深瞳丨一場關于銅的科技突圍戰
科技日報記者 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”；從電動汽車的“神經”，到算力中心的“脈絡”，處處可見銅的身影，它已從“工業血脈”升級為能源轉型與數字革命的戰略命脈。
近期，當全球目光集中于霍爾木茲海峽和石油市場時，被譽為“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”；從電動汽車的“神經”，到算力中心的“脈絡”，處處可見銅的身影。憑借優異的導電性、延展性、導熱性及耐腐蝕性，銅已從“工業血脈”升級為能源轉型與數字革命的戰略命脈。國際銅價在一年內屢破新高，一場由銅掀起的技術風暴，正重繪產業版圖的邊界。
然而，在資源稀缺、技術創新遇阻與再生銅體系韌性不強的三重擠壓下，銅產業面臨著嚴峻挑戰。
作為全球最大的銅消費與冶煉國，我國如何突破這一困局？科技創新能否為銅產業開辟出可持續發展的新路徑？帶著這些問題，科技日報記者采訪了多位專家。
產業升級面臨多重挑戰
銅因性能優良、成本可控，一直以來都是工業領域中應用最為廣泛的金屬之一。如今，隨著綠色能源轉型與人工智能興起，銅加速從傳統“工業金屬”蛻變為“能源金屬”和“算力金屬”。
相較于鋁材，銅的導電率高出60%，導熱能力提升70%；導電性能雖略遜于銀，卻擁有顯著的成本優勢。“這種夠好且夠便宜的特性，使得所有與電相關的行業都離不開銅。”華聞期貨有限公司總經理助理程小勇告訴記者，新能源汽車電動機轉子線圈、充電系統等關鍵部件，數據中心電力配電系統和液冷散熱裝置中的銅質冷板，以及GPU間高速互連所需的銅纜，均深度依賴銅產業。
圖為銅系列產品。科技日報記者 趙漢斌 攝
然而，在銅需求持續火熱、銅產業加速向高端化轉型的過程中，我國銅產業在資源結構、冶煉技術、再生銅體系方面的短板，也日益凸顯。
據中國工程院院士、礦產勘查專家唐菊興介紹，我國已探明銅儲量不足全球總量5%，且貧礦多、富礦少，開采難度大，銅精礦自給率長期偏低。再生銅作為銅資源增長的重要來源，其產業也整體停留在初級冶煉和粗加工階段，先進熔煉技術多依賴引進，復雜廢雜銅的標準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序流動狀態。
資源端的掣肘之外，下游深加工領域的短板同樣不容忽視。
中國有色金屬工業協會副秘書長兼重金屬部主任段紹甫指出，目前，我國在銅加工領域生產技術工藝、裝備、品種規格等方面取得了長足進步，部分領域已經達到了“領跑”水平。但隨著新興產業的快速發展，對材料性能、質量提出了更高要求，部分高端材料領域短板也日益凸顯。例如航天器接插件、柔性電子器件對電子銅箔等高端銅加工產品，在均勻性、表面質量、性能穩定性等方面與部分海外企業尚有差距；如在線監測、部分高端退火設備、成分分析檢測設備等關鍵裝備仍依賴進口。這些已成為銅基新材料向高端升級的“卡脖子”環節。
內外布局贏得資源主動
“把資源握在自己手里，是唯一正確的選擇。”唐菊興認為，破解銅精礦自給率低、優化銅資源結構，首要任務就是持續推動“找礦”革命，加速戰略“拓荒”，完成從“加工者”到“資源所有者”的轉型。
“拓荒”既要向內“挖潛”，推動國內銅礦勘探開發；也要向外布局，拓展海外資源。
在國內勘探開發方面，唐菊興表示，隨著新一輪找礦突破戰略行動的實施，我國藏東玉龍、藏中甲瑪—巨龍、藏西北多龍等4個千萬噸級銅資源基地已初步成形，長江中下游地區、新疆銅礦資源尋找也有望取得新進展。
唐菊興認為，未來，我國銅產業應立足已有礦山深邊部，向深部要資源，綜合運用礦床成礦系列理論、高光譜遙感和非線性分析預測等銅礦資源預測、深部找礦技術方法，提升復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，借助5G+物聯網等前沿技術，加大“智慧礦山”建設，構建數據驅動、智能協同的“礦山大腦”，部署無人礦卡，在提高開采回采率、選礦回收率和綜合利用率的同時，降低礦山作業風險。
中國自然資源學會礦產資源專業委員會副秘書長、中南大學金屬資源戰略研究院副院長鐘美瑞認為，與國際老牌礦業巨頭相比，我國銅企在獲取頂級礦產資源時往往需要支付更高的價格，這源于我國在全球銅資源控制權方面表現較弱。目前，我國銅企業主要集中在產業鏈中游的冶煉、加工環節，以賺取銅精礦加工費為主要盈利模式，較少涉足利潤豐厚的上游采礦環節。因此，加快海外布局必定是戰略“拓荒”的重中之重。
鐘美瑞建議，我國銅產業鏈應逐步形成覆蓋資源勘探、開發運營、貿易流通、規則制定的全鏈條掌控能力，構建起全球銅資源網絡。具體而言，應鼓勵和支持龍頭企業在銅礦資源集中的國家，加大銅礦項目并購力度。此外，還應通過與當地企業合作、共同培養本土人才等方式，實現本土化、可持續運營，最終在全球銅產業上游資源端占據一席之地。
