“全球銅價暴漲急跌, 為何關鍵由中國微妙掌握？” | 文化縱橫

文化縱橫雜志

2024-06-05 14:57釋出于北京《文化縱橫》雜志官方賬号

✪ Ed Conway

英國天空新聞台編輯

✪ 慧諾(編譯) | 文化縱橫新媒體

【導讀】今年以來，銅價持續上漲，不斷重新整理曆史新高點，并在5月20日觸及11000美元/噸；然而，在過去一周，由于終端需求仍相對低迷，銅價開始回落。在市場上，銅價往往被稱為“銅博士”，原因是其價格走向最能反映與預測全球宏觀經濟；中國作為全球最大的銅市場和精煉中心，也深受銅價波動影響。随着電氣時代到來，銅對于人類社會的價值更加重要，我們不禁要嚴肅思考：面對洶湧的需求，銅資源都被誰掌控？如何被處理？相關産品又如何供應到全球各地？

本文認為，如果鋼筋水泥是現代文明的骨架，那麼銅（線）就是神經系統；随着電力系統取代化石燃料，我們對銅的依賴日益增加。提純電力所需銅要消耗大量能源，是以銅的經濟模式是以“精煉”為中心；目前，中國已是世界主要的銅加工者，冶煉和精煉了全球近一半的銅，并且世界全球最重要的電力電氣裝置供應商。

在上遊，銅礦往往也以巨大著稱，以智利丘基卡馬塔最具代表性：數十年的開采搬空了一座大山，然後是就地挖出數百米深的巨坑。随着采礦的深入，提取銅的難度随之增加，生産一噸銅所需處理的石頭量從1900年的50噸增至800噸，耗水量從75立方米增至150立方米，所需能量從250千瓦時增至4000多千瓦時。然而，銅價經通脹調整後基本保持不變，主要得益于更加高效的自動化裝置與流程（從爆破、采礦、粉碎到電解精煉），并且更多的新礦點也逐漸被發現。

其中，深海采礦已從“概念”變成各國争奪的實際行動。大多位于公海海底的多金屬結核形成于數百萬年，含有高濃度的鎳、錳、钴和銅，遠超地表礦床；相關探勘和開發活動由聯合國機構國際海底管理局（ISA）管理。如今，中國在深海探礦區域方面領先，擁有四份ISA合同；南韓、俄羅斯、德國、法國和英國也有儲備。美國沒有簽署聯合國海洋法公約，是以不受ISA管理——其通過1856年的《鳥糞島法案》占領了許多太平洋和大洋洲的小島，可以自行在專屬經濟區周邊直接探礦。然而，作者也指出，深海采礦的優質地點或許正是海洋生态系統的核心，盲目開采風險巨大。相比之下，人類更可取的方案或許是加強尾礦、廢礦石以及原材料回收利用。

本文為文化縱橫新媒體原創編譯系列“關鍵産業與關鍵資源之變”之八，摘譯自Ed Conway著《材料世界：塑造現代文明的六大原材料》（Material World: The Six Raw Materials That Shape Modern Civilization，Published in 2023 by Knopf）。文章僅代表作者觀點，供讀者參考辨析。

銅：“用之不竭”的稀缺資源

▍電力與銅：現代世界的神經系統

“我鄭重地告訴大家，心中有上帝的愛是最偉大的，而家中有電則是第二偉大的。”

這是20世紀40年代初，一個田納西州農村的農民在教堂的演講。他的農場最近才通上電，他經常坐在山坡上，驚訝地看着自己家、谷倉和熏肉房的燈光。

這個故事是那個時代衆多故事之一，因為電力迅速而深遠地改變了人們的生活，從城市擴充到農村。過去幾個世紀，我們的生活水準經曆了許多革命，但很少有像電力這樣突然而受歡迎的變革。而使這一革命成為可能的材料，是銅。

銅具有獨特的魅力。這種閃亮的金屬既是古代的象征，也是人類未來的關鍵。艾芬豪礦業的創始人、億萬富翁弗裡德蘭（Robert Friedland）曾說，"每一個解決方案都指向銅"，因為世界生态和環境問題。盡管人們讨論了許多其他金屬，如電池材料钴、鎳和稀土金屬钕，但沒有其他物質能與銅的重要性相媲美。很少有金屬能同時具備導熱和導電的能力、天然的延展性、強度、抗腐蝕性和可回收性。

銅是現代文明的基石，相當于神經系統。它支撐着我們生活的方方面面，盡管常隐藏在視線之外。随着電力系統取代化石燃料，我們對銅的依賴日益增加。

電力是一種無形而強大的資源，而銅是其不可或缺的組成部分。自法拉第發明以來，我們一直使用銅來産生電力。現代渦輪機，無論核電站、火電站、風力渦輪機、地熱發電廠和水力發電站，都依賴銅線圈和電磁鐵。太陽能電池闆雖然不通過銅線圈産生電力，但内部也含有大量銅。簡而言之，銅是電力基礎設施的核心。

值得注意的是，銅并非唯一能導電的金屬。鋁因其輕質而常用于高空電線，而銀的導電性甚至優于銅，盡管強度不足但延展性極佳。這提醒我們，材料的普及性同樣重要，正如混凝土或鋼鐵一樣。而銅雖然不如鐵普遍，但比銀豐富得多，且人類在開采和精煉銅方面的經驗遠超其他工業金屬。

▍文明演進：從“青銅時代”到純銅世界

在鐵器廣泛應用前，人類發現銅與錫結合時會産生一種更強更硬的合金，更适合用于制造工具。青銅工具使我們的祖先能夠狩獵、建造和戰鬥。然而，真正的“銅器時代”直到200多年前才到來。

