為期兩周的第25屆聯(lián)合國氣候變化大會，在經(jīng)過延長兩天的談判后，終于在12月15日落下帷幕，然而這一史上最長氣候變化大會仍未就《巴黎協(xié)定》取得實質性的談判成果。近十年來全球碳排放量持續(xù)上漲，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署最新發(fā)布的《2019年排放差距報告》指出，全球整體二氧化碳減排力度必須在現(xiàn)有水平上提升至少5倍，才能夠實現(xiàn)在未來10年只升溫1.5攝氏度的溫控目標。[1]
應對世界氣候危機已經(jīng)到了最關鍵的時刻，我們必須從現(xiàn)在開始大幅削減碳排放量，彌補之前的拖延和不足。加速能源革命——能源使用向可再生能源轉型并提升能源的使用效率，以實現(xiàn)綠色發(fā)展，便是應對危機最為核心的任務，而銅材則是其中不可或缺的基礎性材料。
能源革命：擁抱可再生能源，提升能效
全球經(jīng)濟對化石燃料的高度依賴是目前推進能源轉型，應對氣候危機最嚴重的挑戰(zhàn)之一。世界氣象組織秘書長塔拉斯表示：“目前全球85%的能源都來自煤炭、石油和天然氣等化石燃料，而僅有15%來自核能、水力和可再生能源。”[2]加大投資并利用可再生能源對能源使用進行結構性轉型至關重要。
除了提高可再生能源的使用比例外，提升能源效率同樣值得重點關注與資金投入。據(jù)國際能源署測算，實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》中“將人為氣候變化限制在2攝氏度以下”的目標，其中一半的因素都取決于能效的提升。使用更少的能源提供相同的服務，將有效減少碳排放量，同時幫助經(jīng)濟在“能源供應趨緊，環(huán)保壓力加大”的情況下平穩(wěn)發(fā)展。
銅材：能源革命的排頭兵
無論是推進能源轉型，還是提升能效，都需要大量優(yōu)質基礎性材料的支撐。銅憑借優(yōu)異的導電導熱性能，很好的延展性、強度和耐用性，以及與“可再生能源”相似的100%可回收性等特質，成為了全球能源革命中必不可少的基礎性材料。
銅可以被廣泛應用于太陽能光伏以及風力渦輪機等可再生能源發(fā)電及配套設備中。國際銅業(yè)協(xié)會的研究數(shù)據(jù)顯示：可再生能源系統(tǒng)中的平均用銅量是傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)的8-12倍，其中風力發(fā)電機組每兆瓦用銅量為2.5-6噸，太陽能光伏發(fā)電每兆瓦用銅量約4噸。就用銅量最大的風力發(fā)電機來說，根據(jù)WoodMackenzie能源咨詢公司的分析，從2018年到2028年期間，陸上風電裝機容量和海上風電裝機容量將分別新增6.5億千瓦和1.3億千瓦，而這將需要逾550萬公噸的銅材。[3]隨著風力等可再生能源發(fā)電成為更加成熟的技術選擇，銅將在助力能源低碳轉型過程中扮演更加重要的角色。
除可再生能源發(fā)電系統(tǒng)以外，新能源和清潔能源的一系列應用中也離不開銅的應用。例如，在現(xiàn)有技術條件下，電動汽車的多個關鍵部件如驅動電機、電池、高壓線束、空調換熱系統(tǒng)等都基本上將銅作為首選材料。電動汽車的全面增長也迅速拉動了其配套基礎設施包括充換電站、分散式充電樁的建設需求，從而提升了對上游銅材料的需求量。此外，中國北方地區(qū)“煤改電清潔能源”革命的重要設備——空氣源熱泵，和其配套的室外蒸發(fā)器、室內冷凝器以及電網(wǎng)，同樣需要大量的銅材料來實現(xiàn)將低位熱源空氣拉向高位熱源用于取暖，從而節(jié)約煤炭和天然氣的使用，達到節(jié)能效果。
在提升能源效率方面，銅的低電阻率、優(yōu)秀的導電性和導熱性能夠大幅提高能源和成本效率，為發(fā)電、輸電、電氣和電器設備等各類應用提供了高效、節(jié)能及安全的解決方案，從而幫助減少產(chǎn)品和系統(tǒng)整個生命周期的二氧化碳排放。近日喜獲2019中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能減排科技進步二等獎的“中小型高效節(jié)能電動機用鑄銅轉子關鍵技術研究及產(chǎn)業(yè)化”項目，通過使用鑄銅轉子技術，不但可使電機能耗在原有基礎上降低15%-25%，電機效率反而提高2%-5%。[4]
不僅如此，銅還能夠幫助提升產(chǎn)品的可持續(xù)性能。國際銅業(yè)協(xié)會的另一項研究將電纜產(chǎn)品置于全生命周期評估，應用中發(fā)現(xiàn)銅電纜在一系列可持續(xù)性能指標（包括氣候變化、能源、富營養(yǎng)化、酸雨和煙霧等）的表現(xiàn)要比鋁電纜高5%到21%。因此，銅電纜能夠在全生命周期中顯著減少對資源和環(huán)境的影響，更好地適應工業(yè)綠色發(fā)展的新要求。
正如聯(lián)合國秘書長古特雷斯在今年氣候大會上所言，“危急關頭，希望尚存?！睉獙夂蛭C，銅材的天然優(yōu)勢將在能源革命中被進一步發(fā)揮，從可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、新能源應用、能效提升等多方面支撐全球能源轉型，協(xié)助社會走向綠色發(fā)展之路。
[1]UN Environment Programme (November 2019). Emission Gap Report 2019. Retrieved from https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/30797/EGR2019.pdf?sequence=1&isAllowed=y
[2]United Nations News (November 2019). https://news.un.org/zh/story/2019/11/1046231
[3]Wood Mackenzie (October 2019). Global wind turbine fleet to consume over 5.5Mt of copper by 2028. Retrieved from https://www.woodmac.com/press-releases/global-wind-turbine-fleet-to-consume-over-5.5mt-of-copper-by-2028/