与基于化石燃料的技术相比,低温室气体技术需要更多的金属。本专栏估计了供应弹性并确定了能源转型对金属市场的价格影响。结果表明,在净零排放情景下,铜、镍、钴和锂的价格可能会在前所未有的、持续的时期内达到历史峰值。2021 年至 2040 年期间,生产总值可能增长四倍以上,与原油生产总值相媲美。
为了限制气候变化,各国和公司越来越多地承诺减少二氧化碳 (CO2) 排放。实现这一目标可能会大大提高对铜、镍、钴和锂等金属的需求。低温室气体技术——包括可再生能源、电动汽车、氢和碳捕获——比基于化石燃料的技术需要更多的金属(世界银行 2020,国际能源署 2021a,2021b)。
如果金属需求增加而供应反应缓慢,则可能会出现多年的价格上涨——可能会脱轨或推迟能源转型。为了阐明这个问题,我们的新论文(Boer 等人,2021 年)连同相关的 IMF 世界经济展望的商品专刊(IMF 2021 年)介绍了“能源转型”金属,估计了供应的价格弹性,并提出了价格情景对于主要金属。我们还提供收入估计并确定哪些国家可能受益。
能源过渡金属需求飙升
我们的分析侧重于铜、镍、钴和锂。这些金属被认为是受能源转型影响较大的最重要金属(世界银行 2020,国际能源署 2021b)。铜和镍是成熟的金属,已在金属交易所交易了一个多世纪。它们在整个经济和低碳技术中被广泛使用。相反,钴和锂是次要但正在上涨的金属。它们于 2010 年代开始在金属交易所交易并越来越受欢迎,主要是因为它们用于电池。
与国际能源署 (IEA) 的“净零”情景一致的快节奏转型意味着未来十年对金属的需求将飙升。在这种情况下,在清洁能源需求(主要是电池)的推动下,锂 (Li) 和钴 (C) 的总消耗量增加了 6 倍以上。同样,铜 (Cu) 的总消耗量增加了两倍,镍 (Ni) 的总消耗量增加了四倍(包括与清洁能源无关的需求)。相比之下,在 IEA 的“既定政策”情景(与气候目标不一致的慢节奏能源转型情景)中,金属消费的增长要温和得多。
从长远来看,金属供应的弹性如何?
虽然金属需求可能会飙升,但金属供应通常对价格信号反应缓慢。这部分取决于生产方法。铜、镍和钴在矿山中提取,通常需要资本密集型投资,建设时间长达 19 年。相比之下,锂通常是从矿泉和盐水中提取的,因为咸水是从地球中抽取出来的。因此,开设新生产设施的交货时间更短。
为了估计不同时期的供应弹性,每个金属市场都使用了单独的结构向量自回归 (VAR) 模型和数据,包括 1879 年至 2020 年(如果有)的全球经济活动、金属产量和实际价格。VAR 模型是对商品市场建模的标准方法(Kilian 2009、Baumeister and Hamilton 2019、Stuermer 2018、Jacks and Stuermer 2020)。
结果表明,供应在短期内缺乏弹性,但在长期内更具弹性。需求引起的 10% 的积极价格冲击使铜的同年产量增加 3.5%,镍增加 7.1%,钴增加 3.2%,锂增加 16.9%。20年后,同样的价格冲击使铜的产量提高了7.5%,镍增加了13%,钴增加了8.6%,锂增加了25.5%。
识别类似于能源转型的特定金属需求冲击
我们提出了一个锚变量,作为在我们的结构 VAR 模型中识别冲击的新方法。该变量有助于我们将特定金属的需求冲击(例如能源转型)与总需求冲击分开。我们这样做是通过假设虽然积极的总需求冲击将提升金属和棉花价格,但特定于金属的需求冲击对棉花价格没有初始影响。我们不知道它对总体活动的影响。此外,我们采用零符号和叙述符号限制。
上述识别策略允许我们按照 Antolin-Diaz 等人构建结构性价格情景。(2021)。我们确定了一系列外生的和特定于金属的需求驱动的价格冲击,这些冲击刺激了不同 IEA 情景中能源转型所需的生产路径。然后推导出这些冲击所隐含的价格路径。
金属价格可能在前所未有的持续时间内达到历史高点
这四种金属是能源转型的潜在瓶颈。通货膨胀调整后的金属价格将达到与历史相似的峰值,但在 IEA 的净零排放情景中,这是前所未有的大约 10 年的持续时间。这意味着镍、钴和锂的实际价格将比 2020 年的水平持续上涨数百%,而铜价将上涨 60% 以上。在 IEA 规定的政策情景中,实际价格将大致保持在 2020 年平均水平的范围内。
由于两个原因,价格主要在 2030 年左右达到峰值。首先,需求的急剧上升在净零排放情景中被提前加载。与基于化石燃料的能源生产不同,可再生能源生产预先使用金属——例如,建造风力涡轮机。其次,价格上涨引发供应反应,2030年后市场供应紧张。
金属生产的潜在价值可以与原油相媲美
在净零排放情景中,需求繁荣可能导致金属生产价值增加四倍以上——仅这四种金属在未来二十年就累计增加了 13 万亿美元。这可以与同期净零排放情景中的石油产量估计值相媲美。这将使四种金属与通胀、贸易和产出具有宏观相关性,并为商品生产商带来可观的意外收获。
金属供应相当集中,这意味着少数顶级生产商可能会受益。在大多数情况下,产量最大的国家拥有最高水平的储量,因此很可能成为潜在的生产者。例如,刚果民主共和国约占全球钴产量的 70% 和储量的 50%。其他产量和储量突出的国家包括澳大利亚(锂、钴和镍);智利(用于铜和锂);以及在较小程度上,秘鲁、俄罗斯、印度尼西亚和南非。
金属大宗商品价格的长期上涨可能转化为可观的宏观经济收益,尤其是对金属出口商而言。事实上,商品研究局 (CRB) 金属价格指数持续上涨 10%,估计金属出口国相对于进口国实际 GDP 增长增加了三分之二个百分点。估计金属出口国财政平衡的改善幅度相似。这些估计值来自面板 VAR 模型的广义脉冲响应,其中包括每个国家的实际 GDP 增长率、政府余额与 GDP 的比率、经常账户与 GDP 的比率以及 CRB 的实际金属价格指数(同比年增长率),连同全球 GDP 增长和实际石油价格的年度变化作为额外的控制变量。
减少不确定性的政策
围绕需求场景的高度不确定性。首先,技术变革难以预测。其次,能源转型的速度和方向取决于政策决策。
政策的高度不确定性是有害的,因为它可能会阻碍矿业投资,并增加高金属价格使能源转型脱轨或延迟的可能性。
可信的、全球协调的气候政策;高环境、社会、劳工和治理标准;减少贸易壁垒和出口限制将使市场有效运作。这将引导投资以充分扩大金属供应,从而避免不必要地增加低碳技术的成本并支持清洁能源转型。
最后,一个负责金属的国际机构——类似于负责能源的 IEA 和负责农产品的粮食及农业组织——可以在数据传播和分析、行业标准和国际合作方面发挥关键作用。