（一）從南威爾士到中國：立足精煉的“世界銅都”

多年來，銅貿易的中心不斷轉移，從塞普勒斯到以色列，再到西班牙的力拓（Rio Tinto）和瑞典的法倫（Kopparberg）。在德國薩克森（Sachsen），當地工匠制定了嚴格的行業規範，建立了最早的采礦學校，使采礦業逐漸專業化。

到了19世紀中葉，英國生産的銅占全球一半以上，大部分來自土壤豐富的康沃爾（Cornwall）礦山。盡管康沃爾的礦石純度非常高，但英國在銅貿易中的上司地位也得益于其對銅的廣泛應用。

當時，英國擁有一個向全球銷售武器的武器工業，特别依賴高品質的青銅。18世紀，英國海軍開始用銅包覆船體（銅底），使船隻更快、更機動，能在海上停留更長時間，并在溫暖水域中抵抗腐爛和污損。銅底是海洋時代的早期技術之一，幫助英國統治了海洋。這激發了對銅的巨大需求，因為一艘典型的74門炮戰艦需要14噸銅來覆寫船體。

那麼，這些銅來自哪裡呢？答案是南威爾士，一個幾乎沒有銅的地方。

盡管南威爾士的斯旺西（Swansea）幾乎不産銅，它卻成為了"世界銅都"（Copperopolis）。這個故事展示了一個至今仍在使用的經濟模式，預示着全球化的早期形态。

在19世紀之前，金屬冶煉完全取決于地質條件。礦石在當地開采并冶煉，使用當地的木材作為燃料。但從1820年代開始，這一模式發生了變化。

18世紀初，斯旺西的工業家們發現了一個機會。雖然斯旺西銅礦不多，但它有豐富的煤炭資源，而冶煉銅每噸礦石需要3噸煤。于是，礦工們開始将礦石運往斯旺西精煉。斯旺西的精煉效率極高，很快便擊敗了世界上大多數其他精煉廠。礦石從世界各地運到這裡，包括古巴、澳洲、紐西蘭、美國和秘魯。在鼎盛時期，斯旺西精煉了世界上約65%的銅。

在市中心5英裡範圍内，有36個煤礦、12個銅精煉廠和其他金屬加工廠，排放出硫磺煙霧，周圍是巨大的廢料堆。這片曾經綠色、風景如畫的山谷，如今成為了英國最發達、工業化程度最高，同時也是污染最嚴重的地區之一。

随着19世紀的發展，斯旺西在銅貿易中的主導地位逐漸減弱并最終崩潰。美國的大型礦山開始自行精煉銅，導緻威爾士的精煉廠逐漸關閉。現代金融市場中，金屬價格以三個月的交貨期為基礎，這一慣例可追溯到将銅從智利運到斯旺西需要三個月的時代。

然而，斯旺西的真正遺産并不在南威爾士。中國是第一個接受“斯旺西模式”的國家，證明了即使沒有豐富的礦産資源，也能在金屬生産中占據主導地位。如今，中國是世界主要的銅加工者，冶煉和精煉了全球近一半的銅。

導緻威爾士銅工業衰落的另一個原因是銅的用途變化。雖然人們可能認為各種銅都相似，但實際上，斯旺西的銅适合用于鋪船殼或制造青銅和黃銅，但并不适合電氣時代的需求。

（二）電氣時代：世界需要“更純”的銅

電氣化的曆史不僅由科學家推動，也與銅的可用性密切相關。

19世紀中葉，美國開始在城市間架設電報線并計劃跨大西洋電纜時，斯旺西的反射爐生産的銅勉強滿足需求。但随着電氣時代的到來，愛迪生和威斯汀豪斯（George Westinghouse, Jr.）在倫敦和紐約建造世界上第一批發電站時，威爾士的銅被發現導電性能不佳。這與早期半導體制造商遇到的問題相似：材料的原子結構越不純，電子通過的難度越大。

就在愛迪生尋找更優質銅的同時，礦工們通過電解精煉找到了解決方案。電解銅的純度更高，能滿足先進電動機和發電機的需求。

這項新技術對斯旺西的精煉廠是緻命打擊，但對新興的電力行業卻是及時雨。随着發電站（如尼亞加拉大瀑布的水力發電站）産生的電力增加，精煉商通過電解槽的電流也增加，進而生産出更多的超純銅。在這種良性循環的幫助下，愛迪生等企業家在美國城市乃至全球鋪設起電線網。

愛迪生始終關注銅價問題，他意識到要實作電氣化，不僅要制造燈泡和電器，還要建構相應的電氣基礎設施，這需要大量的銅。從紐約街道下的電纜到家庭和工作場所的電線，再到發電機上的銅線，銅的需求巨大。即使銅價下跌，所需的銅量也足以威脅到他的生意。是以，他設計了能使用更細銅線的燈泡，并優化了紐約的電力網絡，減少了對粗銅主幹線的依賴。然而，他的系統在人口密集的城市中心運作良好，但在一英裡外電力就會減弱。

對于更遠的地區，西屋公司和特斯拉提供了解決方案，即交流電。與愛迪生單向流動的直流電不同，交流電像海浪一樣脈動。交流電的優勢在于，它可以通過細電線傳輸高電壓，這意味着不會耗盡銅資源，也不需要在社群内部建發電站。這促成了我們今天使用的能源系統：大型發電站通過高壓電纜将交流電輸送到城市、鄉鎮和農村定居點，包括偏遠的大農場。這是一個建立在銅基礎上的系統。

▍千米深淵：吞噬城鎮的銅礦巨坑

（一）丘基卡馬塔：世界上最大的銅礦

丘基卡馬塔（Chuquicamata）初看似乎與智利北部的其他小鎮無異。主街上有銀行、電影院、圖書館、酒店，還有配有滑梯和秋千的遊樂場，以及皮諾曹木偶模型。小鎮中心有一個帶樂隊演奏台的小廣場和體育場。

