、风能、地热和天然气机械所需的材料。资料来源：曼哈顿研究所
如果英国石油公司的展望是正确的，即在二十年内，可再生能源将提供目前由煤炭和天然气联合产生的等量的电力，那么我们就有一个问题，休斯顿。首先，仅仅用太阳能和风能取代目前煤炭和天然气所需的能源量，更不用说年不可避免的更高数字，将无异于奇迹。我们的研究表明，这将意味着超过60，个太阳能发电场和超过，个风电场。总而言之，可再生能源增加了约%。
当然，太阳能和风力发电场不能位于任何地方。它们需要位于正确的位置，风力强且频繁，阳光充足，并且足够靠近电力线以节省经济。
我们已经知道，我们没有足够的铜来满足电动汽车超过30%的市场渗透率。建设可再生能源产能不仅仅是为不断增长的电动汽车市场提供动力。如果我们要在20年内取代化石燃料，我们如何获得足够的太阳能和风能来产生至少，，GWh（即年，到年可能会翻一番）？
即使我们可以，我们如何找到原材料？对于太阳能发电，我们正在谈论的是找到目前铝年产量的16倍，以及当前全球铜产量的23倍。预计制造清洁技术机械所需的镍、镝和碲的产量水平将是目前产量的六倍。祝你好运！
即使采矿业能够识别并生产如此数量的金属，以实现世界%脱碳的目标，但保证对每种金属市场的供应短缺也会使它们变得过于昂贵。这只是供求关系。
电池、风力涡轮机、太阳能电池板、电动机、输电线路、5G的供应链——绿色经济所需的一切——从金属和采矿开始。电池侧对锂，镍和石墨以及能源侧铜的需求预计将迅速上升。
事实上，电池/能源金属需求正以如此惊人的速度增长，供应将面临极大的挑战。如果没有生产商和初级矿工大力推动寻找和开发新的矿藏，明显的供应短缺将在一段时间内困扰该行业。
根据瑞银（UBS）最近的一份报告，镍的赤字将在今年发挥作用，年的稀土，年的钴，以及年的锂和天然石墨。
此外，瑞士投资银行预测，到年，这些金属中的每一种都将出现巨额赤字：钴为17万吨，相当于钴市场的42%;万吨铜（约占目前全球开采产量的一半），占市场的31%;锂万吨（50%的市场份额）;天然石墨为万吨，镍为万吨（均为37%）;和48，吨稀土，相当于市场的47%。
铜和上述其他"面向未来的金属"（包括镍、钴、石墨和稀土）的结构性赤字可能会伴随我们一段时间。
事实上，我们认为结构性供应赤字将比瑞银预测的更深，因为我们在之前的一篇题为"电池/能源金属供应平价的障碍日益增加"的文章中概述了所有供应瓶颈。其中包括中国、与新冠疫情相关的供应链中断、水资源短缺、气候变化、资源民族主义、政治、ESG、劳动力老龄化以及勘探支出的匮乏。
显然需要一种新的燃料来源来供应即将到来的全球运输系统电气化所需的能源，并将世界能源关系从化石燃料转变为非碳来源。
钍实际上在地球上相当普遍。根据Livescience的说法，它以百万分之6的速度存在于地壳中-大约与铅一样多，比铀丰富三到五倍;它是地球上第41个最丰富的元素。
然而，它被认为是罕见的，因为钍通常被发现是金属的次要成分。有趣的是，天然钍以几乎纯Th的形式出现，这是最稳定的钍同位素，其半衰期与宇宙的年龄（亿年）相当，其放射性衰变是地球内部热量的最大贡献者。目前，据估计，这颗行星在地球形成时仍然有大约85%的钍。洛斯阿拉莫斯国家实验室（LosAlamosNationalLaboratory）的科学家认为，钍是在超新星（恒星生命的最后阶段）的核心中产生的，然后在恒星爆炸时散布在宇宙中。
微量元素存在于岩石、土壤、水、植物和动物中，钇铁矿、钇铁矿、独居石、烯丙矿和锆石中含有较高浓度的元素。该元素主要在澳大利亚、巴西和印度开采。稀土矿物独居石含有6%至12%的磷酸钍。
根据世界核协会（WNO）的数据，世界钍资源量为万吨，印度持有最多的，吨，其次是巴西，澳大利亚和美国。钍和稀土元素的大脉矿床位于爱达荷州。
磷酸独居石中的钍含量可达到26%，尽管更频繁的浓度不超过10%。
