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    實(shí)現能源轉型 銅資源夠用嗎?

    2017-11-29 人禾電子 206

    從傳統能源向可再生能源的轉型、從燃油汽車(chē)向電動(dòng)汽車(chē)的過(guò)渡,將進(jìn)一步刺激銅需求的增長(cháng)。地球上的銅資源夠用嗎?我們從銅的歷史、現狀以及銅在未來(lái)所扮演的角色來(lái)看一看。

    歷史角度看銅業(yè)

    銅的歷史悠久,從字面上來(lái)說(shuō),它甚至有一個(gè)以自己命名的時(shí)代。銅的歷史最早可以追溯到公元前4500年到公元前3500年。早在那時(shí),人類(lèi)就已經(jīng)開(kāi)始使用銅來(lái)制作農業(yè)、生產(chǎn)工具和簡(jiǎn)單的武器。隨后,有人偶然間將錫和銅混合在一起,發(fā)現了一種比銅更加牢固的材料——青銅時(shí)代就此誕生。當然,在這種合金材料中,銅依然是主要成分。

    幾個(gè)世紀以來(lái),銅的影響力持續保持強勁。它良好的延展性使其成為古埃及水管的材料,大量應用于供暖和加熱系統;它極強的抗腐蝕性被古羅馬人用來(lái)制作萬(wàn)神廟的屋頂,這也是當代大量建筑物都喜歡用銅作為屋頂的主要原因;它優(yōu)異的導電性(僅次于銀)使其成為電氣布線(xiàn)系統中的首選導體以及發(fā)電設備的關(guān)鍵材料,同時(shí)也為太陽(yáng)能加熱、大規模海水淡化設施和電動(dòng)機創(chuàng )新設備提供支持。

    能源轉型階段的銅機遇

    在當前這個(gè)飛速變化的時(shí)代,我們正面臨從傳統的以化石燃料為主導的能源結構向新型的可再生能源轉型過(guò)渡,這在很大程度上影響了銅的需求量和使用量。從根本上來(lái)說(shuō),未來(lái)將會(huì )需要越來(lái)越多的銅。

    新能源發(fā)電技術(shù),尤其是風(fēng)能、海洋能和太陽(yáng)能裝置——都是銅材需求十分密集的行業(yè)。1兆瓦海上風(fēng)能裝置大約需要6噸銅;一個(gè)光伏發(fā)電廠(chǎng)每兆瓦就需要4噸銅,明顯高于燃油發(fā)電廠(chǎng)的1.1噸/兆瓦和核能發(fā)電廠(chǎng)的0.7噸/兆瓦。同時(shí),能源系統的轉變也需要加大在輸配電基礎設施建設上的投資,這又進(jìn)一步增加了銅的用量,比如在輸電網(wǎng)、變壓器、電力電子設備以及跨境輸電線(xiàn)路的應用等都需要大量銅材。在接下來(lái)的幾十年,銅將在各種新能源領(lǐng)域被廣泛使用。舉例來(lái)說(shuō),一輛典型的普通電動(dòng)汽車(chē)含銅量為50~60千克,而傳統的以?xún)热及l(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的汽車(chē)的含銅量大約在20千克左右。

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    在能源的轉型過(guò)渡期,能源的使用效率也將影響著(zhù)銅的用量。隨著(zhù)熱泵和工業(yè)電熱設備的增加,零能耗建筑,建筑自動(dòng)化系統,需求響應控制系統,儲能解決方案等相關(guān)項目的推進(jìn),銅的需求將進(jìn)一步增長(cháng)。結合所有這些設備設施,預計到2050年,歐盟新增的銅需求量累計將在2000萬(wàn)噸上下。然而這一數量并不是絕對的,而是互相關(guān)聯(lián)的,分攤在35年的時(shí)間里,就意味著(zhù)每年的銅需求量與當前的需求水平相比增加14%左右。

