铜是可再生能源装置、电气设备和电动汽车的关键材料之一，广泛应用于电力和汽车行业。然而，铜的开采量受到多种因素的限制，包括开采成本、环境影响和资源储量等。随着可再生能源的兴起，对铜的需求正在以前所未有的速度增长。可再生能源的发展迫使许多国家制定了相应的政策指导方针，加快向可再生能源转型的步伐。然而，我们发现铜的开采速度无法满足当前的需求，这可能会对可再生能源转型产生一定的影响。
近日，据密歇根大学(University of Michigan)和康奈尔大学(Cornell University)的研究人员进行的一项研究发现，铜的开采速度无法跟上美国当前的政策指导方针，即将该国的电力和汽车基础设施转型为可再生能源。
国际能源论坛(International Energy Forum)发表的这篇论文，研究了铜矿企业120年来的全球数据，并计算出美国电力基础设施和汽车需要多少铜才能升级为可再生能源。报告发现，以目前的速度，可再生能源对铜的需求将超过铜矿的产量。
考虑到2022年签署成为法律的《通货膨胀削减法案》(Inflation Reduction Act)要求，到2035年，所有汽车都将是电动汽车，情况尤其如此。但是一辆电动汽车需要的铜是内燃机汽车的三到五倍，更不用说升级电网所需的铜了。
“一辆普通的本田雅阁需要大约40磅的铜。同样的电池驱动的本田雅阁需要将近200磅的铜。陆上风力涡轮机需要大约10吨铜，而在海上风力涡轮机中，这个数量可能会增加一倍以上，”该研究的合著者亚当西蒙说。“我们在论文中表明，所需的铜量基本上是矿业公司无法生产的。”
短缺的部分原因是矿业公司的许可程序。从发现一个新的铜矿到获得开矿许可的平均时间大约是20年。
全球有100多家公司在六大洲开采铜矿。研究人员提取了1900年以来的全球铜产量数据，这些数据告诉他们全球铜矿公司在120年里的产量。然后，他们对铜矿开采公司在本世纪剩余时间内可能产出的铜进行了建模。
什么是可以实现的
研究人员发现，在2018年至2050年之间，世界需要开采的铜比2018年之前人类历史上开采的铜多115%，才能满足“一切照常”。这将满足我们目前的铜需求，并支持发展中国家，而无需考虑绿色能源转型。
为了满足全球汽车电气化对铜的需求，在未来几十年里，每年必须有多达6座新的大型铜矿投产。新矿约40%的产量将用于电动汽车相关的电网升级。
“我完全支持能源转型。然而，它需要以一种可以实现的方式来完成，”西蒙说。
研究人员建议专注于制造混合动力汽车，而不是让美国的汽车完全电动化。
西蒙说:“我们希望这项研究能得到政策制定者的重视，他们应该考虑铜是能源转型的限制因素，并考虑如何分配铜。”“例如，我们知道，丰田普锐斯实际上比特斯拉对气候的影响要好一些。与其在美国和全球每年生产2000万辆电动汽车，每年生产1亿辆纯电动汽车，不如专注于生产2000万辆混合动力汽车更可行吗?”
研究人员还指出，发展中国家建设基础设施将需要铜，例如为尚未用上电的大约10亿人建设电网;为约20亿无法获得洁净水的人提供清洁饮水设施;还有废水处理，为40亿没有卫生设施的人提供服务。
“可再生能源技术、清洁水、废水、电力——没有铜就不可能存在。因此，我们最终会在欠发达国家建设基础设施需要多少铜与能源转型需要多少铜之间产生紧张关系。”
“我们的研究强调，美国在减排方面可以取得重大进展。然而，如果环保团体和政策制定者不彻底改变对采矿的看法，上游铜矿和其他金属的生产就不可能满足目前对下游可再生能源技术制造的几乎单一的强调。”
该研究的结果提醒我们，在推动可再生能源转型的同时，也需要考虑到相关原材料的供应问题。只有在保证可持续发展的前提下，才能真正实现能源的转型和减少对环境的影响。
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