然而，小鎮有兩大不同尋常之處。首先，如果你沿着主路向東北方向走，不久後，住宅區會變成巨大的混凝土和波紋鐵皮倉庫區，周圍是黑色的池塘、塵土飛揚的鐵路貨場和堆積如山的岩石。穿過隧道後，你會看到一個巨大的裂縫，原本的山頂變成了一個巨大的峽谷，底部深不見底，邊緣陡峭。

這不是普通的峽谷，而是丘基卡馬塔銅礦，一個在阿塔卡馬沙漠（Atacama Desert）山脈中挖掘的巨大洞穴。它的面積比紐約中央公園還要大，深度足以完全吞沒迪拜的哈利法塔，挖掘的土方量是曆史上任何地方都無法比拟的，堪稱現代工程奇迹。

礦坑底部的卡車在地面上幾乎看不見，但這些由日本小松公司制造的卡車是地球上最大的卡車之一。從礦坑底部到頂部的旅程需要一個多小時。卡車到達附近的機庫後，岩石會被研磨成粉末，然後經過特殊液體溶液處理，幫助分離銅與其他物質。之後，一些粉末會經過冶煉和電解，變成幾乎純淨的銅闆——陰極。剩餘的含銅約30%的深色顆粒狀土壤——銅精礦，會被送往其他地方精煉成成品。

每天，一列火車都會裝載着陰極銅和銅精礦，沿着因硝石戰争而知名的鐵路前往海岸。陰極銅被送往制造商，而銅精礦則裝入集裝箱船，運往中國精煉。在中國，智利銅被提煉成純銅，而它們的原始來源已無從得知。

全球大約80%的銅都是這樣生産的，遠離其開采地，使得追蹤這些金屬的來源變得困難。世界上大多數銅制品都是來自全球各地的銅原子混合而成：智利、澳洲、印度尼西亞、剛果民主共和國，以及回收自早期開采的銅。每一塊銅闆都是全球化的展現。

關于哪個礦山是地球上最大的，存在一些争議。如果以單一地點提取的金屬量來衡量，澳洲、巴西或俄羅斯的鐵礦石礦山可能會超過丘基卡馬塔。但因為鐵礦石的濃度遠高于銅礦石，每噸鐵礦石含鐵約60%，而銅礦石含銅不到0.6%，是以開采銅礦需要移動更多的土壤。據我粗略估計，銅礦開采導緻的地表擾動比任何其他金屬都要多，盡管最終産出的金屬量要少得多。

如今，埃斯孔迪達（Escondida）每年産出更多的銅，它位于阿塔卡馬地區南部幾百英裡處。猶他州的賓厄姆峽谷礦（Bingham Canyon）在技術上更深，但丘基卡馬塔曾是一座山，直到被挖成一個有自己微氣候的深坑。如果以礦山壽命内開采的銅量來衡量，丘基卡馬塔是無與倫比的。全球每13克銅中，至少有1克來自這裡。

在過去一個世紀裡，無數公司和商業帝國崛起和衰落，電力和計算機時代興起，電動汽車開始取代燃油汽車。但丘基卡馬塔始終屹立不倒，年複一年地從地下挖掘數十億噸岩石，精煉成數十萬噸純銅。這個鮮為人知的礦山産出了推動20世紀發展的銅，促進了中國的崛起，并将在未來的幾十年裡，幫助我們建設清潔能源基礎設施，以消除碳排放。

全球每年生産的銅量，遠超過所有礦山有史以來開采的黃金總量。想想丘基卡馬塔的巨大礦坑，它讓内華達州的科特斯金礦相形見绌，隻是一個小坑。

（二）礦業如何“吞掉”一個地區

回到丘基卡馬塔的主街，你會發現一些奇怪的現象。遊樂場空無一人，體育場寂靜無聲，銀行前也無人排隊。這個小鎮看似古雅，實則空蕩蕩。丘基卡馬塔其實是阿塔卡馬沙漠中的又一座鬼城。與内華達州廢棄的金礦木屋或遠處平原上的老硝石城鎮不同，這裡講述的是一個未來的警示故事。

丘基卡馬塔的廢棄并非因為礦山關閉或礦石耗盡，而是因為礦山的不斷擴張。随着挖掘機深入挖掘，移動越來越多的土地，堆積如山的岩石、碎石和尾礦開始侵蝕這座小鎮。

到了21世紀初，丘基卡馬塔的廢石開始侵占房屋和花園，有毒氣體從精煉廠飄散，導緻居民生病，礦山是以得名“殺人丘基”。随後幾年，國有企業科德爾科（Codelco）将所有2萬名居民遷至卡拉馬，為他們提供了新家園和學校。到2008年，丘基卡馬塔已無人居住，城鎮荒廢。

在丘基卡馬塔北部，你會看到巨大的廢石堆，當地人稱之為“蛋糕”，它們已經吞噬了四分之一的房屋和商店。一座曾是拉丁美洲最先進的醫院，現在也被廢石掩埋。丘基卡馬塔不是唯一一個被礦山吞噬的城鎮，瑞典的基律納鐵礦也迫使城鎮遷移。

2022年通路時，我目睹了爆破，數百噸岩石在礦坑底部被引爆，即使在一公裡外，震波和噪音也非常明顯。廢石被裝載到卡車上，緩慢爬出礦坑，這是每天的常态。其中一小部分将成為銅或銅精礦，其餘的則堆積成吞噬城鎮的“蛋糕”。