    當前銅儲備及未來(lái)可用量

    可用銅的總量是基于儲備量和資源量這兩個(gè)概念來(lái)統計的。儲備量是指已被發(fā)現、評估,并具有利潤價(jià)值的這一部分,當前的銅儲備量大約是7.2億噸。銅礦資源的數量更加巨大,不僅包括已經(jīng)發(fā)掘的資源儲備,還有一部分尚待地質(zhì)勘查進(jìn)一步發(fā)現的礦藏,預計這部分總量將超過(guò)50億噸。除此之外,當前和未來(lái)的資源開(kāi)發(fā)機會(huì )將會(huì )增加銅的儲備量和資源量。比如未被計算在內的深海結核礦以及大量海洋多金屬硫化物。換句話(huà)說(shuō),我們將有大量的銅礦資源來(lái)填補能源過(guò)渡階段帶來(lái)的這部分銅需求增量。然而,以上這些數值仍然不夠全面,銅作為金屬本身的一大重要財富——100%可回收性,將在能源過(guò)渡階段發(fā)揮巨大作用。

    我們都知道金屬可以被回收再利用,但是銅金屬和其他金屬相比最大的一張王牌是,它是少數可以100%重復循環(huán)利用的金屬。而且,再次加工生產(chǎn)之后的銅在質(zhì)量和性能表現上沒(méi)有任何損失和影響。

    在銅的回收加工過(guò)程中,其能源效率也非常之高,比原始開(kāi)采加工的能耗低了80%~90%。在過(guò)去的幾十年里,歐盟國家中約有一半的銅都是回收再生產(chǎn)的,且這一比例還在繼續增加。據估計,1900年后生產(chǎn)的5.5億噸銅中,有2/3仍在使用。這些數量龐大的含銅產(chǎn)品以各種各樣的形式存在于終端用途中,相當于20年的銅礦產(chǎn)量。

    銅不是鈷或是銦

    鈷、銦、鉭、鈮、稀土和其他27種金屬元素被歐盟委員會(huì )評定為重要的稀缺原材料,它們是高科技、綠色及軍事防御應用中至關(guān)重要的元素,其供應受政治和經(jīng)濟因素的驅動(dòng)非常之大。在應用領(lǐng)域,這些材料的供應市場(chǎng)和終端使用路徑在過(guò)去的幾十年里經(jīng)歷了巨大的變化。這些變化深刻影響著(zhù)它們的價(jià)格,也因此增加了未來(lái)先進(jìn)技術(shù)對這些材料的依賴(lài)和關(guān)注。

    而銅不是這樣具有決定性作用的金屬,而且從它的資源總量和可回收性來(lái)看,銅也不太可能成為這類(lèi)金屬。作為一種成熟的原材料商品,它在倫敦和其他各大金屬交易所交易,其價(jià)格由相應的市場(chǎng)機制決定。此外,銅的儲備分布于世界各個(gè)不同的國家和地區,因此不是某一個(gè)國家或者經(jīng)濟體就能決定它的數量乃至價(jià)格的。而許多稀有金屬限定在某一個(gè)特定的國家或地區,這就很容易導致價(jià)格波動(dòng),引發(fā)供應安全方面的問(wèn)題。

    盡管能源的使用面臨轉型升級,銅的需求量持續上升,但地球上總體的銅資源量以及銅100%可回收的特性,已經(jīng)很清晰地表明了不管是現階段還是不遠的未來(lái),它的數量都十分充足。當然,每種金屬都面臨挑戰,銅作為商品已經(jīng)有非常穩固的價(jià)值產(chǎn)業(yè)鏈和回收產(chǎn)業(yè)鏈。它具有很好的可持續性,并隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步不斷改進(jìn)。它是循環(huán)經(jīng)濟的驅動(dòng)力,在經(jīng)濟層面,銅固有的價(jià)值是循環(huán)利用的內驅力;而在循環(huán)利用層面,銅作為載體金屬(比如貴金屬的載體),又反過(guò)來(lái)保證了其更高的回收價(jià)值。能源過(guò)渡計劃中的銅到底夠用嗎?答案已經(jīng)不言而喻。

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