首先引用国际能源署（IEA）的一段话：“由清洁能源技术驱动的能源系统与由传统烃类资源驱动的能源系统截然不同。铜、锂、镍、钴和稀土元素等关键矿产是目前许多快速发展的清洁能源技术（从风力发电机和电网再到电动汽车）的重要组成部分。

“锂、镍、钴、锰和石墨对电池性能至关重要。稀土元素对风力发电机和电动汽车电机中使用的永磁体至关重要。电网需要大量使用铝和铜，其中铜是所有与电力相关技术的基石。”

随着对能源关键材料需求的增长以及其它的一些全球因素，持续的材料供应能力可能面临风险。国际能源署估算了四种此类风险（图1）。从左到右，它们分别是：

• 供应风险

• 地缘政治风险

• 应对中断的能力

• 面临环境、社会和治理（ESG）及气候风险

图1:主要能源转型矿物的清洁能源转型风险评分

（来源：IEA）

ESG是指环境、社会和治理，这可能会影响公司报告和遵守监管要求的情况，包括公司的财务状况。因此，电气和电子行业的专业人士最好对这一日益增长的趋势有一些基本的了解。

在图1中，可以看到从锂到石墨、稀土、镍和钴的风险逐渐降低，位于底部的铜面临的风险最低。

根据地球化学的知识，铜在全球范围内分布广泛。智利是铜产量最大的国家，其次是秘鲁、刚果、中国、美国和俄罗斯等十几个国家，以及其他几个主要生产国，如图2所示。

图2：全球铜产量分布。

为了突出铜的全球分布特点，第二大生产国是图中未具体列出的所有其他国家。这可以被视为好消息，有助于降低图1中列出的风险因素。

开采金属的过程并不干净。大多数开采作业都会留下大量被称为矿渣的废料，全球范围内这样的矿渣堆场多达18,000个。

这些矿渣可能以泥浆或污泥的形式存在，通常被储存在由土坝围成的池塘中。如果土坝被破坏，就会导致含有有毒金属和其他物质的矿渣大量泄漏。当这种情况发生时，数百万加仑的矿渣会被泄露，污染下游的水体。

即使在没有发生这种灾难的情况下，矿渣也可能变干，并将毒素以微粒的形式释放到空气中。需要明确的是，含有锌、铅、锑和砷等金属的尘埃是不适合人类呼吸的，尤其对小孩来说更是如此。

对这些矿渣进行监管本就困难重重，而许多矿场年代久远、所有权不明确更是加剧了这一难题。这是上世纪过时的工业做法的一个例子，当时没有充分考虑或有效处理开采作业的长期影响及其对环境的破坏。这些问题被当作是别人的问题而搁置一旁，或者干脆被忽视。

以下讨论一些可能的解决方案，以避免矿渣带来的问题，包括增加对已开采和精炼的铜的回收再利用，以及开发基于碳而非金属的纳米技术等。

有人建议考虑使用资源更丰富的金属，包括铁、铝和镁，作为铜的可能替代品。然而，在不久的将来，这似乎不太可能变得普遍或甚至成为必要。

尽管从工程、供应和成本等方面进行考虑很复杂，但很容易理解为什么铜经常是首选导体。图3列出了各金属的导电性。顶部的贵金属银，以及铜下方的金，价格昂贵，通常仅在触点等应用中少量使用。

图3：常见金属的导电性。

虽然其他金属通常也被视为导体，但在大多数情况下，由于它们的其他特性和更大的电阻损耗，并不适合作为首选。不过，它们可能在组件或系统内发挥特定作用。锌通常与铜合金以制成用于连接器的黄铜，或者与锡合金以制成青铜，而镍和锡是除了贵金属外，也常见于组件的端接中。

在这张金属表中没有列出的是纳米技术领域的另一种正在发展的替代品，即碳纳米管和石墨烯，它们正在得到发展和增长。这些材料的导电性不仅与铜相当，甚至可能超过铜。目前，它们的在成本和可用性方面仍存在问题，但可以关注这项即将到来的技术。

碳基技术可能带来的环境效益之一是起始材料的丰富性，因为碳元素无处不在。而且，虽然这些材料必须制造出来，但与金属不同，它们不需要开采，因此不会产生矿渣。

简而言之，内燃机消耗燃料并将其燃烧成二氧化碳、水以及各种不希望出现的副产品。而像铜这样的金属则为世界提供电能，它们不会被消耗掉，而是可以多年使用。之后，它们可以被回收、再循环和重复使用。

这一根本差异是推动欧盟“循环经济”等倡议的动力之一。该倡议建立在现有的《废弃电气电子设备指令》（WEEE指令）的基础上，该指令要求将此类设备从填埋场和焚烧场转移到封闭的物料循环中。

从更技术的角度来看，欧洲标准系列EN 50625（废弃电气电子设备收集、物流和处理要求）及其技术规范50625-5等指南专门针对电子产品中的铜和贵金属。

标准符合性要求收集100%的铜、金、银和钯作为回收的原料，且这四种金属的回收率至少为90%。然后，这些金属可以重新进入商业流通，并与新生产的金属合并，以继续新产品的生产。

50625系列标准的其他部分针对灯泡、阴极射线管和平板显示器、含有制冷剂的温度交换设备以及光伏板等产品的具体预处理进行了规定，如果从事这些产品的相关工作，这些内容将特别值得关注。

闭环产品生命周期思维在电子行业并非新鲜事物，因为区域性的电子消费品收集、回收和再利用实践已经进行了几十年。目前，美国环境保护局（EPA）的指导方针将其称为“捐赠”而非强制收集。

像e-stewards这样的回收组织为符合最佳实践的回收运营商提供认证，并有一个按地区搜索的全球回收公司索引。当地的固体废物管理部门也可能提供此类服务，例如，废旧电子电气设备的丢弃地点或预定的路边回收服务。

从实际角度来看，铜和类似金属最有可能属于回收材料协会（ISRI）废料规格循环代码EM3下的废料类别，即来自报废电子设备处理的电路板和粉碎电路板。在“使电子产品更具可回收性”一文中可以找到更多相关内容。

我国也在2011年就开始施行《废弃电器电子产品处理目录（第一批）》和《制定和调整废弃电器电子产品处理目录的若干规定》，并设立了废弃电器电子产品处理基金，主要促进废弃电器电子产品回收处理的长效机制，规范我国废弃电器电子产品回收处理活动，防止和减少环境污染，促进资源综合利用，发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会。

铜是一种非常出色的电导体，这毋庸置疑：

• 铜对电子产品的整体循环寿命做出了重要贡献。

• 我们的专业工作对环境的影响值得更广泛的了解。

• 正在开发基于碳纳米技术的替代导电材料。

• 回收而非丢弃过时或无法使用的电气和电子设备时，可以在日常生活中参考以上信息。