丘基卡馬塔的廢石山隻是環境影響的一部分。這座礦山因其在極端幹旱環境中的大量用水而備受關注。大規模的礦石開采和加工需要大量水資源，處理的岩石越多，需要的水就越多。

大部分水用于噴灑在塑膠薄膜上的碎礦石堆，這些石堆浸泡在稀釋酸性溶液中，這是堆浸法，但規模更大。溶液從底部排出，送往煉廠的下一階段。這裡的土地澆水不是為了注入生命，而是為了提取财富。

随着時間推移，礦山正在努力減少水消耗，一些礦山開始使用海水。但除了碳足迹和水足迹，還有另一種足迹不容忽視。離開丘基卡馬塔，經過米尼斯特羅哈雷斯礦山和卡拉馬，沿着通往聖佩德羅的道路，你會看到一座高土牆，牆後隐藏着真相。

這就是丘基卡馬塔尾礦壩，精煉過程中的廢物被輸送到這裡堆積。考慮到它積累了幾十年來自地球上最大銅礦的泥漿，這座礦壩非常龐大。這個堆積物的正式名稱是塔拉布雷，它提醒人們這裡曾是一個鹽湖。如今，所有的鹽都被富含钼和砷的灰褐色泥漿覆寫，面積相當于曼哈頓大小。

盡管現狀仍有待改善，但與過去相比已有明顯進步。過去，阿塔卡馬礦山的廢水直接流入山谷和運河，最終污染海洋。查納拉爾港口的海灣中至今仍積存着220兆噸銅礦廢料，形成了長達10公裡的人工海灘，導緻大量野生動物死亡。1989年雖有司法幹預停止了傾倒，但污染已深入當地居民的水源和空氣，甚至在男性尿液中檢測到鎳、鉛和砷含量升高。

當地居民和礦工之間存在争議，礦工聲稱砷來自地下，但開采無疑加劇了這一問題。卡拉馬的一位兒科醫生報告說，兒童呼吸和過敏問題增加，可能與空氣中的高顆粒物含量有關。盡管如此，由于銅礦業是當地經濟的支柱，幾乎每個人都認為礦山應該繼續開采。

但這也帶來了挑戰：随着丘基等礦山越來越深，容易開采的豐富礦石逐漸枯竭，未來将會怎樣？世界對銅的需求日益增長，用于發電機、電動車、風力渦輪機等，我們是否會耗盡這一資源？

▍世紀悖論：資源耗盡與轉型發展，究竟哪個最先到來？

（一）一場賭注

在70年代，《科學》雜志上發生了一場學者間的賭注。

經濟學家朱利安·西蒙（Julian Simon）提出，他願意用1000美元或100美元押注，認為長期來看，不受政府控制的原材料（包括谷物和石油）的成本不會上升。

諾獎得主保羅·埃爾利希（Paul Ehrlich）迅速接受了挑戰，他認為五種關鍵金屬——銅、鉻、鎳、錫和鎢——的實際價值會在1980年9月29日至1990年9月29日期間上升。這些金屬對工業至關重要，随着世界的發展和人口增長，需求隻會增加。

埃爾利希特别看重銅，因為它在所有工業金屬中最為稀缺。銅的采礦曆史可追溯至約1萬年前，最早的采礦中心塞普勒斯富含高達20%的銅礦石。但幾千年來，最純淨的礦石幾乎被開采殆盡，留下的資源更為稀少。在埃爾利希下注時，全球銅儲量僅夠維持不到30年。

埃爾利希回顧過去十年的價格，銅上漲了59%，鎢上漲了357%，他有理由自信滿滿。然而，1980年至1990年間，盡管全球人口從45億增加到53億，但埃爾利希選擇的金屬經通脹調整後的實際價格都下跌了。

1990年10月，西蒙收到了埃爾利希從加利福尼亞帕洛阿爾托寄來的576.07美元支票，信封裡附有一張金屬價格表，沒有留言，兩人從未見面。西蒙于1998年去世，而埃爾利希至今仍然感到沮喪。實際上，如果賭注從1960年代、1970年代或2000年代的任何一年開始，埃爾利希都會赢。

80年代的自由市場興起使得這場賭注成為新時代的寓言：市場能夠解決幾乎所有問題，無需擔心世界末日。但現實遠比這複雜。

埃爾利希不是第一個也不是最後一個警告銅短缺的人。在電氣時代早期，愛迪生尋找銅時，就有預言稱電力技術會因銅的稀缺而失敗。

今天，仍有研究者預測銅生産即将終結，如2007年耶魯大學的研究和2014年《科學》雜志的文章，都預測2030年後銅供應将減少。搜尋“銅頂峰”，會發現許多類似預言。

盡管地球資源有限，但過去的預言都未成真，并不意味着未來不會發生。同時，挖掘銅的難度确實在增加。18世紀康沃爾地區的礦石含銅量通常超過12%，到了19世紀末已降至8%以下。20世紀初，許多優質礦石已被開采。丘基卡馬塔的情況也是如此。19世紀末到20世紀初，早期礦脈含銅量達10%至15%，為礦工帶來豐厚利潤。但到了20世紀初，剩餘礦石品位降至幾個百分點。

（二）為什麼埃爾利希輸了？

地下蘊藏着豐富的銅資源，但開采并實作盈利卻是個挑戰。

古根海姆（Guggenheim）家族發現了這一機遇。他們見證了卡内基在梅薩比鐵礦脈（Mesabi）使用巨型挖掘機的成功，便考慮将同樣的方法應用于銅等低品位金屬的開采。在采礦工程師傑克林（Daniel C. Jackling）的協助下，古根海姆家族在猶他州賓漢姆峽谷開始用蒸汽鏟和大量炸藥從低品位礦石中提取銅。随後，他們又将目光轉向了儲量更豐富的智利，在丘基卡馬塔建立了基地。

