矿业和金属行业正在转型，以满足电动汽车、农业、建筑和电力基础设施等领域对关键材料日益增长的需求，同时应对气候和地缘政治挑战。
生物采矿、自动化和循环实践方面的创新正在重塑采矿运营，改善环境影响和运营效率，并强调资源管理责任。
跨部门的协作努力，以及相关政策和投资的支持，对于重新定义矿业的角色至关重要，即从资源开采者转变为全球经济中负责任的关键资源供应者。该行业必须发挥带头作用，抓住这一机遇。
农业、未来出行与人工智能（AI）的兴起之间有什么联系？答案不言而喻：它们都依赖于使其成为可能的材料。钢铁、铜、磷酸盐和铝等矿产的需求正在激增，这得益于其在车辆、先进农业、建筑、电力技术及其他关键行业中的应用。矿业和金属行业通常被视为最传统的行业之一，正经历多维度转型，以满足不断增长的全球经济需求，同时应对气候变化和地缘政治动荡等紧迫挑战。
行业对需求增长的应对，为矿业和金属在可持续创新、资源管理和全球发展中发挥核心作用提供了契机。本文探讨了塑造矿业和金属行业转型之旅的相互关联的各个层面，迈向一个未知但令人振奋的未来。
重塑矿业未来的技术创新
矿业和金属行业向来不被视为具有创新性。该行业的技术创新一直较为有限，以流程为导向，通常出于降低成本的动机，近年来则旨在提升环境绩效，但并未带来根本性变革。然而，近期的案例表明，这一局面可能正在改变。据世界知识产权组织（WIPO）统计，2006至2018年间提交的采矿相关专利数量，较1970至2005年期间增长了41%，这表明行业对创新的兴趣日益浓厚。1
这一日益增长的兴趣也体现在开放式创新举措的兴起上，这些举措利用外部知识和技术加速行业新想法的开发。企业也在进行组织变革，将创新融入日常运营。例如，世界经济论坛发起了“矿业开放式创新挑战赛”，时间为2024年。来自各类初创企业和高校的100多项解决方案相继涌现，均为改造行业运营贡献新知识，可见许多令人振奋的举措正在推进之中。
此外，在信息技术和人工智能进步的推动下，更具颠覆性、能够从结构上改变行业的激进创新明显增多。2
自动化和机器学习（ML）正推动行业突破传统预期。该行业近期的创新包括自动化采矿作业，涵盖从自动驾驶卡车、无人机勘测到用于预测性维护和资源开采优化的人工智能等多种应用。3这些解决方案提升了作业的安全性和效率。如果这些技术继续以我们在其他领域所见的速度发展，我们可能会见证矿业和金属行业及价值链相关活动的全面转型。
生物采矿（利用微生物从矿石或矿山废料中提取金属的过程）4、基于自然的解决方案、自动化和机器学习的应用日益广泛，正推动行业突破传统想象的界限。尽管生物采矿早在60多年前就已提出，目前全球超过20%的铜产量仍是利用微生物或生物浸出法提取的。5这些技术正加速演进，可能对我们所认知的采矿产生更大影响，尤其是为数十年前经济上不可行的低品位矿床释放价值。
补充说明：浸出是指将矿石中的有价金属溶解于液体溶剂（通常为化学溶液）中，分解金属化合物并携带溶解的金属，从而提取出来。这种从传统方法的转变，将以生物体取代化学溶液（通常含氰化物或硫酸）。总体而言，后者的环境风险较低，能降低能耗，同时回收更多数量和种类的矿物，包括此前未被列为开采目标的金属。目前正在探索的新技术示例包括利用植物富集矿物的能力，以及从多种来源提取矿物。
目前正在开发的众多替代解决方案，凸显了行业持续的转型，以及可能影响效率、盈利能力和法规合规性的潜在颠覆。然而，创新是一段旅程，仍存在一些挑战：
许多解决方案仍需发展为具有商业可行性的工艺，更重要的是，需要大规模推广应用，才能产生真正的影响。
展望未来，矿业和金属行业应将重心从孤立的技术进步转向综合性、以解决方案为导向的方法。通过促进协作，行业能够推动更深层次的系统性转型，以应对更广泛的可持续发展挑战。
最后，行业及其生态系统必须持续推动创造性解决方案。在利益相关方（包括学术界、私营和公共部门以及金融业）之间建立更大的信任，将是取得成功的关键。
尽管行业正走在正确的道路上，但仍需要更多动力，而且人们对不久的将来可能出现的变化充满好奇！
从资源开采到长期资源管理
