深瞳丨一場(chǎng)關(guān)于銅的科技突圍戰(zhàn)
科技日?qǐng)?bào)記者 王姍姍 趙漢斌 策劃 趙英淑 滕繼濮
從智能家居的電力“血管”，到新能源電站的“骨架”；從電動(dòng)汽車的“神經(jīng)”，到算力中心的“脈絡(luò)”，處處可見銅的身影，它已從“工業(yè)血脈”升級(jí)為能源轉(zhuǎn)型與數(shù)字革命的戰(zhàn)略命脈。
近期，當(dāng)全球目光集中于霍爾木茲海峽和石油市場(chǎng)時(shí)，被譽(yù)為“新石油”的銅也在悄然掀起波瀾。
從智能家居的電力“血管”，到新能源電站的“骨架”；從電動(dòng)汽車的“神經(jīng)”，到算力中心的“脈絡(luò)”，處處可見銅的身影。憑借優(yōu)異的導(dǎo)電性、延展性、導(dǎo)熱性及耐腐蝕性，銅已從“工業(yè)血脈”升級(jí)為能源轉(zhuǎn)型與數(shù)字革命的戰(zhàn)略命脈。國(guó)際銅價(jià)在一年內(nèi)屢破新高，一場(chǎng)由銅掀起的技術(shù)風(fēng)暴，正重繪產(chǎn)業(yè)版圖的邊界。
然而，在資源稀缺、技術(shù)創(chuàng)新遇阻與再生銅體系韌性不強(qiáng)的三重?cái)D壓下，銅產(chǎn)業(yè)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
作為全球最大的銅消費(fèi)與冶煉國(guó)，我國(guó)如何突破這一困局？科技創(chuàng)新能否為銅產(chǎn)業(yè)開辟出可持續(xù)發(fā)展的新路徑？帶著這些問(wèn)題，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了多位專家。
產(chǎn)業(yè)升級(jí)面臨多重挑戰(zhàn)
銅因性能優(yōu)良、成本可控，一直以來(lái)都是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的金屬之一。如今，隨著綠色能源轉(zhuǎn)型與人工智能興起，銅加速?gòu)膫鹘y(tǒng)“工業(yè)金屬”蛻變?yōu)椤澳茉唇饘佟焙汀八懔饘佟薄?
相較于鋁材，銅的導(dǎo)電率高出60%，導(dǎo)熱能力提升70%；導(dǎo)電性能雖略遜于銀，卻擁有顯著的成本優(yōu)勢(shì)�！斑@種夠好且夠便宜的特性，使得所有與電相關(guān)的行業(yè)都離不開銅。”華聞期貨有限公司總經(jīng)理助理程小勇告訴記者，新能源汽車電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子線圈、充電系統(tǒng)等關(guān)鍵部件，數(shù)據(jù)中心電力配電系統(tǒng)和液冷散熱裝置中的銅質(zhì)冷板，以及GPU間高速互連所需的銅纜，均深度依賴銅產(chǎn)業(yè)。
圖為銅系列產(chǎn)品�？萍既�?qǐng)?bào)記者 趙漢斌 攝
然而，在銅需求持續(xù)火熱、銅產(chǎn)業(yè)加速向高端化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，我國(guó)銅產(chǎn)業(yè)在資源結(jié)構(gòu)、冶煉技術(shù)、再生銅體系方面的短板，也日益凸顯。
據(jù)中國(guó)工程院院士、礦產(chǎn)勘查專家唐菊興介紹，我國(guó)已探明銅儲(chǔ)量不足全球總量5%，且貧礦多、富礦少，開采難度大，銅精礦自給率長(zhǎng)期偏低。再生銅作為銅資源增長(zhǎng)的重要來(lái)源，其產(chǎn)業(yè)也整體停留在初級(jí)冶煉和粗加工階段，先進(jìn)熔煉技術(shù)多依賴引進(jìn)，復(fù)雜廢雜銅的標(biāo)準(zhǔn)化分類與高效冶煉體系尚未完全建立，大量銅資源仍處于無(wú)序流動(dòng)狀態(tài)。
資源端的掣肘之外，下游深加工領(lǐng)域的短板同樣不容忽視。