工藝革新提升產業實力
數據顯示，2025年，我國精煉銅產量達1472萬噸，全球占比47%。江西、浙江、江蘇等精煉銅核心產區，支撐著全球銅冶煉加工的核心產能。面對如此龐大的規模，如何提升煉銅效率，推動工藝革新，成為提升我國銅產業競爭力的關鍵。
段紹甫提出，雖然我國煉銅工藝技術已達到全球先進水平，但隨著我國生態文明建設的不斷深入，對綠色低碳冶煉以及智能化提出了更高的要求。企業應開展綠色低碳連續煉銅技術創新研究，通過數字化、智能化改造，提升各環節效率，從而減少熱量損失和中間物料轉運。
記者注意到，部分龍頭銅企正積極推動生產工藝革新。例如，山東中金嶺南銅業自主研發的“多元爐+火精爐”兩段短流程煉銅工藝，顯著降低了生產綜合能耗，并入選《國家工業和信息化領域節能降碳技術裝備推薦目錄（2025年版）》。云南銅業股份有限公司西南銅業分公司所采用的“側吹熔煉+頂吹吹煉+陽極爐精煉”熱態三聯爐短流程工藝，在工藝流程縮短30%以上的同時，使銅冶煉綜合能耗較一級指標下降3%。
“除縮短流程外，還可加大產學研協同創新，在提升熔煉、吹煉、精煉等環節的綠色效能方面發力。”鐘美瑞建議，銅冶煉企業應加快探索研發銅锍連續吹煉技術、雙爐連續煉銅技術等先進工藝技術，并推動冶煉加工設備國產化。
在高性能銅合金材料研發方面，鐘美瑞認為，需引導銅材生產企業聯合科研院所、下游應用企業，開展高純無氧銅、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研發及產業化應用，扭轉產品依賴進口的被動局面。同時，要加大冶煉加工工廠智能化改造，全面運用大數據、5G、AI等技術，積極打造“黑燈工廠”“少人車間”，達到降本增效、節能降碳效果。
銅產業工藝革新還包括再生銅冶煉技術的持續迭代。
“回收廢雜銅成分復雜，因此要在低品位廢銅的回收利用以及高效分離、純化等方面加強技術攻關，精準、智能地分選出銅元素。”安徽省銅陵有色金屬集團控股有限公司生產機動部雙碳管理科副科長姜林友提出，實現再生銅高效冶煉，一方面要引進和研發先進清潔冶煉技術，推廣富氧冶煉、煙氣余熱回收等清潔生產技術；另一方面，要綜合二段式與三段式工藝優勢，優化廢雜銅冶煉工藝，提升金屬回收率。同時，還可加強稀貴金屬的協同回收，實現資源“吃干榨盡”，構建起“資源—產品—再生資源”的閉環體系。
重構體系形成利用閉環
破解銅資源“無序流動”，除技術上實現高效冶煉外，還需開展從廢雜銅低碳處理到回收體系建設的全鏈條破局，在標準化分類和體系建設方面持續發力。
“建立完善的復雜廢雜銅分類分級標準，是重構再生銅體系的基石。”姜林友建議，盡快更新并統一不同品類、不同品位廢雜銅的分類規范，建設全流程信息化溯源管理平臺，實現廢雜銅從回收、分揀到冶煉的全程可追溯；建立大型廢銅回收基地和產業集聚區，鼓勵銅冶煉企業建立廢銅資源回收利用網絡，推進廢銅回收、拆解、加工、分類、配送一體化發展。
“銅冶煉及銅加工企業還可建立‘客戶舊料閉環回收’模式，對下游客戶的銅材邊角余料進行分揀預處理，再重新投入熔鑄爐，從源頭減少銅資源浪費。”姜林友說。
為完善再生銅體系，姜林友認為，除強化政策協同保障，將再生銅高端產品納入政府綠色采購范圍外，還應完善市場化驅動機制，培育一批具有競爭力的再生銅冶煉企業，通過“鏈主”企業帶動，拓展再生銅在新能源、高端裝備制造等領域的應用場景，提升產業鏈附加值和韌性。
談及產業鏈韌性，段紹甫指出，當前我國銅產業鏈面臨產品同質化競爭激烈、價值鏈分配不均等問題，即上游銅資源端高回報，但中游冶煉加工端加工費卻持續下滑。他認為，要扭轉這一局面，須嚴控新建礦銅冶煉產能，鼓勵銅企加強產學研合作，在技術創新、設備更新、固廢挖潛、原料結構多元化等方面發力，跳出“內卷式”競爭。
除做強銅產業本身，尋求替代也是重要舉措。鐘美瑞特別強調，鑒于我國“貧銅富鋁”的資源稟賦，應加強鋁代銅技術研發。已有研究應用表明，在特高壓領域，鋁基復合導體可替代純銅導線并節省30%用銅量。在部分中低壓電力領域和散熱領域，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。”鐘美瑞表示，材料創新應該多路并行，既包括銅的高效利用技術，也包括替代材料的開發應用。
當前，銅產業的全球競爭已不再是單純的資源爭奪，而是覆蓋礦產資源、冶煉工藝、再生技術、替代材料研發等多維度的系統性較量。走出一條中國特色的銅產業高質量發展路徑，不僅關系到我國在全球銅產業鏈中的地位，更將深刻影響我國能源轉型與科技創新的整體進程。
（科技日報記者魏依晨、陳曦對此稿亦有貢獻）
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