古根海姆家族将采礦業轉變為大規模生産活動，類似于福特在底特律的汽車生産。他們運用煉金術技巧，将無價值的岩石轉化為财富。丘基卡馬塔成為采礦業的轉折點，結束了手工挖掘和分類岩石的時代。曾用于挖掘巴拿馬運河的蒸汽鏟被運至智利，巨大的磨坊被建造來将岩石研磨成粉末，并從中分離出銅粒子。

最終，古根海姆家族将礦山賣給了安納康達銅公司（Anaconda），轉而生産硝酸鹽。采礦速度進一步加快，丘基卡馬塔的山峰被磨成了高原，再變成了峽谷。如切·格瓦拉在1951年通路時所描述，這種景象雖無優雅之美，卻令人敬畏且冰冷。

回想丘基卡馬塔的大坑，我們不僅要問它為何如此深，還要問如何承擔挖掘的成本。因為挖掘越深，成本越高，而且礦石品位在下降。20世紀以來，礦石中銅的含量從1913年的2.4%降至世紀中葉的不到2%，世紀末更是降至1%以下。提取銅的難度随之增加，生産一噸銅所需處理的石頭量從1900年的50噸增至800噸，耗水量從75立方米增至150立方米，所需能量從250千瓦時增至4000多千瓦時。然而，銅價經通脹調整後基本保持不變。

站在丘基卡馬塔峽谷邊，可以看到底部的巨大卡車，比房屋還大，這些是80年代引進的超大型車輛，裝載量從40噸增至400噸以上。磨坊中，石頭被研磨成細粉，破碎機排列成行。堆浸場龐大到與沙漠地平線融為一體。

然後是你看不見的部分。在丘基卡馬塔峽谷下，科德爾科公司進行着地下銅礦開采，這裡不僅是世界最大露天礦，也在轉變為世界最大地下礦。他們使用的“塊礦開采”技術，即在礦石下方挖掘隧道，填入高爆炸藥，引爆後讓重力使岩石坍塌，再通過輸送帶運出，這一概念令人震撼。

同時進行的兩種采礦方式令人不安：地面上露天礦工炸出深坑，而地下數百米深處，另一組人員在開鑿爆破洞。塊礦開采是礦業新趨勢，丘基并非唯一采用此法的地方。在印尼新幾内亞的格拉斯伯格礦山（Grasberg），礦工們在山頂挖出一個大洞後，也在山體内部挖掘隧道進行爆破分解，使用無人駕駛列車沿23公裡軌道運輸岩石，再精煉成金條和銅陰極，驅動現代世界。

在格拉斯伯格和丘基，令人印象深刻的不僅僅是規模或環境受到銅礦開采侵害的程度，還有另一件事：竟然能用如此少的人力完成如此多的工作。20世紀，美國銅礦業的從業人數減少了三分之二，但生産的銅量增加了超過四倍。

由此可見，埃爾利希輸掉賭注的第一個原因是生産效率的提升。在羅馬時代，購買一噸純銅需要40年平均工資，而到了1800年，這一數字降至6年，200年後更是降至0.06年。倫敦礦業投資者蓋特認為，這種實際價格的降低才是關鍵，它反映了生産力的巨大進步，但這一成就在行業内鮮為人知。

随着原材料轉化為産品的人力需求減少，礦工們正在尋求自動化工作流程的新方法。業界的下一個目标是實作巨型卡車和挖掘機的無人駕駛，通過遠端操作整個作業，有時甚至在數百英裡之外。在安托法加斯塔的控制中心，操作員通過螢幕和遙控杆控制着一百多英裡外的銅礦裝置。丘基卡馬塔的新地下礦井中的卡車也将實作自動駕駛。

自動化的一個好處是減少了直接操作重型機械的人數，進而降低了事故風險。但随着參與生産的人數減少，人們對制造材料或将其轉化為産品的過程了解甚少，這并不令人意外。我們對物質世界的理所當然态度也不足為奇。

埃爾利希輸掉賭注的第二個原因是我們提取金屬的方法越來越高效。丘基卡馬塔的磨坊和氣泡浮選機一個世紀前就使得開采低品位礦石成為可能。浸出堆技術是濕法冶金的革命，它允許用溶液提取銅，無需昂貴且污染的熔爐。電解設施是80年代的創新，将液體濃縮物轉化為高純度的銅陽極闆。這些高深的采礦技術和巨型卡車幫助解釋了為何銅峰值的預言至今未實作，它們是維持現代世界運轉的關鍵。

關于銅儲量隻剩30到40年的說法，實際上是一個常被誤解的統計。礦工所說的儲量是指在任何給定時刻在他們的礦山或已準許礦場中可以經濟開采的量。我們有大約30到40年的銅儲量，并非因為地下銅量有限，而是因為這是礦工們的規劃時間範圍。

盡管偶爾有報告聲稱我們将耗盡銅資源，但實際情況是，從2010年到2020年，全球開采了2.07億噸銅，而全球總銅儲量卻增加了2.4億噸。這意味着我們以比開采更快的速度增加了這種重要材料的供應量。

一個比儲量更值得關注的數字是資源量，它不僅包括已計劃開采的量，還包括尚未發現的資源。據美國地質調查局資料，全球銅資源總量為56億噸，已發現21億噸。按目前的年消費量計算，這相當于約226年的供應量，即使在綠色能源過渡時期，也能滿足約115年的需求。

（三）那麼代價是什麼？

然而，提高從低品位礦床中開采銅的效率，意味着更多地消耗地球資源。2004年至2016年間，智利礦工年銅産量僅增加了2.6%，但為此挖掘的礦石量卻增加了75%。這些資料并未反映在環境賬戶或物質流分析中，通常隻計算精煉金屬。

