Việc xây dựng một tương lai năng lượng sạch đòi hỏi đầu vào vật liệu mới cho một nền kinh tế chủ yếu được cung cấp năng lượng từ nhiên liệu rắn, lỏng và khí trong hơn một thế kỷ. Mặc dù không phải tất cả các triển vọng đều dự báo nhu cầu về khoáng sản trong tương lai song ngày càng có nhiều tổ chức, doanh nghiệp nhận ra tầm quan trọng và sự không chắc chắn xung quanh những nguyên vật liệu này. Ba trong số các triển vọng năm 2023 (BP, IEA và Shell) đã đưa ra những dự báo về nhu cầu trong tương lai đối với các khoáng sản coban, đồng, lithium và niken, được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau trong năng lượng sạch và các lĩnh vực khác nữa. Tất cả số dự báo trong những triển vọng này chỉ tập trung vào nhu cầu chứ không phải nguồn cung các khoáng sản trên và các phương pháp sản xuất chúng nói chung là còn chưa rõ ràng. Trong những năm tới, việc tính toán chặt chẽ hơn các giả định cơ bản về cung và cầu khoáng sản trong tương lai sẽ cho phép phân tích sâu hơn. Ví dụ như việc xây dựng cầu đường theo công nghệ và thời gian thì đòi hỏi các tổ chức, doanh nghiệp phải đưa ra những giả định quan trọng về những cải tiến hiệu quả trong tương lai, đổi mới công nghệ sáng tạo, các sản phẩm thay thế tiềm năng, v.v. Ngoài ra, các triển vọng còn không cung cấp các dự báo chi tiết và trong một số trường hợp không mô hình hóa nguồn cung trong tương lai sẽ phát sinh như thế nào và với chi phí bao nhiêu (IEA tuyên bố trong triển vọng năm 2023 là chúng ta chưa lập mô hình cân bằng cung-cầu dài hạn đầy đủ cho các khoáng sản quan trọng). Thực tế, những năm gần đây đã chứng kiến ​​sự biến động đáng kể về giá cả của một số khoáng sản quan trọng và nhiều sự không chắc chắn vẫn còn về sự cân bằng cung-cầu trong tương lai.

Trong suốt kỷ nguyên nhiên liệu hóa thạch, nỗi lo khan hiếm tài nguyên, đặc biệt là dầu mỏ, đã khiến các nhà phân tích cũng như các nhà hoạch định chính sách rất lo lắng. Mặc dù nhiên liệu hóa thạch có sự biến động giá đáng kể song mối quan ngại về sự khan hiếm vật chất đã nhiều lần được giảm bớt nhờ đổi mới công nghệ, nâng cao hiệu quả và phát hiện ra các nguồn cung mới. Do vậy, điều còn chưa rõ liệu và ở mức độ nào các khoáng sản quan trọng sẽ đi theo đường hướng tương tự (mặc dù một số người chơi tham gia thị trường lớn đã bày tỏ quan ngại về thiếu hụt nguồn cung vào năm 2030). Tuy nhiên, chúng ta không có lý do gì để nghi ngờ sự đổi mới sáng tạo, cải thiện hiệu suất và việc khám phá các nguồn tài nguyên mới sẽ mở rộng cơ sở tài nguyên trong những năm tới đây. Do không giống như nhiên liệu hóa thạch, năng lượng khoáng sản sạch có tiềm năng được tái chế, điều này có thể làm giảm bớt mối quan ngại về tình trạng khan hiếm tài nguyên.

IEA tìm cách giải quyết một số bất ổn xung quanh cung và cầu thông qua phân tích kịch bản bổ sung. Ví dụ như IEA mô hình hóa một số trường hợp bao gồm nguồn cung niken bị hạn chế, việc triển khai pin thể rắn nhanh hơn, kích thước pin nhỏ hơn và các tình huống khác nữa. Hiện tại, kiểu dạng phân tích kịch bản này có thể giúp đặt nền tảng cho công việc chi tiết hơn trong tương lai, bao gồm một bức tranh rõ ràng hơn về chuỗi cung ứng và đường cong chi phí. Bất kể các vấn đề liên quan đến hạn chế về tài nguyên, việc buôn bán vật liệu năng lượng sạch ngày càng gia tăng sẽ đặt ra những câu hỏi mới hết sức quan trọng. Ví dụ như môi trường địa phương và sức khỏe con người sẽ bị ảnh hưởng như thế nào khi tăng cường hoạt động khai thác mỏ? Những hoạt động như vậy có thể ảnh hưởng đến cộng đồng và nền kinh tế địa phương ra sao? Các luồng thương mại mới và sự tập trung nguồn cung sẽ ảnh hưởng đến địa chính trị như thế nào?