矿业和金属企业正在承担超越开采和精炼的新责任，而开采和精炼传统上是该行业的核心业务。例如，行业已拓展其传统能力，转向回收利用并融入自然正向原则。这可能会重新定义行业在整个价值链中的角色：不仅是供应者，更是为可持续技术提供动力、助力全球各行业发展的资源管理者。这也将强化一种理念，即金属和矿物能够持续为全球经济作出贡献。
矿业企业如今正积极推行回收工艺，推动金属重新进入供应链，并增加二次利用的机会。由于人们了解到许多金属几乎可以无限次回收，该行业不仅处于引领地位，还具备竞争优势。一些企业已进入这一领域，例如开发新的回收能力，并与关键利益相关方建立合作伙伴关系，以优化回收流程、打造闭环解决方案。
安赛乐米塔尔和Nucor是在钢铁回收方面具有丰富经验的企业。力拓等公司正在建立闭环回收系统，并设立内部产能以回收消费后的铝废料。与此同时，Vale SA已开始在其巴西运营中通过循环工艺进行生产，Vale Base Metals也开始向下游客户提供“循环解决方案”。嘉能可和SQM正转向电池回收，英美资源集团、挪威海德鲁、Umicore、Jhonson Matthey和Aurubis等其他企业也在金属回收领域处于领先地位。《关键原材料法案》等近期法规正激励企业推行循环经济。该法案设定了一项目标：到2030年，欧盟的回收能力须至少覆盖每种战略原材料年消费量的15%。6在电子废弃物（含有多种有价金属）成为增长最快的废弃物类别的背景下，全面纳入金属循环原则的举措正变得日益重要。7
此外，矿业和金属企业正日益推行土地与水资源修复、可再生能源以及生态系统健康战略，并采纳以自然为优先的原则。世界经济论坛正在制定相关指引，以帮助矿业企业实现生物多样性的积极成果。该指引展示了企业可在矿区、价值链和系统层面采纳的实践与解决方案示例。此外，理解环境资产和生态系统服务（例如淡水、碳汇和防洪）的经济价值，并将其纳入商业决策，可以增强采取自然保护行动的商业理据。
行业应确保矿物和金属在其整个生命周期内得到负责任的管理。展望未来，行业必须采取明确步骤，将自身定位为资源管理者：
投资于报废材料回收技术，与制造商和回收商合作，有助于矿业公司确保金属得到持续再加工。这将减少对新开采的需求，并降低环境影响。
循环经济需要的不仅仅是回收利用，在矿业运营中融入循环原则以减少废弃物方面仍有很大的改进空间。除回收之外，面向循环性的设计是一个具有巨大未开发潜力的领域。更重要的是，需要在整个价值链上转变思维方式，才能加快循环实践的推进速度。这存在商业理据，矿业应迈出第一步。
价值链脱碳，并通过清洁能源技术和能效提升实现减排目标，将至关重要。
资源管理需要包容性发展和更全面的方法。大型企业可与政府及利益相关方合作，帮助应对手工和小规模采矿（ASM）的独特挑战，推动更具包容性和可持续性的矿业生态系统。
这些方法的推进必须依托一种能够带来更高市场份额、环境、社会和治理（ESG）认可度及收入的商业理据。前文提到的一些创新也将助力行业朝这一方向发展。随着越来越多的矿企参与超越初级开采的举措，行业的现有形态可能发生转变，从专注于开采转向在整个材料价值链中发挥主导作用。
矿业的下一章
为矿业和金属行业规划可持续发展路径
为推动技术颠覆和资源管理方面的有意义转型，矿业和金属行业必须充分利用一系列关键推动因素，从具有前瞻性的政策和稳健的监管框架，到协作伙伴关系、创新商业模式及战略性资本配置。这一转型发生在地缘政治变化、监管压力、社区期望和环境挑战并存的全球背景之下，因此适应能力与韧性至关重要。
协作伙伴关系、创新商业模式
实施技术创新、提高金属回收率以及实现全面转型，不能仅靠个体努力的加码来实现。协作正在塑造创新渗透行业的方式。更多的联合努力以推广新技术，正在提升项目层面的效益，并使行业能够更好地应对全球范围内的经济和环境挑战。矿业企业与技术提供商之间日益加强的合作，已发展为针对特定问题共同研发解决方案。例如，必和必拓与力拓已合作，加快小松和卡特彼勒电池驱动式矿用卡车技术于2024年的首次试验。
面对潜在的矿产短缺和供应链紊乱，合资企业或纵向一体化也已被证明是管理大型项目风险的有效方式。价值链上的合作也有所增加。长期购销协议凸显了矿产来源对下游产业的重要性。跨供应链的综合性方法能够简化流程，并使需求规划更加精准。
