Evaluation of metals mining and processing energy consumption and potential metals supply–demand mismatch towards 2100
Notice bibliographique
Résumé
Introduction: Metals are essential for the global energy transition. Energy is required to both extract and process those metals to use them in the global economy. Given the soaring demand for metals until the end of the century, it is unclear whether the mining and metallurgical industry across producing countries will be able to cope with such pressure on supply. We estimate the yearly surplus and deficit of 50 resources across three scenarios of evolution of society as well as global energy consumption for mining and processing those resources. Methods: We develop the Within Limits Metal Flows (WILMFlo) model which is a stock-driven dynamic material flow analysis of resources over their life cycle. WILMFlo links the extraction of major metals, such as copper, to their byproducts, such as tellurium, using byproduct-to-host ratios. By considering yearly mining capacity, it allows to identify potential discrepancies between demand and supply between 2025 today to 2100 in three socioeconomic scenarios, including a Net Zero scenario. We also explore the evolution of energy consumption for mining resources and for materials fabrication at the global level. Results: First, we quantify the potential discrepancies between demand and supply of resources, including yearly surplus and deficit. Second, we derive the global metal mining and processing energy cost between 2025 and 2100. In the Net Zero scenario, we identify a potential deficit of lithium between 2028 and 2038. In the three scenarios, currently classified critical elements such as indium, rhenium or gallium are in situation of oversupply over the 21st century. Discussions and conclusions: The substitution of some energy transition metals such as copper, cobalt and lithium will be key to meet the global demand for mobility and energy storage. Global mining energy consumption is likely to rise during the 21st century but will still remain minor compared to materials processing energy consumption which is two to six times higher than global mining energy consumption. The WILMFlo framework allows to deepen the understanding of energy transition metals potential supply limits and to identify the greatest potential to improve energy efficiency on the primary supply chain.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».