Dưới đây, chúng ta xem xét lịch sử và các dự báo về bốn loại vật liệu khoáng sản có khả năng là nền tảng cho quá trình chuyển đổi năng lượng sạch: Coban, đồng, lithium và niken cũng như một số khoáng sản ít được biết đến hơn cho nhu cầu này được dự báo sẽ tăng theo cấp độ lớn trong những năm tới.

Coban: Ứng dụng nổi bật nhất của coban trên toàn cầu là pin cho xe điện EV. Năm 2022, có khoảng 68% nguồn cung coban được sản xuất tại CHDC Congo và những quan ngại về sức khỏe con người, lao động trẻ em và các tác động môi trường liên quan đến hoạt động sản xuất này đã được công bố rộng rãi. Hiện gần 75% hoạt động chế biến coban diễn ra ở Trung Quốc, điều này làm tăng thêm mối quan ngại về đa dạng hóa chuỗi cung ứng khi nhu cầu về nguyên liệu này tăng lên trong những năm tới. Trong số sáu kịch bản dự báo nhu cầu coban trong tương lai, kịch bản thận trọng nhất (IEA STEPS) cho thấy nhu cầu coban sẽ tăng hơn gấp đôi vào năm 2050. Theo IEA APS và IEA STEPS, nhu cầu toàn cầu về coban sẽ tăng gần gấp ba lần. Theo cả hai kịch bản của hãng Shell, tăng trưởng nhu cầu coban vượt xa tất cả các dự báo của IEA, với mức tăng hơn gấp ba lần vào năm 2050 theo Shell Archipelagos và tăng hơn chín lần theo Shell Sky 2050. Hiện phạm vi dự báo nhu cầu coban rộng lớn hơn đã đặt ra những câu hỏi quan trọng về các giả định cho việc triển khai xe điện EV và các công nghệ khác sử dụng coban, bao gồm sự sẵn có của các vật liệu có thể thay thế coban trong công nghệ tương lai, tiềm năng cải thiện hiệu quả và khả năng tái chế. Quả thực, Hoa Kỳ, Liên minh châu Âu EU và các nước khác đã bắt đầu phát triển các chiến lược để tăng cường từng nỗ lực này nhằm giảm thiểu sự tiếp xúc với các thị trường tập trung và các chuỗi cung ứng có khả năng không ổn định.

Đồng: Đồng là yếu tố hỗ trợ cơ bản cho tất cả các khía cạnh của ngành điện lực. Sản xuất và tinh chế khoáng sản này đa dạng hơn hầu hết các khoáng sản khác với các nhà sản xuất chính bao gồm CH Chile, Peru, Congo, Trung Quốc, Hoa Kỳ và CHLB Nga, mặc dù hơn 40% tổng hoạt động chế biến lại diễn ra ở Trung Quốc. Dự báo về nhu cầu đồng toàn cầu từ năm 1980 đến năm 2022, nhu cầu tăng trưởng với tốc độ trung bình 8% mỗi năm. Theo dự báo của IEA, tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm từ năm 2022 đến năm 2050 sẽ chậm lại từ 5% đến 6% trong tất cả các kịch bản song các hãng Shell và BP lại dự báo ​​tăng trưởng nhu cầu đồng nhanh hơn đáng kể, tăng tối thiểu 8% mỗi năm (Shell Archipelagos) và 14% mỗi năm cho đến năm 2040 (BP Net-Zero).

Lithium: Tương tự giống như coban, nhu cầu lithium toàn cầu tăng từ mức rất nhỏ trong những năm tới, đặc biệt là trong các kịch bản ứng phó với biến đổi khí hậu đầy tham vọng, để hỗ trợ việc triển khai pin trong xe điện EV và các ứng dụng khác. Sản lượng lithium hiện tập trung ở Australia và CH Chile cho dù việc tiếp tục thăm dò đã dẫn đến những công bố gần đây về trữ lượng lithium lớn mới, bao gồm cả ở Hoa Kỳ. Dự báo về nhu cầu lithium toàn cầu từ năm 2000 đến năm 2022, nhu cầu tăng trung bình 31% mỗi năm song đến năm 2050, tốc độ tăng trưởng hàng năm chậm lại chỉ còn 19% theo IEA STEPS và tăng từ 27% đến 40% mỗi năm trong các kịch bản khác của IEA và BP. Tốc độ tăng trưởng nhanh nhất (91% hàng năm) theo Shell Sky 2050, nơi nhu cầu tăng lên gần 3 tỷ tấn (Bmt) mỗi năm vào năm 2050. Tương tự giống như các khoáng sản khác, việc thay thế nguyên liệu có thể làm chậm đáng kể nhu cầu về lithium trong tương lai. Mặc dù nhiều loại hóa chất thay thế pin đã được phát triển trong nhiều năm song vẫn chưa rõ liệu chúng có phát triển ở mức độ nào và trong khung thời gian nào để cạnh tranh với lithium vẫn đang phát triển hay không?

