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所有的风力发电机和太阳能电池板需要多少钢材?

   日期:2024-04-23     浏览:49    评论:0    
核心提示:所有的风力发电机和太阳能电池板需要多少钢材?发布日期:2023-09-21 11:36:03浏览次数:19评论:0导读 【金蝴蝶】近几天,我终
 

所有的风力发电机和太阳能电池板需要多少钢材?

放大字体  缩小字体发布日期:2023-09-21 11:36:03    浏览次数:19    评论:0
导读

 【金蝴蝶】近几天,我终于做出了我的金蝴蝶个钢铁需求情景预测,钢铁技术将占据主导地位,结果是脱碳曲线。整个21世纪,这已经成为我的习

 【金蝴蝶】近几天,我终于做出了我的金蝴蝶个钢铁需求情景预测,钢铁技术将占据主导地位,结果是脱碳曲线。整个21世纪,这已经成为我的习惯,解释什么力量会弯曲曲线。就像所有事情一样,这是一种思维练习,也是一种思考未来的方式,这样投资者、决策者和企业就能在今天做出更好的决定。

 

  在这个过程中,我偶然发现了一些有趣的数据点。其中之一是,美国所有管道中约有3.5亿吨钢铁,是这个主要经济体年需求的四倍。我预计,大量优质钢材将被提炼出来,变成有用的东西,比如风力涡轮机。当然,评论人士指出,石油和天然气行业在1920年至1980年之间建造的许多管道上都覆盖了石棉,在许多地方它们都被埋了起来,因此是否值得将它们挖出来是需要怀疑的。另一位评论者指出,美国环保署的材料表明,许多反应堆的内部都被含有铀、钍、镭及其衰变产物钾-40和铅-210/-210等物质的污泥所包围。

 

 

 

  一些管道在许多情况下将被视为有毒废物,而不能作为废弃资产。由于我的计算是为了唤起人们的回忆,而不是规定,所以我并不特别担心,但现在我更担心的是那些有毒的材料,它们将被留在地上生锈。

 

  我们已经生产了大量的钢铁,在未来岁月中还将生产大量的钢铁,但我们却越来越多地丢弃我们已经生产的钢铁产品,并继续向全球供应新的钢铁。中国大规模的城市基础设施建设即将结束,这是近年来钢铁的主要需求来源之一,中国的汽车保有量可能达不到西方的水平,而且中国将在更大程度上向钢铁报废和循环经济过渡。b2b商务商务上仍在发展的部分地区不会像中国那样快速发展,也不会像中国在1978年或14亿人口时那样接近零基础设施。因此,在我的预测中,制造业和需求曲线将会变平,更多的是由废钢通过可再生电力驱动的小型钢铁厂运行,这对气候有明显的好处。

 

  但在回顾安赛乐米塔尔(ArcelorMittal)的资料时,我发现了另一个有趣的事实。安赛乐米塔尔是一家年收入800亿美元的跨国钢铁公司,总部位于卢森堡,2006年被印度公司米塔尔钢铁(Mittal steel)收购。

 

 

 

  研究显示,每MW的太阳能发电需要35-45吨钢材,每兆瓦的风力发电需要120-180吨钢材(仅适用于海上风电使用的钢材)。

 

  这非常有趣,以至于我不禁要问,如果只假设风能和太阳能,那么要满足b2b商务商务上所有的能源需求需要多少钢铁。再次强调,这是一个旨在唤起人们共鸣的思维练习,而不是断言它们将提供更多的能量。

 

  这些数字不包括陆上风力,这类设施由于地基在地面上,对钢铁的需求较低。由于太阳能的简单性和在数量上的优势,它很可能【金蝴蝶】终会比风能提供更多的能源。如上所述,与核能和其他发电技术相比,风能和太阳能都具有巨大的规模和模块化优势,所以【金蝴蝶】终组合中不会有很多其他新一代发电技术。

 

  综合这些因素,我认为未来的平均产量为每MW需要70吨钢材。

 

