被忽视的宝藏：再生铜如何助力全球能源转型？

原文：More Than Ore: The Pivotal Role Recycled Copper Can Play in the Energy Transition

铜，推动清洁能源转型最关键的矿物之一。这种红褐色软金属不仅在电子和厨具等产品上很常见，还是清洁能源技术不可或缺的关键原料，被广泛用于风能、太阳能、储能以及电网建设等领域。

随着全球能源转型进程加速，铜资源的供需矛盾日益凸显。根据国际能源署（International Energy Agency，IEA）提出的“2050年净零排放情景”，到2040年，铜需求量的一半将用于清洁能源技术[1]；至2050年，全球铜需求总量预计增长超过50%。清洁能源电力系统对铜的需求量较化石燃料的电力系统高出6-12倍[2]，而单辆电动汽车的铜用量更是传统燃油车的2-3倍[3]。

然而，短期内大幅增加铜矿开采面临着诸多挑战[4]：一方面，深层矿区的开发周期漫长；另一方面，新矿区的审批流程缓慢。除此之外，既有矿区的铜矿品质持续下降，致使开采过程中的能耗与水资源消耗不断攀升。

在铜资源供需矛盾日益凸显的当下，回收再利用或将成为突破困局的关键路径。本文先阐述铜在社会经济中的关键地位，进而着重探讨回收利用之道（特别是废旧产品的回收利用），力求以可持续的方式扩充铜供应，支持清洁能源的未来发展。

铜，现代社会经济的基石

千百年来，铜对人类发展的影响深远。凭借其高导电性、高延展性和耐腐蚀性等优点，铜从古代的装饰品和工具，到如今在工业领域大放异彩，持续推动着社会经济发展。

目前，全球近七成的铜被应用于电力输配和通信领域[6]。铜凭借仅次于银的导电性，成为电力输配线路中不可替代的关键材料，其优异的导电性能够显著降低电阻，减少输电损耗，进而有效降低碳排放。此外，铜的高导热性和耐腐蚀性使其在建筑行业备受青睐，被广泛应用于水管、热交换器和暖气等需要长期使用的设施中。

铜还具备极佳的可锻造性和延展性，非常适合制造小型精密零部件，如计算机或智能手机中的超细铜线等。铜的天然抗菌性也使其在医疗保健行业颇具价值，可用于制造铜涂层医疗设备，以减少感染传播。铜还可以与其他元素形成合金，如黄铜和青铜，广泛应用于阀门、配件、轴承、衬套等工业机械零部件，还被用于奥运会铜牌、珠宝和艺术品中。

铜是现代生活的基石与全球能源转型的支柱。根据国际铜业协会（International Copper Association, ICA）数据，铜在全球各个行业使用分布为：44%用于发电和输电，20%用于建筑工程，14%用于电气设备和电子设备，12%用于交通行业和运输业，10%用于其他消费品，如硬币、雕塑、珠宝、乐器及厨具等[7]。

随着全球对铜资源的需求不断攀升，探索可持续的获取方式愈发重要。除了开发新矿和延长现有铜矿寿命外，对铜的回收再利用也是一种重要的方式。然而，这一潜力尚未被充分开发，其蕴含的巨大价值亟待释放。

释放废铜回收潜力，刻不容缓

废铜回收主要有两类来源：一是制造过程中产生的铜（即消费前或新废料），二是已达到使用寿命的产品中的铜（即消费后或旧废料）。铜具有100%可回收且不失其固有属性的卓越特性，使废铜回收成为除采矿外另一个切实可行的原料来源。

相比原矿开采和冶炼，铜的回收利用可显著减少整个供应链的空气污染与碳排放，尽管其具体节能减排效果受回收方式与原料质量影响[8]。

目前，再生铜约占全球铜供应总量的三分之一。尽管再生铜不能完全取代原矿铜，但在铜供应紧张时，可以缓冲稳定市场价格。尤其是含铜量较高的电子垃圾，作为全球增长最快的废弃物来源之一，每年可高达6200万吨，开发潜力巨大[9]。