Niken: Tương tự giống như đồng, thị trường niken toàn cầu đang phát triển tốt, với khoảng 3,3 tỷ tấn được sản xuất (2022). Indonesia cho đến nay là nhà cung cấp niken lớn nhất thế giới, đóng góp gần một nửa tổng sản lượng vào năm 2022, cùng với các nhà sản xuất lớn khác bao gồm Philippines, CHLB Nga, New Caledonia và Australia. Ngoài ra, Indonesia cũng là nước chế biến niken lớn nhất thế giới, chiếm 43% tổng sản lượng toàn cầu, tiếp theo là Trung Quốc (17%). Dự báo về nhu cầu niken toàn cầu từ năm 2000 đến năm 2022, nhu cầu tăng trung bình 9% mỗi năm. Tương tự như các dự báo về nhu cầu đồng thế giới, các dự báo của các hãng BP và Shell dành cho tốc độ tăng trưởng nike mạnh mẽ, đạt mức tăng trưởng hàng năm từ 10% đến 20% cho đến năm 2040 (đối với BP) và đến năm 2050 (đối với Shell). Các dự báo của IEA ít thuyết phục hơn, với tốc độ tăng trưởng đến năm 2050 chỉ là 6% (đối với IEA STEPS) và 8% (đối với IEA APS và IEA NZE). Mặc dù những hạn chế về dữ liệu khiến chúng ta không thể thực hiện phân tích kỹ lưỡng song có vẻ như các dự báo của IEA giả định những cải tiến lớn hơn về mặt hiệu quả, thay thế vật liệu và tái chế so với dự báo của BP hoặc Shell.

Khoáng sản khác: Mặc dù bốn khoáng sản trên được coi đây là những khoáng sản quan trọng nhất xét về quy mô song tốc độ tăng trưởng nhu cầu liên quan đến năng lượng sạch của chúng lại kém hơn so với các khoáng sản năng lượng sạch khác. Trong khi nhu cầu về lithium tăng khoảng một lần trong hầu hết các kịch bản của BP, IEA và Shell, thì nhu cầu về gali được sử dụng trong chất bán dẫn và các sản phẩm điện tử khác lại có tốc đố tăng gần ba lần vào năm 2040 theo kịch bản của IEA. Nhu cầu về vanadi, ngày nay được sử dụng trong sản xuất sắt thép chuyên dụng và các ứng dụng công nghiệp khác, cũng tăng nhanh nhất trong tất cả các kịch bản trên, tăng gần gấp 5 lần vào năm 2040.

Điều không giống như đồng và niken đã được khai thác quy mô qua nhiều năm, hiện nhiều khoáng sản năng lượng sạch đều bắt đầu từ một cơ sở rất nhỏ, điều này giúp giải thích tốc độ tăng trưởng phi thường. Ví dụ như Cơ quan khảo sát địa lý Hoa Kỳ (United States geological survey-USGS) báo cáo sản lượng gali toàn cầu vào năm 2022 là khoảng 550 tấn, ít hơn 2% trong số đó được sử dụng trong năng lượng sạch. Tương tự, sản lượng vanadi toàn cầu vào năm 2022 là 100.000 tấn, khoảng 0,1% tổng sản lượng được sử dụng trong năng lượng sạch. Đến năm 2050, nhu cầu về gali do năng lượng sạch thúc đẩy đạt 3.300 tấn theo IEA STEPS, gấp sáu lần sản lượng toàn cầu hiện nay ở tất cả các lĩnh vực. Đối với vanadi, nhu cầu năng lượng sạch tăng lên 233.000 tấn, tăng hơn gấp đôi sản lượng toàn cầu hiện nay. Việc tăng nguồn cung của một mặt hàng nhất định lên hai, bốn hoặc thậm chí gấp sáu lần trong suốt 25 năm qua hầu như không phải là điều chưa từng gặp, đặc biệt khi bắt đầu từ một cơ sở nhỏ. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi năng lượng sạch rõ ràng đặt ra những thách thức mới trong việc xác định, sản xuất bền vững và phân phối đáng tin cậy các dòng nguyên liệu lớn mới trên toàn bộ nền kinh tế toàn cầu./.