从独居石中回收钍涉及在°C下用氢氧化钠浸出钍，然后进行沉淀纯ThO2的过程。WNO表示，每年从印度，巴西，越南和马来西亚提取的独居石每年不到10，吨，但"如果没有商业稀土回收，钍生产目前不经济。
国际原子能机构（IAEA）于年对世界钍矿产、矿床和资源进行了详细细分。
该报告解释说，钍通常与铀有关，许多火成岩的钍含量升高，尽管太低而不能被视为可开采的矿床。
钍资源主要集中在碳钛矿型矿床中，约占总量的30%。其余矿床大致均匀分布在三种矿床类型中，按丰度递增的顺序，分别为碱性岩石、矿脉型矿床和砂矿。
澳大利亚的矿砂（砂矿）约占其已知钍资源的70%，而在印度，该国几乎所有的钍都与独居石结合在砂矿床中，存在于沿海地区。巴西的钍砂矿也沿着海岸和米纳斯吉拉斯州的碳酸盐岩发现。
在欧洲，芬兰、格陵兰岛、挪威和土耳其的资源估算总量约为万吨，尽管假设副产品回收，估计只有10%在经济上是可行的。
根据英国皇家化学学会的说法，钍的好处包括：
钍的含量是铀的三到四倍。据估计，地球上的钍足以持续10，年。
钍比铀更容易提取。
液态氟化钍反应堆（LFTR）是一种熔盐反应堆，与以铀为动力的反应堆相比，废物非常少。
它更有效率。一吨钍提供的能量与吨铀相同。
LFTR在大气压下运行，而不是水冷反应堆目前所需的至倍大气压。
钍的放射性低于铀。
年日本福岛核灾难使世界对核能感到不满，并开始科学家更密切地将钍作为"更环保"的替代品。虽然常规核电站只能从铀燃料棒中提取3-5%的能量，但在钍支持者青睐的熔盐反应堆中，几乎所有的燃料都被消耗掉了。铀基反应堆的放射性废物持续长达10，年，钍反应的残留物将在年内变得惰性。最后，由于钚不是在钍反应堆中作为废物产生的，因此不能将其与废物分离并用于制造核武器。
就缺点而言，钍需要极高的温度来生产核燃料（比二氧化铀高度），这意味着二氧化钍的制造成本很高。其次，辐照钍在短期内具有危险的放射性。批评者还说，钍燃料循环不如铀钚先进，可能需要几十年才能完善;到那时，可再生能源可能会使钍反应堆的成本过高。国际核机构预测，钍循环在商业上是不可行的，而铀仍然很容易获得。
开发钍资源以与铀竞争，它具有几个优势，这是鸡和蛋的情况。虽然全球约有万吨资源可用，但其中大部分作为其他矿物的副产品是不经济的，因为钍尚未在商业上可行。没有需求驱动因素，显然没有经济理由提取它。
然而，我们有理由感到乐观。一些科学家认为，钍是开发更清洁、更安全的新型核能的关键。
正在测试钍作为核燃料的可行性的公司和国家的例子不断增长。年，荷兰核研究所开始试验MSR.NRG，该设施的名称，位于荷兰北海沿岸，与欧盟合作启动了盐辐射实验。《新科学家》报道说，研究人员将使用钍作为反应堆的核燃料，其中反应堆燃料和冷却剂都是熔盐的混合物。该实验还将研究如何处理核废料。
在挪威，在西屋电气的帮助下，ThorEnergy于年开始在其Halden测试反应堆中用钍发电。为期五年的钍试运行的第三阶段于年开始。
印度的钍计划进展顺利。该国设想到年通过钍基反应堆满足其30%的电力需求。由于有大量的钍和少量的铀，印度希望使用钍进行大规模的能源生产。它计划建造和调试一支由个钠冷快堆组成的舰队-燃烧废铀和钚-以培育钚，用于其使用钍作为核燃料的先进重水反应堆。
独居石中含有大量钍的印度尼西亚与美国公司ThorConPower签署了一项协议，开发熔盐反应堆。一个1兆瓦的钍基反应堆将用于基本负荷发电，每年产生5千兆瓦。该国希望到年，其能源结构的约20%来自钍熔盐反应堆。
据报道，在美国，能源部正在与TerraPower，范德比尔特和橡树岭国家实验室等合作，建造一种熔融氯化物快堆-一种MSROilprice.
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