铜在推动行业可持续发展方面具有独特优势
弗劳恩霍夫研究所数据显示,自1900年以来全球铜产量已突破5亿吨,其中三分之二仍在持续使用中。费尔南多·努涅斯指出,这种金属对人类生存至关重要,且具有独特的循环利用特性。国际铜业协会成员、顾问委员会成员费尔南多·努涅斯-瓦赫特指出,和布鲁诺·德·瓦赫特指出,这种金属对人类已知的生活至关重要,且具有独特的循环利用优势。 电气工程贸易展柏林国际线圈、电机及电子材料展览会(CWIEME Berlin)顾问委员会成员费尔南多·努尼奥与布鲁诺·德瓦赫特
铜的独特特性使其成为现代社会的基础材料,不仅广泛应用于各行各业,甚至融入人体组织。其卓越的导电性和导热性使其在电气布线、电子设备领域不可或缺,更成为推动可再生能源转型的关键要素。
当今电气制造业正面临多重挑战,包括推动能源转型、资源短缺以及降低环境影响的压力。而日益严重的电子废弃物问题,更使这些挑战雪上加霜。
取用-制造-废弃
电子废物(E-waste)指被丢弃的、不再能正常使用或不再需要的电气和电子设备,如计算机、智能手机和家用电器。电子废物既含有贵重材料,也包含有害物质。据国际劳工组织称,这是全球增长最快的废物类别。
大多数电子废弃物最终流向发展中国家,这些国家缺乏处理电子废弃物的基础设施——无法确保处理过程对人和环境无害——且仅能回收其中一小部分可用材料供再利用。
联合国全球电子废物监测报告显示,2022年全球产生了6200万吨电子废物。 联合国全球电子废物监测报告 报告显示,2022年全球电子废弃物产量达6200万吨,较2010年增长82%。该报告指出,这些电子废弃物所含金属价值高达910亿美元,其中铜价值190亿美元、黄金价值150亿美元、铁价值160亿美元。
尽管如此,2022年仅有不到四分之一(22.3%)的电子废弃物被报告已收集并回收利用,导致价值数十亿美元的宝贵材料下落不明,这可能造成环境污染并加剧对原矿的需求。
采用线性制造模式产生如此大量的废弃物,加剧了原材料的稀缺性,并增加了资源开采对环境的影响。推行循环经济将实现"闭环",通过利用电子废弃物中大量可回收材料来减少对原生材料的依赖,而铜正是最适合率先回收利用的材料之一。
可回收性
在循环经济背景下,铜的可回收性尤为重要。它能够无限次回收利用,且性能与品质不会有任何损失。仅凭这一特性,铜就与电气制造中使用的其他金属截然不同。
对于某些其他金属,废料的纯度是个问题,若不经先进的分离和精炼工艺,只能进行同类回收。这意味着,例如,来自报废车辆的碎屑状佐巴铝无法用于制造变压器绕组。相反,许多回收金属往往需要与原生材料混合才能达到所需的纯度水平。
此外,铝、锡和镍等金属常通过合金化来增强其性能。识别和分类各种合金,再通过电解、火法或湿法冶金工艺回收构成金属的过程既耗时又耗能。由于保持所有废物流分离往往过于复杂,这些材料主要被降级回收利用。
另一方面,铜在电气应用中通常以高纯度形式使用。事实上,约80%的在用铜为非合金铜。即使存在杂质的废铜或与其他元素形成的合金铜,也能实现不降低品位的回收利用。
初级铜与二次铜的精炼工艺完全相同,在适当条件下,二次材料甚至能达到更高纯度,确保其在高端应用中的价值与适用性。因此铜资源从未真正消失,人类社会实际上拥有着巨大的城市铜矿。
从铜开始
铜相对较高的经济价值也能推动其他材料的回收利用。例如,像 La Farga 正采用先进技术提升产品中的铜回收率,例如结合X射线荧光(XRF)技术的AI智能分拣系统。该技术能更精准地识别并分离废料中的各类材料。这一技术发展的附带效应是:在铜的冶炼、转化和精炼过程中,其他金属可作为副产品被回收利用。
通过这种方式,铜的回收利用促进了其他材料的回收,例如金、银、镍、锡、铅和锌。在铜的回收过程中,超过20种不同材料得以循环利用。
然而,再生材料满足需求的比例存在上限。即便100%的报废铜得到回收利用,仅靠再生铜也无法满足日益增长的铜需求。例如,变压器和电动机的使用寿命约为30年,待其内部铜材作为废料可供回收时,全球铜需求很可能已翻倍增长。
这使得新产品的全球再生含量比例无法超过35%至40%。
为循环性而设计
目前,约30%的铜需求来自再生产品。如前所述,提高回收率将增加这一比例,但更高效的设计同样重要。
例如,设计师可优化产品设计,使铜等金属更易于分离回收,通过减少粉碎等工序中的金属损耗来提高回收率。此外,与冶炼厂及回收机构的沟通协作,有助于原始设备制造商为产品选择最适于回收的合金材料。
此外,在特定设备中使用铜材有助于减少其他材料的消耗。例如,采用铜绕组的变压器所需的电工钢比铝绕组设备更少,而配备铜转子的感应电机在同等功率下可实现更小巧的机身设计。像柏林国际线圈、电机及电气设备展览会(CWIEME Berlin)这样汇聚整个电气制造价值链的展会,为这类行业级协作提供了绝佳平台。
尽管其原理植根于农耕等古老实践,但作为一种结构化、可扩展的模式,循环经济是应对全球挑战的现代解决方案。它融合传统智慧与创新工具,共同开创可持续的未来。若首个真正实现循环利用的材料是铜——这种元素既是人类过去技术进步的命脉,又成为塑造未来的能源转型不可或缺的要素——该是多么恰如其分。
欲深入了解铜在社会中的作用,请访问国际铜业联盟网站。有关参观或参展全球领先电气工程盛会——柏林国际线圈、电机及电气设备展览会(CWIEME Berlin)的更多信息,请访问 www.Berlin.CWIEMEevents.com。
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参考号: CWI046/12/24




