例如，梅赛德斯-奔驰、宝马和大众汽车等汽车企业正在确保电池矿物及其他关键材料的长期供应，并向市场发出更清洁产品的需求信号。与此同时，农业合作伙伴正在定制矿物解决方案，以支持可持续农业实践。科技企业同样优先确保获得对其运营韧性至关重要的矿物和能源供应。
具有前瞻性的政策和稳健的监管框架
政策与法规在塑造和推动行业转型方面发挥着关键作用。各国政府正日益以更积极、更具前瞻性的姿态参与矿产市场。许多国家已出台新政策，旨在完善监管、改善资源获取，并加强基础设施与发展，这些都对行业运营产生了重大影响。《通胀削减法案》（IRA）、《关键原材料法案》（CRMA）以及《芯片与科学法案》等领先政策提升了矿产供应安全性，全球许多战略都反映出各国政府对关键矿产战略重要性的认识不断提高。8仅在2020至2022年间，就有100多项新政策获得通过，这表明人们越来越认识到，要以可持续和负责任的方式满足能源转型的需求，政策干预是必要的。9
然而，要推动行业脱碳，仍需要更多政策支持。还可以鼓励企业与政府之间开展合作，共同推进项目。与政府和政策制定者接触，体现了矿业和金属行业致力于获得更广泛支持、并以更具协作性的方式履行其角色的承诺。通过这些伙伴关系，行业或许能够协助塑造有关可持续发展、道德采购和减排的政策，创造持久效益，从而强化其作为促进积极社会影响的重要力量的角色。
2025年与2024年矿业和金属企业面临的十大风险与机遇对比
战略性资本配置与融资
不断变化的利益相关方期望、资源稀缺和气候问题，正推动可持续金融的转型，矿业和金属行业也不例外。矿业项目的融资策略正在经历转型，以支持能够产生积极影响、实现长期可持续性和财务回报的项目。作为资本密集型行业，矿业需要大量额外投资以满足这些不断变化的需求。为满足全球日益增长的需求，到2030年前每年需要投资3000亿至4000亿美元。10因此，资本是行业高级管理人员报告的最突出风险也就不足为奇了，这反映出投资者审查力度加大，以及获取可持续融资所面临的挑战。11
为应对这些挑战并推动该行业实现可持续增长，整合多元资金来源并积极吸纳多方利益相关方的创新融资模式将至关重要。虽然传统金融体系仍将发挥作用，但鉴于采矿的本地影响，更多本地和区域金融机构对于将资本引入该行业将至关重要。例如，多边开发银行和政府正通过担保以及对价值链活动的支持，成为降低投资风险的关键力量，使矿业项目对投资者更具吸引力。最后，国际投资者将在提供流动性和灵活性方面发挥关键作用，确保矿业能够获取可扩展、可适应的资金来源。
展望未来
“协同前行”的模式需要在整个行业获得更大动力，以培育满足不断变化的期望所需的韧性、问责制和生产力。展望一个日益同时要求可持续性与技术进步的世界，矿业将有望远远超越传统的开采和加工环节实现转型。矿业和金属行业需要从单纯的原材料来源，转变为安全、负责任的关键资源供应者，跨行业协作应对气候、能源、农业和基础设施等领域的紧迫全球挑战，以及其他方面的挑战。通过推进环境和社会责任，行业能够创造一个富有成效且负责任的未来，对全球各地的社会经济体系产生积极影响。
这一愿景将行业重新定义为不仅仅是供应链中的一个环节，而是全球发展的基石支柱。矿业有能力惠及社区、创造就业机会，并在服务不足地区促进合作，为资源管理和环境管理树立标杆。随着世界迈向低碳能源、智慧城市和可持续食品体系，矿业可以以身作则，倡导协作、韧性和可持续的未来，使行业发展与社会和地球的需求相一致。
注：本文旨在全面概述矿业的变革趋势，重点关注技术进步、部分可持续发展举措及其与全球系统的联系。然而，本文并未专门探讨手工和小规模采矿（ASM）的独特挑战和具体情况。尽管所讨论的某些趋势也可能影响手工和小规模采矿，但必须认识到，需要采取差异化方法，以应对这些运营所处的不同社会、经济和环境背景。我们鼓励就手工和小规模采矿展开进一步探讨和对话，以充分理解其在更广泛的矿业格局中的作用与重要性。
尾注
1. Fernandez, V. (2021). Patenting trends in the mining industry. Resources Policy, 第72卷. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301420721001057.
2. 同上。