为此，一些国家已出台措施，支持铜的回收利用：

• 欧盟《报废车辆指令》（End-of-Life Vehicles Directive, ELV Directive）要求报废车辆按其重量满足85%的循环利用率和95%的再生回收率，这一目标覆盖包括铜在内的所有材料。2023年的新修订提案进一步强调提升铜的回收质量，要求通过优化处理流程减少材料损失。
• 在美国，政府机构和企业的采购规范推动了众多铜回收计划。同时，各州及联邦政府也推出相关项目，促进铜及其他金属的回收再利用。
• 中国在《“十四五”循环经济发展规划》和《有色金属行业碳达峰实施方案》中，设定了2025年再生铜产量达到400万吨，再生金属供应占比达24%以上的目标，并提出发展再生金属产业的任务，包括完善再生铜回收和利用体系，培育专业化再制造旧件回收企业等措施。2024年10月，中国政府成立了中国资源循环集团，推动在全国范围内的金属回收工作，鼓励从报废汽车、家用电器、电子垃圾、太阳能板和风力涡轮机中回收铜。

麻省理工学院研究人员的模型模拟结果显示，再生铜（尤其是来自报废产品中的铜）将在本世纪中叶之前，对满足铜需求增长起到关键作用[10]。依靠先进的加工处理技术和大幅提高的回收率，到2040年，约三分之二新产生的废铜将可以实现回收再利用。这意味着，每年可从垃圾填埋场额外回收逾600多万吨铜，相当于建造16座纯铜构成的帝国大厦，比2023年全球十大铜矿总产量还高出30%。

然而，要充分发挥废铜的潜力，满足日益增长的铜需求，全球废铜的回收率必须翻倍，从现有的32%提高到66%。

铜回收，面临多重挑战

铜的回收涵盖收集、分拣、熔炼及精炼等环节，不同废物流需匹配相应技术。铜广泛应用于大型电力设备到小型电子电器，废弃后分散各处。若缺乏完善的收集回收体系，废铜回收将面临收集难、成本高的困境。

同时，废铜在回收过程中仍存在污染物排放。分拣、熔炼中产生的有害气体和重金属离子等有害物质若未经妥善处理，将会对大气、水体、土壤会造成污染，影响人类健康。例如，铜合金在重熔时的铅去除问题至今仍是难题[11]。

低品位废铜处理带来的环境问题，促使各国限制相关废铜进口，进而冲击废铜回收市场与全球贸易。2017-2020年，中国出台多项政策，对废铜的进口管制从全面禁止“废五金” 转向“精细化管控”，即通过明确技术要求，逐步准予符合规范的再生黄铜原料和再生铜原料自由进口。在此背景下，美国、英国和日本等发达国家的低品位废铜出口转向东南亚（马来西亚、泰国），在当地完成拆解和预处理后，再出口至中国进一步冶炼和精炼。但低品位废铜的出口量逐渐超过东南亚地区的产业和环境承受能力，当地政府也在逐步出台限制措施，例如马来西亚2023年停止发放回收材料的进口商许可证，并要求进口的废铜金属含量不少于94.75%[12]，其严格程度与中国的再生铜原料标准基本一致。若短期内没有其他国家承接废铜处理中转国的角色，再生铜原料的供应将面临阶段性紧张。

2023年3月，欧盟首次将铜列为关键战略原材料。这表明欧盟已意识到，在全球铜需求增长背景下，确保铜供应对其实现气候中和转型至关重要，这也可能迫使欧盟采取措施将更多废铜留在境内。因此，国际废铜贸易预计将出现下滑。为填补这一缺口，各国需加大国内或区域内的铜回收力度。

目前，中国、欧洲和美国在全球废铜市场占据主导地位，占可收集铜废料全球总量的60%左右，全球废铜市场年收入近80%[13]。然而，这些地区在进一步扩大回收方面也面临各种挑战。

美国的主要瓶颈在于冶炼和精炼能力不足，尤其是废铜的处理能力匮乏。但随着更多相关设施的规划建设和投入使用，这一情况将有所转变。

在欧盟，铜回收业务的最大挑战包括，一是监管障碍使得废铜在欧盟国家之间运输困难，二是较高的运营与能源成本以及保守的商业环境，限制了行业增长，致使行业创新动力不足。与此同时，为了实现雄心勃勃的气候目标，欧盟需在增加低品位废铜回收和降低碳排放之间进行权衡。因为电子垃圾中的塑料和铜相连，在冶炼前无法分离，其处理过程可能会产生更多的碳排放，给铜回收行业减排目标的实现带来了巨大压力。