中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)兼重金屬部主任段紹甫指出，目前，我國(guó)在銅加工領(lǐng)域生產(chǎn)技術(shù)工藝、裝備、品種規(guī)格等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，部分領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了“領(lǐng)跑”水平。但隨著新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)材料性能、質(zhì)量提出了更高要求，部分高端材料領(lǐng)域短板也日益凸顯。例如航天器接插件、柔性電子器件對(duì)電子銅箔等高端銅加工產(chǎn)品，在均勻性、表面質(zhì)量、性能穩(wěn)定性等方面與部分海外企業(yè)尚有差距；如在線監(jiān)測(cè)、部分高端退火設(shè)備、成分分析檢測(cè)設(shè)備等關(guān)鍵裝備仍依賴進(jìn)口。這些已成為銅基新材料向高端升級(jí)的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
內(nèi)外布局贏得資源主動(dòng)
“把資源握在自己手里，是唯一正確的選擇�！碧凭张d認(rèn)為，破解銅精礦自給率低、優(yōu)化銅資源結(jié)構(gòu)，首要任務(wù)就是持續(xù)推動(dòng)“找礦”革命，加速戰(zhàn)略“拓荒”，完成從“加工者”到“資源所有者”的轉(zhuǎn)型。
“拓荒”既要向內(nèi)“挖潛”，推動(dòng)國(guó)內(nèi)銅礦勘探開發(fā)；也要向外布局，拓展海外資源。
在國(guó)內(nèi)勘探開發(fā)方面，唐菊興表示，隨著新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)的實(shí)施，我國(guó)藏東玉龍、藏中甲瑪—巨龍、藏西北多龍等4個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)銅資源基地已初步成形，長(zhǎng)江中下游地區(qū)、新疆銅礦資源尋找也有望取得新進(jìn)展。
唐菊興認(rèn)為，未來(lái)，我國(guó)銅產(chǎn)業(yè)應(yīng)立足已有礦山深邊部，向深部要資源，綜合運(yùn)用礦床成礦系列理論、高光譜遙感和非線性分析預(yù)測(cè)等銅礦資源預(yù)測(cè)、深部找礦技術(shù)方法，提升復(fù)雜礦床及超深井礦山安全高效開采、低品位難選礦高效選礦等礦山采選效率。同時(shí)，借助5G+物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)，加大“智慧礦山”建設(shè)，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能協(xié)同的“礦山大腦”，部署無(wú)人礦卡，在提高開采回采率、選礦回收率和綜合利用率的同時(shí)，降低礦山作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)礦產(chǎn)資源專業(yè)委員會(huì)副秘書長(zhǎng)、中南大學(xué)金屬資源戰(zhàn)略研究院副院長(zhǎng)鐘美瑞認(rèn)為，與國(guó)際老牌礦業(yè)巨頭相比，我國(guó)銅企在獲取頂級(jí)礦產(chǎn)資源時(shí)往往需要支付更高的價(jià)格，這源于我國(guó)在全球銅資源控制權(quán)方面表現(xiàn)較弱。目前，我國(guó)銅企業(yè)主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈中游的冶煉、加工環(huán)節(jié)，以賺取銅精礦加工費(fèi)為主要盈利模式，較少涉足利潤(rùn)豐厚的上游采礦環(huán)節(jié)。因此，加快海外布局必定是戰(zhàn)略“拓荒”的重中之重。
鐘美瑞建議，我國(guó)銅產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)逐步形成覆蓋資源勘探、開發(fā)運(yùn)營(yíng)、貿(mào)易流通、規(guī)則制定的全鏈條掌控能力，構(gòu)建起全球銅資源網(wǎng)絡(luò)。具體而言，應(yīng)鼓勵(lì)和支持龍頭企業(yè)在銅礦資源集中的國(guó)家，加大銅礦項(xiàng)目并購(gòu)力度。此外，還應(yīng)通過(guò)與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)合作、共同培養(yǎng)本土人才等方式，實(shí)現(xiàn)本土化、可持續(xù)運(yùn)營(yíng)，最終在全球銅產(chǎn)業(yè)上游資源端占據(jù)一席之地。