3. Abbasi, I. (2024). Major Mining Technology Innovations in 2023. AZoMining. https:/ https://www.azomining.com/Article.aspx?ArticleID=1800/www.azomining.com/Article.aspx?ArticleID=1800.
4. American Geosciences Institute (AGI). (无日期). What is biomining?https://www.americangeosciences.org/critical-issues/faq/what-biomining#:~:text=Biomining%20is%20the%20process%20of,bound%20up%20in%20solid%20minerals.
5. Dresher, W. H. (2004). Producing Copper’s Nature’s Way: Bioleaching. Copper Development Association Inc. https://www.copper.org/publications/newsletters/innovations/2004/05/producing_copper_natures_way_bioleaching.html.
6. European Commission. (2023). Critical Raw Materials: ensuring secure and sustainable supply chains for EU’s green and digital future. https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_23_1661.
7. United Nations Institute for Training and Research (UNITAR). (2024). Global E-Waste Monitor 2024. https://globalewaste.org/.
8. 如需了解更多政策信息，可查阅涵盖35个以上国家和450项政策的关键矿产政策追踪工具（Critical Minerals Policy Tracker）；国际能源署（IEA）。(无日期). Critical Minerals Policy Tracker. https://www.iea.org/data-and-statistics/data-tools/critical-minerals-policy-tracker.
9. International Energy Agency (IEA). (2022). Introducing the Critical Minerals Policy Tracker. https://www.iea.org/reports/introducing-the-critical-minerals-policy-tracker.
10. World Economic Forum. (2024). Securing Minerals for the Energy Transition: Unlocking the Value Chain through Policy, Investment and Innovation. https://www.weforum.org/publications/securing-minerals-for-the-energy-transition-unlocking-the-value-chain-through-policy-investment-and-innovation/.
11. Mitchell, P. (2024). Top 10 risks and opportunities for mining and metals companies. EY. https://www.ey.com/en_gl/insights/energy-resources/risks-opportunities.