随着向電力驅動的活動轉變，銅的需求将激增。預計從2020年到2050年，電力在能源中的比例将從20%上升到50%。汽車、電熱泵、電池驅動車輛将取代瓦斯和石油鍋爐、燃油發動機汽車。普通汽車已包含約一英裡長的銅導線，電動汽車的銅需求量是普通汽車的三到四倍，電池驅動的公共汽車需要近半噸銅。高速列車和其他綠色電力基礎設施的建設将使銅需求進一步增加。太陽能電池闆和海上風電所需的銅分别是傳統發電站的七倍和十倍。

我們面臨的挑戰是，為了實作零淨排放目标，我們需要大量銅。雖然銅可以回收，但回收量遠遠不夠。真正的挑戰不是銅會耗盡或變得太貴，而是社會能容忍多少采礦帶來的爆破和挖掘。智利和秘魯等南美國家正在考慮銅礦開采的環境成本，并開始實施限制措施，引發對未來銅供應的擔憂。

電氣時代的開始與礦産豐富的良性循環相吻合，滿足了愛迪生和威斯汀豪斯對銅的需求。但現在，能源轉型可能面臨惡性循環，政治阻力可能阻礙銅礦開采，影響世界擺脫化石燃料的努力。

為滿足未來幾十年的需求，我們可能需要每年建立三座丘基規模的礦山。盡管我們從舊礦山中提取銅的技術在提高，但新發現和礦山開采速度正在放緩，大部分地表銅可能永遠不會被開采。

這是一個我們尚未解決的悖論：沒有銅，我們難以實作淨零排放目标。随着電氣化需求的增加，探險家們正在尋找更深層、更黑暗、更有争議的地方來開采銅。

▍深海探礦：“最後一次”的礦業大開發

（一）海底礦藏：“地理大發現”的終點

世界上最大的山脈隐藏在海平面下，看起來像煎餅一樣平坦。這條山脈比安第斯山脈和北美山脈更長，甚至在某些地方比喜馬拉雅山還高。然而，由于它淹沒在數千米深的海水下，很少有人見過或攀登過。

我們正位于大西洋中心的英國皇家研究船上，腳下是大西洋中脊。這裡海浪洶湧，貿易風強勁，船和船員不斷搖晃。甲闆上布滿了忙碌運作的起重機和重型機械。船上的地質學家小組執行着特别任務，白天操作裝置，夜晚研究岩石樣本。他們來到海上是因為這裡是新陸地形成的地方。

這個過程正在發生：北美闆塊正以每年約2.5厘米的速度與歐亞闆塊分離，這是2億年前超大陸盤古分裂的延續。随着兩大陸分離，火山、枕狀熔岩和岩漿活動填補了空隙。雖然大多數活動在水下不可見，但冰島是大西洋中脊露出海面的一小部分，展示了火山、熔岩和間歇泉。想象一下，在地球的這條直線上，有更多這樣的深海山脈，規模遠超任何陸地山脈。

大西洋中脊最早由1872年的HMS挑戰者号船員發現，這是首次進行海底測量的重要任務。這次任務揭示了深海并非貧瘠，而是充滿生機，地形多樣且極端。在為跨大西洋電報電纜選址時，他們意識到自己正航行在一座山脈上。

1977年，在加拉帕戈斯裂谷，海洋地質學家發現了世界上首個熱液噴口，火山加熱的富含化學物質的水從“黑煙囪”中噴出，支援了無數奇異生物。幾十年後，國際海洋發現計劃（IODP）的科學家們在大西洋中脊發現了“失落之城”，自然形成的怪異白色煙囪産生了生命的基本構成元素——碳氫化合物，可能揭示了生命本身的秘密。

這些發現表明，我們對海底深處的了解還遠遠不夠。這也是對大西洋中脊進行最新任務的意義所在。

2022年2月底，俄烏戰争爆發，影響了一支聖彼得堡團隊準備的科學考察船的出航。英國外交部阻止了原計劃上船的俄羅斯科學家登船，以避免外交事件。這次任務關注的海底岩層，實際上是21世紀海底寶藏，包括豐富的銅資源。一個半世紀前，英國皇家海軍“挑戰者”号從太平洋海底打撈上一些洋芋大小的石頭，這些深色、略顯脆碎的石塊被稱為多金屬結核。這些結核在太平洋某些區域，特别是克拉裡昂-克利珀頓區域（CCZ）的海底随處可見。

多金屬結核形成于數百萬年，由礦物質在有機物碎片上堆積而成，含有高濃度的鎳、錳、钴和銅，遠超地表礦床。這些結核的發現揭示了海底礦物寶藏，能滿足人類多代人的原材料需求。盡管一項研究表明海底黃金儲量巨大（每人擁有9磅，相當于17萬美元），但擷取成本過高，不具實際可行性。

然而，海底的钴鎳資源尤其重要。目前全球陸地钴資源約2500萬噸，主要分布在剛果民主共和國和尚比亞；而海底钴總量已确認為1.2億噸。陸地鎳資源約3億噸，克拉裡昂-克利珀頓區域的鎳資源就有約2.7億噸，實際總量可能更大。

銅通常在這類計算中被忽視，一方面是因為陸地銅礦開采技術已相當成熟，另一方面，盡管克拉裡昂-克利珀頓區有約2.3億噸銅，但其影響力不及钴或鎳。最富含銅的礦藏在海底的黑煙囪中，這些煙囪沿着海底山脈泵出富含礦物質的深色水體。黑煙囪坍塌後，會留下高含量銅的礦石，如黃銅礦，銅含量可高達20%。

