说到脱碳，没有什么材料比铜更为重要。铜工业企业也在努力实现自身运营过程中的脱碳化。《北美矿业专栏》采访了国际铜业协会Nicole Witoslawski，了解行业内实现净零碳的路径。
在许多关于采矿与环境的讨论中，采矿业被默认为有负面影响。采矿业应该并正在承担气候与环境影响的责任，但这种指责并无用处，也过于不切实际。我们需要换一个角度，以一种更为宏达的视角来看待采矿业——虽不完美，但依旧在全球抑制气候变化的过程中发挥了至关重要的积极作用。
“铜就是一个很好的例子，”国际铜业协会全球公共事务总监Nicole Witoslawski说， “铜一直以来是一种多功能的材料，它为绿色技术提供的功能和效率也是无与伦比的。对大量脱碳技术来说，铜是必不可少的金属，这些技术有可能在2050年前减少三分之二的全球温室气体排放量。”
相比之下，生产铜只占全球温室气体排放的0.2%。因此，与铜在减少碳排放方面的重要作用相比，铜自身的碳排放相对较小。尽管行业正在采取重要步骤来减少碳足迹，但要实现净零排放，铜工业必须脚踏实地，并确保铜的供应量，因为铜是全球脱碳所需的重要材料。
铜工业净零碳之路
国际铜业协会(ICA)成立于1962年，早期主要从事铜的研究工作，如今，代表全球铜工业，致力于推广铜的应用和社会价值。ICA的会员企业贡献了全球50%以上的铜生产量，ICA不仅和上游的采矿、冶炼行业保持紧密联系，也和下游加工企业建立合作关系。
今年3月，国际铜业协会根据协会成员现有的工作进度，推出了铜工业脱碳路径图，路径概述了行业可用的脱碳方案、实施时间表，以及这些方案对碳排放和成本的影响。
“国际铜业协会会员单位采取了强有力的果断措施，对其业务进行脱碳改造和管理，” Witoslawski说。“我们的行业脱碳路线图建立在早期成功案例的基础上，为铜工业到2050年共同实现净零排放提供了一个统一、可行的途径。”
脱碳路径包括减少范围 1 和 2 碳排放的几个关键点：
电力供应与设备电气化脱碳;
替代燃料，如替代柴油和氢;
提高效率，如更高效的研磨介质，提高冶炼和浸出效率等。
“到2030年，与基准相比，碳排放量预计可减少30%-40%，主要是通过改用绿色电力。”Witoslawski解释说，“替代燃料和设备电气化在第一阶段的作用有限，因为这些燃料和技术的可用性受到限制。但到2040 年，纯电动或燃料电池卡车，再加上绿色氢气供应的不断增加，排放量将减少70%-80%。到 2050 年，通过进一步普及电气化和绿色氢气，排放量将减少85%-95%。此外，在2020年到2050年间，提高工作效率所减少的排放比例将占总量的7%-12%。”
电气化
电气化是许多行业实现净零的必经之路，电动汽车是最典型的例子，铜工业也不例外——这也是铜在净零的转变过程中如此重要的原因之一。但是电气化只有与脱碳的电力相结合，才算是一种解决方案。铜工业将采取两种形式：签订脱碳能源供应的购电协议，以及在铜生产基地安装可再生能源(风能和太阳能)的发电场。
铜工业内企业已经在朝着这个方向前进。美国力拓集团宾汉峡谷铜矿的铜供应量占美国铜需求量的15%，力拓集团已经永久关闭了最后一座煤电厂，并成为太阳能和风能发电领域的佼佼者。这使其碳足迹减少了65%，即每年减少100万吨二氧化碳，和6000吨空气污染物排放。在墨西哥南部，墨西哥集团投资2.6亿美元，在墨西哥新莱昂州建造了168兆瓦的Fenicias 风电场，将为公司附近的采矿和冶金业务提供600千兆瓦时的零碳能源。风电场将于今年投入生产，每年将减少25万吨二氧化碳排放，占墨西哥集团2021年范围2排放量的16%，范围1和2排放量的6%。
替代燃料
在采矿替代燃料方面，Kennecott矿场再次领跑，它与发动机制造商康明斯合作，使用替代柴油用于矿场运输，试验报告比较了两辆使用替代柴油和两辆使用传统柴油卡车加速度、速度、循环时间、燃料使用和发动机。这项试验是早期在力拓美国硼砂矿中对可再生柴油进行成功试验的补充。
力拓希望通过试验使公司在美国的运营车辆完全使用可再生能源，大幅减少碳足迹。
国际铜业协会还强调了英美资源集团通过绿色氢气实现采矿业务脱碳的举措。英美资源集团的零排放运输方案利用可再生能源装置产生的可再生能源生产氢气，用做nuGen零排放运输卡车的燃料，目标是到2030年将氢燃料应用到所有运输卡车。