 

 

  下一个问题是需要多少能量?【金蝴蝶】近,我发表了我的一个评估,即美国能源电气化的价值,包括热泵,一些额外的工业热源电气化契机和交通。当然,这包括在很大程度上以可再生能源发电的形式满足美国的能源需求,b2b商务被拒绝的能源是传输和存储损失。在这种情况下,在保持其他一切因素(人口、GDP、舒适度)不变的情况下,美国的一次能源需求将下降50%

 

  在全球范围内,目前每年的一次能源消费总量约为595艾焦耳,这意味着在一个完全电气化的全球经济中,我们可能需要300艾焦耳。这相当于每年大约84000TWh,这是一个很大的数字,但作为背景,中国目前每年大约产生8000TWh能源,其中可能有2000TWh来自可再生能源。当我们摆脱效率极低的化石燃料,并尽可能地使用电力时,能源需求就会急剧下降。

 

  接下来,我将太阳能、陆上和海上风能的混合容量系数设为30%。这意味着我们将需要32TW的风能和太阳能部署。

 

  按照每MW 70吨的钢铁产量计算,这相当于大约22亿吨,看起来很多。

 

 

2100年,按不同方法每年生产的百万吨钢材,图表由作者绘制

 

  但是,让我们把22亿吨作为背景。2020年全球钢铁总产量为18.78亿吨。以目前的产量计算,全球钢铁制造业用不了1.2年就能生产出满足全球能源需求的所有风能和太阳能。

 

  我对2030年的预测是每年约20亿吨,与中国未来几年持续但不再加速的需求保持一致,同时印度的需求也在增加,印度目前是全球第二大制造商和消费国。我的预测是,钢铁产量和需求峰值将在2060年达到23亿吨,因此,在钢铁峰值时,仅一年的产量就可以制造一个电气化、脱碳社会所需的所有风力发电机和太阳能电池板。

 

  距离2050年还有27年,我们已经在建造270GW的新增太阳能,每年接近100GW的风能。这一数字呈指数级增长,显然还需要进一步增长,但每年1.2TW装机的钢铁需求量约为8000万吨,远远低于目前的制造业。事实上,它在全球汽车和卡车行业的范围内,2020年的需求约为7000万吨,在我的预测中,2030年的需求将达到1亿吨。

 

  显然,到2080年左右,我们将以S曲线的形式大规模增加可再生能源的部署,因此,从2030年到2050年,曲线陡峭的部分将看到超过8000万吨的需求,但仍然远远低于我对2100年钢铁总需求的预测。

 

  正如我一直指出的那样,b2b商务商务上【金蝴蝶】大的钢铁消费领域之一是化石燃料行业,包括上述的管道、钻机、加工设施、炼油厂、卡车、建筑物、海上油轮和铁路油罐车。随着可再生能源需求的增加,这一需求在未来几十年将逐渐下降。化石燃料行业每年消耗钢铁的比例到底是多少?这很难说,因为我能找到的公开统计数据不包括行业消费细分。如果有读者有好的资料,请分享。

 

 

 

  【金蝴蝶】后,再回到那些讨厌的管道。值得一提的是,仅美国的管道就含有3.5亿吨钢铁。我们只需要六倍于此的量来建造风能和太阳能,就可以为b2b商务商务上所有的能源脱碳。

 

  综上所述,在未来几十年,钢铁将远远不会成为全球能源转型的制约因素。相反,我们每年制造的金属远远超过了年度需求,而且产生的废料数量也在不断增加。

 

  作者:Michael Barnard,电动航空初创公司FLIMAX的咨询委员会成员、TFIE Strategy的首席战略师和distnc技术的联合创始人。他把时间花在预测未来40-80年的脱碳情景上,并帮助高管、董事会和投资者在今天做出明智的选择。无论是在航空加油、电网储能、车辆到电网还是氢气需求方面,他的工作都基于物理学、经济学和人类学的基础,并以多个领域的脱碳要求和创新为依据。

 
 
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