将化石基础设施回收用于更清洁的能源转型

把老旧化石场址变成新的能源基础

随着世界加速建设风电场和太阳能电站，我们面临一个出人意料的瓶颈：不是缺少阳光或风能，而是像钢铁和铜这样的金属短缺。开采和炼制这些材料既耗能又对环境有害。这项研究提出了一个简单但有力的问题：与其在地里再挖新的洞，不如从老化的煤电厂、海上油井、管道和其他化石燃料基础设施中回收已有的金属——并用这些金属去构建将取代它们的清洁能源系统吗？

化石基础设施中隐藏的金属宝藏

作者首先绘制了当前全球化石燃料基础设施中锁定了多少材料的地图。研究涵盖22种不同材料，利用详尽的煤矿、电厂、油气钻井平台和管道数据库，结合工程数据来估算这些设施中每种材料的用量。他们估计，随着这些基础设施退役，大约有63.9亿吨材料可能被释放出来。混凝土占比最大，但难以回收为高质量的新产品。相比之下，钢铁和铜既大量存在又高度可回收，使其成为“从化石到可再生”材料管道的首选候选者。

钢铁与铜：足以支撑转型

钢铁是分析中的主角。研究发现现有化石基础设施中约有13.4亿吨钢——大约是全球能源转型情景中预测2020至2050年间新建电厂和电网所需钢量中位数的1.5倍。铜的数量较少（约1000万吨），但即便如此，也可满足同期清洁电力系统预期铜需求的大约三分之一。换句话说，闲置或即将过时的化石资产中现有的金属，能够提供建造下一代电力系统（从风力涡轮机到太阳能电站与输电线路）所需的大量材料。

在不压垮回收系统的前提下实现环境收益

一个关键问题是回收工厂能否实际处理这股废料涌入。作者审视了全球回收能力，发现现有和规划中的电炉用于钢铁与铜的炼处理能力充足，即便这些材料在2025至2050年间被逐步释放也能消纳。通过前瞻性生命周期评估，他们将从矿石生产钢铁与铜与从废料回收再生相比，在二十个环境影响类别上做了比较。钢材回收大约可将气候影响降低三分之二，并显著减少金属耗竭、污染和颗粒物排放，水资源使用和与核能相关的影响有适度权衡，但可通过更清洁的能源组合来管理。铜回收带来的收益更强，在许多情况下可将气候影响、资源使用和毒性等指标削减超过90%。

巨大的隐性成本节省与更清洁的风电和太阳能

将这些避免的影响折算为金钱，研究者估算从化石基础设施回收钢铁和铜可防止约4万亿至12万亿美元的“外部性”成本——即通常不反映在公司资产负债表上的医疗费用、生态系统服务损失和气候损害。对生产者而言，回收也具有经济吸引力：再生钢在成本上能与传统钢竞争，而来自电缆的再生铜远比矿石制铜便宜。当这些再生金属直接用于风力发电机和太阳能组件时，建造这些系统的碳足迹大约降低三分之一，其隐性环境成本下降约一半或更多。事实上，仅钢材存量就可能足以建造多倍于许多气候情景所设想的风能和太阳能装机容量。

加速且更公平转型的政策抉择

研究得出结论：拆除并回收化石燃料基础设施不仅是一个废物管理问题——更是一个战略性机遇。将其钢铁与铜重新导向清洁能源项目，可以加速转型，减少对新矿山的压力，并在全球范围内减少污染与健康损害，同时具有经济合理性。要实现这一潜力，需要制定政策和激励措施以促使资产提前退役，尤其是盈利的油气设施，并确保回收材料的价值惠及社会。简而言之，拆解昨日的化石能源体系，能够为明日更清洁、更廉价、更健康的电网提供大部分原材料。

引用: Schlesier, H., Guillén-Gosálbez, G. & Desing, H. Recycling fossil infrastructure for cleaner energy transitions. Nat Commun 17, 4003 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70777-6

关键词: 能源转型, 金属回收, 化石基础设施, 钢铁与铜, 可再生能源