在冶炼厂方面，国际铜业协会会员单位奥鲁比斯集团，在德国汉堡工厂测试了氢气，取代天然气，作为还原剂应用在阳极铜生产中。奥鲁比斯集团于2021年5月宣布生产第一批氢阳极铜。重要的是，使用氢气作为还原剂会释放水蒸气，而非使用天然气时产生的二氧化碳。
效率，效率，效率
铜矿商也在运用科技创新，通过最新的数字创新提高生产效率、增加产量，限制碳排放，即使矿石品位有所下降。
自由港麦克莫兰公司在亚利桑那州的巴格达矿场使用人工智能和远程传感器来区分进入磨机的矿石类型，并证明了这一技术的价值。这使得该矿场能够根据矿石的特定性质优化轧机控制，并使铜产量增加10%。该技术已由位于亚利桑那州的莫伦奇矿场推出。自由港麦克莫兰公司还通过采用创新的高压辊磨代替传统的碾磨技术，将能耗降低了20%。
当前铜矿场创新的其他实例有：
• 力拓集团通过矿山自动化系统，利用人工智能进行监控和流程优化。矿山自动化系统就像一个网络服务器，通过数字孪生技术实时收集和可视化98%矿区的数据，帮助集团提高自动化流程(包括自动驾驶车辆)的速度和效率;
• 英美资源集团采用微波技术对岩石进行预处理，使开采速度更快、能耗更低，并采用自动化连续岩石切割设备，消除了爆破的需要;
• 瑞典矿业公司波立登引进自动电动采矿车和运输卡车，提高了运营效率;
• 必和必拓公司在智利北部的Spence矿场采用自动化钻探技术。
同时，包括泰克资源公司、必和必拓公司和自由港麦克莫兰公司在内的国际铜业协会会员单位也在投资新技术，从低品级矿石中提取矿石，重新处理矿山尾矿，回收材料。
脱碳过程中的的阻碍
“然而实现净零碳并不完全取决于行业本身。”Witoslawski 指出，“其他因素也在发挥作用，最明显的是清洁电力和新技术的大规模使用，还需要有利于回收的产品设计和鼓励回收的措施。此外，有效和高效的监管框架也发挥着关键作用。”
国际铜业协会强调了以下需要外部支持的领域，帮助铜工业实现净零排放目标：：
• 引入透明的、全球性的碳定价，促进脱碳投资决策，将外部因素纳入产品成本核算，创造公平的竞争环境;
• 为创新提供公共资金，支持开发更多的脱碳解决方案;
• 加快新采矿资产和产能扩张的审批速度，使日益增长的需求能被及时满足，在矿场安装清洁发电装置;
• 可预测和稳定的监管环境，使铜工业有信心地为产能扩张和脱碳化投入大量资本支出。包括公平稳定的特许权使用费以及长期采矿许可证。还应考虑针对能源价格上涨等外部冲击的保护机制;
• 制定协调一致的化学品和产品法规，使铜及其副产品(如硅酸铁)以负责任的方式为实现气候中和做出优化贡献。
“每一个领域都提供了重要的对话机会，” Witoslawski继续说道，“我们认为与整个价值链的利益相关者合作是实现净零的关键。例如，国际铜业协会和会员在能源效率和能源获取领域有着悠久的公私伙伴关系，一般是通过联合国项目合作。我们现在正通过与政策制定者、供应商和客户、学术机构和志同道合的组织一起，实现共同的净零目标。”
脱碳也是一项技能挑战。铜工业需要熟练劳动力的支持，实现生产目标，实施新技术，特别是在数字技术方面，有效衡量和监测碳减排举措。“新技能可以通过对现有员工的培训和教育计划，和雇佣拥有不同技术的新员工来获得。” Witoslawski指出，“但在这方面，合作和伙伴关系也很重要，尤其是各行业对技能的需求很大。因此，对当地教育机构的支持也将是必不可少的。”
循环性
除了粗铜生产脱碳外，在铜生命周期内最大限度地提高循环性也可以帮助达到脱碳目标，因为回收铜的碳足迹比开采和精炼新金属少得多。
“作为一种耐用、通用且可无限回收的材料，铜为各种应用提供了持久的寿命。在寿命结束时，它们可以被回收并重新投入生产使用。”Witoslawski说，“国际铜业协会会员已经与铜价值链合作回收材料，在2018年回收了约400万吨消费废料。由于70%的铜被用于电气设备，许多举措都集中在回收电子垃圾上。”
主要的回收循环包括使用前的“新”废料，约占回收铜的60%。“在整个铜价值链中，冶炼厂、制造商和生产商都在努力确保生产过程中产生的废料被收集并重新引入生产流程。” 国际铜业协会高管补充道。
2018年，铜的总产量约为540万吨，83%的铜可以通过制造流程进入成品;而铝的比例仅为59%。由于其天然属性，80%的铜还可以通过非合金形式，在不降低品质的情况下进行精炼。
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