工藝革新提升產(chǎn)業(yè)實(shí)力
數(shù)據(jù)顯示，2025年，我國(guó)精煉銅產(chǎn)量達(dá)1472萬(wàn)噸，全球占比47%。江西、浙江、江蘇等精煉銅核心產(chǎn)區(qū)，支撐著全球銅冶煉加工的核心產(chǎn)能。面對(duì)如此龐大的規(guī)模，如何提升煉銅效率，推動(dòng)工藝革新，成為提升我國(guó)銅產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。
段紹甫提出，雖然我國(guó)煉銅工藝技術(shù)已達(dá)到全球先進(jìn)水平，但隨著我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的不斷深入，對(duì)綠色低碳冶煉以及智能化提出了更高的要求。企業(yè)應(yīng)開展綠色低碳連續(xù)煉銅技術(shù)創(chuàng)新研究，通過(guò)數(shù)字化、智能化改造，提升各環(huán)節(jié)效率，從而減少熱量損失和中間物料轉(zhuǎn)運(yùn)。
記者注意到，部分龍頭銅企正積極推動(dòng)生產(chǎn)工藝革新。例如，山東中金嶺南銅業(yè)自主研發(fā)的“多元爐+火精爐”兩段短流程煉銅工藝，顯著降低了生產(chǎn)綜合能耗，并入選《國(guó)家工業(yè)和信息化領(lǐng)域節(jié)能降碳技術(shù)裝備推薦目錄（2025年版）》。云南銅業(yè)股份有限公司西南銅業(yè)分公司所采用的“側(cè)吹熔煉+頂吹吹煉+陽(yáng)極爐精煉”熱態(tài)三聯(lián)爐短流程工藝，在工藝流程縮短30%以上的同時(shí)，使銅冶煉綜合能耗較一級(jí)指標(biāo)下降3%。
“除縮短流程外，還可加大產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，在提升熔煉、吹煉、精煉等環(huán)節(jié)的綠色效能方面發(fā)力�！辩娒廊鸾ㄗh，銅冶煉企業(yè)應(yīng)加快探索研發(fā)銅锍連續(xù)吹煉技術(shù)、雙爐連續(xù)煉銅技術(shù)等先進(jìn)工藝技術(shù)，并推動(dòng)冶煉加工設(shè)備國(guó)產(chǎn)化。
在高性能銅合金材料研發(fā)方面，鐘美瑞認(rèn)為，需引導(dǎo)銅材生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合科研院所、下游應(yīng)用企業(yè)，開展高純無(wú)氧銅、高端壓延銅箔、高端引線框架材料等高性能銅合金材料制備技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，扭轉(zhuǎn)產(chǎn)品依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面。同時(shí)，要加大冶煉加工工廠智能化改造，全面運(yùn)用大數(shù)據(jù)、5G、AI等技術(shù)，積極打造“黑燈工廠”“少人車間”，達(dá)到降本增效、節(jié)能降碳效果。
銅產(chǎn)業(yè)工藝革新還包括再生銅冶煉技術(shù)的持續(xù)迭代。
“回收廢雜銅成分復(fù)雜，因此要在低品位廢銅的回收利用以及高效分離、純化等方面加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，精準(zhǔn)、智能地分選出銅元素�！卑不帐°~陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司生產(chǎn)機(jī)動(dòng)部雙碳管理科副科長(zhǎng)姜林友提出，實(shí)現(xiàn)再生銅高效冶煉，一方面要引進(jìn)和研發(fā)先進(jìn)清潔冶煉技術(shù)，推廣富氧冶煉、煙氣余熱回收等清潔生產(chǎn)技術(shù)；另一方面，要綜合二段式與三段式工藝優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化廢雜銅冶煉工藝，提升金屬回收率。同時(shí)，還可加強(qiáng)稀貴金屬的協(xié)同回收，實(shí)現(xiàn)資源“吃干榨盡”，構(gòu)建起“資源—產(chǎn)品—再生資源”的閉環(huán)體系。
重構(gòu)體系形成利用閉環(huán)