盡管我們對海底多金屬結核的數量有較好的了解，但對海底大型硫化物的數量知之甚少。科研團隊抵達海洋中心，探索那些通常被地質學家忽視的小山丘。他們攜帶的深海鑽井裝置是全球少數能在3000米深的海底承受壓力的裝置之一。一個月内，他們鑽探海底，采集了長岩芯，并完成了地震調查。初步結果令科學家們感到相當吃驚：那裡的礦物沉積量巨大，可能會徹底改變我們對海底銅資源量的了解。

研究仍在進行，目前還難以确定這些資料對海底資源估計的具體影響。但馬尾藻海的這個區域——通常不在海底銅資源估算範圍内——可能含有數千萬噸礦石，遠超預期；這裡的礦石量可能比現有評估多出20、30甚至40倍。

這意味着深海銅資源可能超過10億噸，遠超陸地儲備，足以滿足全球數十年的銅需求，無需再挖掘如丘基卡馬塔這樣的礦洞。當然，這也引出了一個問題：這樣的資源開采是否存在風險？

（二）等候發令槍：瓜分地球最後的資源

國際海底管理局（International Seabed Authority，ISA）的會議中心給人一種早期007間諜電影的感覺，像是一個未受外界幹擾數十年的時光膠囊。ISA是聯合國機構，負責管理大部分世界海底，決定誰有權開采海底礦産。根據1982年聯合國海洋法公約，任何超過國家海岸線200海裡的水域都屬“公海”（High Seas），是“全人類的共同遺産”。

公海是外交和經濟上的灰色地帶，幾乎沒有什麼能阻止我們将其作為垃圾箱或過度捕撈的場所。随着潛水技術的進步，深海開采變得可能，這引發了關于開采限制的問題。

長期以來，深海開采似乎是個幻想，但現在技術上的可行性已無人懷疑。一些人甚至懷疑像美國、俄羅斯這樣的國家是否已在秘密進行。這使得ISA處于尴尬位置，因為它應掌控絕大多數已知資源，包括多金屬結核、殼和“黑煙囪”，而這些幾乎都位于公海之下。這個鮮為人知的機構是保護深海資源不被過度開采的主要防線。

通路位于70年代會議中心附近的ISA簡陋辦公室時，你不會感覺到這裡是全球資源競争的焦點，而是有些空曠。我與該組織的法律代表交談過，他帶我穿過安靜的走廊，進入一個牆上挂着海洋地圖的房間。他指出了克拉裡昂-克利珀頓區和大西洋中脊的位置，以及ISA成員配置設定的區段。

中國在深海探礦區域方面領先，擁有四份ISA合同，決心成為首個大規模提取礦物的國家。南韓和俄羅斯各有三份合同，德國和法國各有兩份，英國也是如此，盡管它已将權益讓給了洛克希德·馬丁公司。這家公司在70年代曾涉足深海開采，後來證明是中央情報局回收蘇聯潛艇的掩護。美國沒有簽署聯合國海洋法公約，是以被排除在ISA之外，但它在自己的專屬經濟區内擁有大片海底，使其成為深海采礦的主要潛在受益者。

美國的優勢要歸功于1856年的《鳥糞島法案》，該法案允許美國公民占據任何含有鳥糞的無人島嶼。這使美國占領了許多太平洋和大洋洲的小島，如中途島和豪蘭島。這些島嶼不僅曾支援美國的化肥和炸藥供應，現在也可能幫助美國擷取關鍵礦物，因為它們靠近一些最豐富的海底礦藏。

ISA的目标是確定全人類都能從開發新領域中獲益。根據"人類共同遺産"原則，公海開采的國家必須與其他國家共享收入。然而，何時開始這一程序仍是未知數。礦業公司一直在等待ISA制定采礦規則，這些規則一旦準許，将标志着公司可以在公海進行深海采礦。

對一些人來說，這一天越早到來越好。傑拉德·巴倫（Gerard Barron），一位有争議的人物，試圖将自己打造成深海采礦領域的印第安納·瓊斯。他最初通過Nautilus公司嘗試開采海洋資源，但因與巴巴新幾內亞政府關系惡化而失敗。現在，他希望通過The Metals Company（TMC，原名DeepGreen）在諾魯配置設定的太平洋區域開采多金屬結核，以推動能源轉型。巴倫談到了與特斯拉的馬斯克、好萊塢的萊昂納多、F1的劉易斯等名人的聯系，但他所推銷的夢想無疑是激動人心的。

巴倫宣稱：“這是最後一次偉大的開采。我們需要建造電池，之後就轉向回收和循環經濟。我們不是一家賣金屬的公司，而是想租賃金屬。我們支援使用回收金屬的品牌。我們的立場是讓科學說話。”

TMC資助了同行評審的研究，顯示傳統礦山每生産一公斤銅産生460公斤廢料，而多金屬結核僅産生29公斤。這意味着沒有地下大洞，沒有巨大的岩石堆，幾乎沒有尾礦。TMC隻需派遣其“智能機器人”到海底收集結核，然後将其抽到表面，無需爆破或挖掘。實際上，從深海開采銅、钴或鎳可能是最環保的采礦方式。

盡管巴倫積極推動深海采礦并催促ISA盡快出台規定，但全球許多國家卻在朝相反方向行動。2022年，智利在加強國内銅礦管理的同時，呼籲暫停深海采礦直至環境影響得到充分評估，斐濟、帕勞等國也加入了這一呼籲。法國總統馬克龍甚至要求聯合國建立法律架構以阻止公海采礦。作為ISA主要決策機構成員的智利、法國和斐濟的立場，使得ISA在牙買加的會議可能變得戲劇性，深海采礦在正式啟動前被有效禁止成為可能。