中国政府正通过政策引导，逐步规范铜回收行业的发展。《公平竞争审查条例》的出台，使得中国铜回收行业逐步摆脱依靠地方政府税收返还的盈利模式。虽然短期内行业将经受成本抬升的压力，但长期来看，这将促使中国铜回收产业更加有序、合理运行和可持续发展。2024年，中国正式实施《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，多领域设备更新和消费品以旧换新，将显著增加废铜原料供应。未来，通过政策引导，打造稳健的再生铜市场，规范行业回收，满足制造业对再生铜的绿色可持续发展需求，将至关重要。 

扩大再生铜规模的关键举措

扩大再生铜规模不仅是一项技术挑战，更需要建立循环经济为基础的稳固铜回收市场[15]。为了以对环境和社会负责任的方式提高废铜回收率，需要重点做好以下几个方面的工作：

• 稳定可靠的废料供应：需要从报废产品中收集废铜并运输到加工场所，以获得各种品位的原材料。消费者团体、品牌商、零售商、物流公司、市政部门和非政府组织需要通力合作，提高公众意识，制定有效的回收机制，增加报废产品的回收量。公共部门和标准化组织则应为回收原料的运输寻求解决方案。
• 高标准的加工能力：需要开发先进的加工技术，将废铜转化为再生铜原料，并在每个回收步骤中实现有效处理。政府和私营部门可以在政策与激励措施方面合作，快速扩大废铜加工能力，尤其是对低品位废铜的处理方面，应确保其符合高技术、环保和社会标准。民间组织可以通过环境、社会和治理（ESG）绩效评估和本地社区参与等方式支持行业发展，促进知识共享。
• 强劲的再生铜市场需求：来自下游半成品制造商的需求可以进一步推动再生铜在制造业中的应用。如果废铜能够得到适当且高效的分拣和提炼，许多工业应用并不一定需要最高纯度的再生铜。因此，应推动应用需求与再生铜纯度进行精准匹配，避免不必要的加工环节，降低回收成本，减少碳排放及其他环境影响。铜回收商、半成品制造商和终端使用行业需要通力合作，提高对再生铜优势的认知，明确纯度需求并达成一致，从而充分释放废铜再生利用的市场潜力。

建立稳健的铜回收市场，通过商业模式创新不断释放铜供应链的潜力，并将循环经济嵌入整体经济运行体系中，将会对提高废铜回收起到关键作用。

大幅提高铜的回收利用，不仅可以补充铜矿的供应，更能满足能源转型对矿产资源的需求。提升废料收集、运输和再利用的经济性，也能直接推动其他关键矿物（如钴、稀土元素）的回收，并促进新兴产品的回收（如动力电池和太阳能板等），这些产品在未来十年的报废量也将显著增长。

国际铜业协会和麻省理工学院的专家为本文提供专业支持。

参考文献

[1]https://www.iea.org/reports/global-critical-minerals-outlook-2024

[2]https://internationalcopper.org/resource/on-copper-demand/

[3]https://www.reuters.com/business/autos-transportation/innovation-evs-seen-denting-copper-demand-growth-potential-2023-07-07/

[4]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344923000782?via%3Dihub

[5]https://www.iea.org/data-and-statistics/data-product/critical-minerals-dataset

[6]https://internationalcopper.org/resource/copper-recycling/

[7]https://internationalcopper.org/wp-content/uploads/2022/02/ICA-RecyclingBrief-202201-A4-R2.pdf

[8]https://internationalcopper.org/sustainable-copper/about-copper/copper-environmental-profile/

[9]https://unitar.org/about/news-stories/press/global-e-waste-monitor-2024-electronic-waste-rising-five-times-faster-documented-e-waste-recycling#:~:text=Worldwide,%20the%20annual%20generation%20of%20e-waste%20is%20rising%20by%202.6

[10]https://www.authorea.com/users/838493/articles/1229622-the-opportunity-for-utilizing-end-of-life-scrap-to-meet-growing-copper-demand?commit=138ae2b1eefd103f10f224aa88d2915eb6a098c1

[11]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344921000690

[12]https://www.miti.gov.my/index.php/pages/view/8204

[13]https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/copper-scrap-market-repor

[14]https://www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/copper-scrap-market-size/global

[15]https://www.wri.org/insights/how-build-circular-economy