破解銅資源“無(wú)序流動(dòng)”，除技術(shù)上實(shí)現(xiàn)高效冶煉外，還需開展從廢雜銅低碳處理到回收體系建設(shè)的全鏈條破局，在標(biāo)準(zhǔn)化分類和體系建設(shè)方面持續(xù)發(fā)力。
“建立完善的復(fù)雜廢雜銅分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是重構(gòu)再生銅體系的基石。”姜林友建議，盡快更新并統(tǒng)一不同品類、不同品位廢雜銅的分類規(guī)范，建設(shè)全流程信息化溯源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)廢雜銅從回收、分揀到冶煉的全程可追溯；建立大型廢銅回收基地和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，鼓勵(lì)銅冶煉企業(yè)建立廢銅資源回收利用網(wǎng)絡(luò)，推進(jìn)廢銅回收、拆解、加工、分類、配送一體化發(fā)展。
“銅冶煉及銅加工企業(yè)還可建立‘客戶舊料閉環(huán)回收’模式，對(duì)下游客戶的銅材邊角余料進(jìn)行分揀預(yù)處理，再重新投入熔鑄爐，從源頭減少銅資源浪費(fèi)�！苯钟颜f(shuō)。
為完善再生銅體系，姜林友認(rèn)為，除強(qiáng)化政策協(xié)同保障，將再生銅高端產(chǎn)品納入政府綠色采購(gòu)范圍外，還應(yīng)完善市場(chǎng)化驅(qū)動(dòng)機(jī)制，培育一批具有競(jìng)爭(zhēng)力的再生銅冶煉企業(yè)，通過(guò)“鏈主”企業(yè)帶動(dòng)，拓展再生銅在新能源、高端裝備制造等領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景，提升產(chǎn)業(yè)鏈附加值和韌性。
談及產(chǎn)業(yè)鏈韌性，段紹甫指出，當(dāng)前我國(guó)銅產(chǎn)業(yè)鏈面臨產(chǎn)品同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)激烈、價(jià)值鏈分配不均等問(wèn)題，即上游銅資源端高回報(bào)，但中游冶煉加工端加工費(fèi)卻持續(xù)下滑。他認(rèn)為，要扭轉(zhuǎn)這一局面，須嚴(yán)控新建礦銅冶煉產(chǎn)能，鼓勵(lì)銅企加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，在技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備更新、固廢挖潛、原料結(jié)構(gòu)多元化等方面發(fā)力，跳出“內(nèi)卷式”競(jìng)爭(zhēng)。
除做強(qiáng)銅產(chǎn)業(yè)本身，尋求替代也是重要舉措。鐘美瑞特別強(qiáng)調(diào)，鑒于我國(guó)“貧銅富鋁”的資源稟賦，應(yīng)加強(qiáng)鋁代銅技術(shù)研發(fā)。已有研究應(yīng)用表明，在特高壓領(lǐng)域，鋁基復(fù)合導(dǎo)體可替代純銅導(dǎo)線并節(jié)省30%用銅量。在部分中低壓電力領(lǐng)域和散熱領(lǐng)域，鋁合金材料也在逐步替代銅材。
“這并非唱衰銅，而是探討多元未來(lái)�！辩娒廊鸨硎�，材料創(chuàng)新應(yīng)該多路并行，既包括銅的高效利用技術(shù)，也包括替代材料的開發(fā)應(yīng)用。
當(dāng)前，銅產(chǎn)業(yè)的全球競(jìng)爭(zhēng)已不再是單純的資源爭(zhēng)奪，而是覆蓋礦產(chǎn)資源、冶煉工藝、再生技術(shù)、替代材料研發(fā)等多維度的系統(tǒng)性較量。走出一條中國(guó)特色的銅產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展路徑，不僅關(guān)系到我國(guó)在全球銅產(chǎn)業(yè)鏈中的地位，更將深刻影響我國(guó)能源轉(zhuǎn)型與科技創(chuàng)新的整體進(jìn)程。
（科技日?qǐng)?bào)記者魏依晨、陳曦對(duì)此稿亦有貢獻(xiàn)）
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