這種謹慎态度是可以了解的。海底是地球上最原始的栖息地之一，我們對其了解遠遠不夠。直到深海生物的發現，我們才意識到并非所有生命都依賴氧氣或陽光。自挑戰者号以來，每次深海探險都發現了許多前所未知的物種，包括彩虹魚、超黑魚、無面魚、海膽、外星樣蝦、海綿和無嘴或消化道的巨型管蟲。

生物學家認為我們對這一新栖息地的了解才剛開始。雖然采礦商認為在某些區域開采可能影響不大，但每項新研究都提供了更多謹慎的理由。例如，克拉裡昂-克利珀頓區域的結核為許多物種提供了栖息地。我們對這些水生生态系統知之甚少，即使是最嚴格的環保措施也可能忽略一些問題，如沉積物擾動、噪聲污染或改變海底微生物群落，人類的幹預必定會對生态系統産生影響。

ISA正在制定關鍵的環境規則，比如禁止在活躍黑煙囪附近采礦以及遇到海洋生物時的應對措施。然而，有人質疑這個規模較小的組織是否有能力監管這一過程。不同于地面采礦監管機構有數百名員工進行現場檢查，ISA甚至沒有直升機或船隻。在有效的監控系統建立之前，它将依賴公司自行遵守規則，但其執行嚴格性的疑問依然存在。當被問及是否曾拒絕過海底礦區的勘探申請時，法律顧問坦言“沒有”。

波蘭擁有的3900平方英裡大西洋中脊區域看似普通，但其中包含的“失落之城”卻極不尋常。這些異常的石頭尖塔是生命的關鍵，也是地球上唯一已知的例子，卻被ISA指定為深海采礦地點。不久前，聯合國教科文組織宣布應将其列為受保護的世界遺産，與大峽谷和泰姬陵并列。諷刺的是，聯合國的另一個姐妹機構卻将其變成了采礦勘探地點。

盡管波蘭不太可能真的去拆除“失落之城”，但這一決定令人震驚。采礦公司可能會辯稱，深海開采将提升我們對這些形成和生态系統的了解。然而，公衆對于這種采礦新前沿的不安感仍然存在。

▍可持續的未來：另一種“竭澤而漁”

采礦業追求銅的過程中曾多次引發争議，而公衆也非首次對這類新方法感到不安。一個典型例子是上世紀60年代美國的"SLOOP項目"，美國政府計劃在亞利桑那州的銅礦中引爆一枚20千噸當量的核彈，以開采銅礦。這一計劃因當地居民的強烈反對而未能實施。核采礦曾被認為充滿前景，但最終未能成為主流。

曆史經驗告訴我們，最激動人心和争議性的創新往往會被更漸進的技術進步所取代。核采礦技術最終被更正常的堆浸法和電解法取代，這些技術使得從原本無價值的礦石中提取銅成為可能。當我們考慮未來對銅的需求，特别是風力渦輪機和高速列車，尋找像深海采礦這樣的完美方案固然吸引人，但我們可能還會繼續依賴長期以來一直在使用的方法。

我們将從那些政治不穩定但礦石品位較高的"困難"國家擷取更多銅。目前，剛果（金）的卡莫阿-卡庫拉礦山（Kamoa Kakula）和蒙古的奧尤陶勒蓋礦山（Oyu Tolgoi）正在投産，這兩個礦山都由羅伯特·弗裡德蘭發現，很快将成為世界上最大的礦山之一。

我們還将繼續提高從低品位礦石中提取銅的能力。例如，美國Jetti公司聲稱其技術可以從硫化銅礦中提取金屬，考慮到全球約三分之二的銅資源都是這些低品位岩石，這确實是一個重大突破。

想象一下這對丘基卡馬塔等地意味着什麼。在那裡，礦工們通常隻處理含銅至少0.5%的岩石，其他所有岩石都被當廢棄石。但現在，如果幾乎所有岩石都被視為可采礦石，那麼圍繞礦山的廢石堆突然變成了金屬的來源。曾經被視為麻煩的廢石現在可以被開采，這些銅将有助于我們應對氣候變化。

如果保羅·埃爾利希的悲觀預言再次被證明是錯誤的，這次不是因為更大的卡車和更深的礦井，而是通過将廢石堆變為資源，那将是多麼完美的轉變；想象一下，傑拉德·巴倫所言的“最後一次偉大的開采”不是來自海底，而是來自沙漠中的廢石堆，這将是多麼合适的結局。如今世界上最大的礦山爆破已停止，一個時代落幕，但礦山深處的機械轟鳴聲仍在繼續。

盡管不确定如何處理這個巨大的礦坑，但如果Jetti的技術能夠為我們帶來圓滿的結局呢？如果我們能從那些碎石中提取銅，用來建設風力渦輪機和太陽能電池闆，然後将土地恢複原狀，讓丘基卡馬塔的房屋擺脫礦坑的陰影，讓阿塔卡馬沙漠的山谷不再有人造的山丘和峽谷，那将是多麼完美的結局。

這将是最合适的結局：讓世界上最大的坑得到修複，電力成為解決氣候變化的最大希望。即使在最樂觀的假設下，我們仍需要大量電力來實作這一目标。而提取銅，無論是從地下還是海底，都是一個複雜的過程。

然而，這隻是物質世界的衆多悖論之一。更令人困惑的是，我們可能需要依賴那些導緻我們陷入困境的化石燃料，來幫助我們擺脫困境。

本文為文化縱橫新媒體原創編譯系列“關鍵産業與關鍵資源之變”之七，摘譯自Ed Conway著《材料世界：塑造現代文明的六大原材料》（Material World: The Six Raw Materials That Shape Modern Civilization，Published in 2023 by Knopf）。文章僅代表作者觀點，供讀者參考。

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