从远古石器时代迈向电气时代,这种金属始终陪伴着人类文明的每一步跨越。

三星堆的青铜面具丨图虫创意

1900年,铺设电缆现场丨Western Power Electricity Historical Society UK
如今,虚拟世界的AI产业与这种物质材料建立起了越来越紧密的联系。但这种关系也带来了新的困境——AI对铜的胃口之大,远超想象。
AI为何成为铜的「大食客」?
归根结底一句话:驱动AI运算的电力需求庞大。
严格来说,算法本身与铜无关,真正的能耗大户是那些硕大的数据中心——服务器、冷却系统、配套基础设施都需要源源不断的电力供应。
根据国际能源署的数据[1],去年全球数据中心的耗电量突破4150亿度,约占世界总用电的1.5%。往后看,到2030年这个数字可能翻倍增长至9450亿度——这相当于日本一整年的用电总量。

全世界各行业用铜量:灰色包括建筑、制冷、家电、化石燃料发电、机械和内燃机汽车,蓝色包括清洁能源技术、输配电和电动汽车的铜需求,橙色代表AI和数据中心,浅橙色代表国防丨参考资料[4]
为什么选择铜?因为它具有超群的导电能力,可被拉伸成极细的丝线,且抗腐蚀性强——这些特质使它成为现代电气系统的基础材料,从输电线路到变压器,从电缆到各类电气装置,处处都离不开它。

电线中的铜丨wikimedia commons/Scott Ehardt
一份最新研究[3]用数据强化了这一认识。科研人员建立预测模型,分析至2035年AI数据中心对矿物资源的需求结构。结果表明,铜在所有20种关键矿物中的占比最大,约达83%;而这些铜的需求中,六成多流向了输配电网络。
AI究竟能消耗掉多少铜?
那么,这种需求在量级上究竟有多巨大呢?
我们不妨从单座数据中心的视角切入观察。铜在这里的应用无处不在——不仅在输入电源的电缆和配电装置中大显身手,服务器电源、冷却回路、内部电气互联等各环节也都离不开它。
根据S&P Global今年的研究报告[4],一座装机容量达230兆瓦的大规模AI训练中心,铜用量就高达万吨级。放眼全球来看,明年全球数据中心的铜消耗量预计为110万吨,相当于那年全球铜产量的4%。
增长的势头并未停歇,展望至2040年,每年的铜耗量有望突破250万吨大关,届时将占全球铜需求总额的约6%。即便考虑各类发展情景的差异,那一年数据中心的年均铜消耗也会在170至270万吨之间[4]。
这种激增的背景是全球数据中心基础设施的扩张。根据预测[4],届时装机总容量将从2022年的一亿千瓦扩增至5.5亿千瓦。
在AI产业的驱动下,全球对铜的渴求正以惊人的速度不断膨胀。

位于美国的一座亚马逊数据中心丨wikimedia commons/Tedder
我们有足够的铜吗?
一个迫在眉睫的现实难题摆在面前。
若要拓展铜的供应源,整个链条十分冗长——勘探新矿床、地质评估、采矿基地建设,缺一不可,整个周期动辄要花十多年光景。
更令人担忧的是,铜矿开采变得愈加困难。
据国际能源署统计,自1991年迄今,全球铜矿平均矿石品位下滑逾四成,这等于说获取等量的金属铜,需要挖掘加工数倍的矿石。与此相伴随,新矿床的发现频率在明显下降——过往35年间探明的铜矿床里,仅有约5%属于最近十年的发现[5]。

美国亚利桑那州的一座铜矿丨wikimedia commons/Philcomanforterie
对铜的「胃口」远不止数据中心这一个「食客」。电动汽车的普及、新型电网的部署、清洁能源转型等领域的蓬勃发展,同样在加剧对这种金属的争夺。
回到最初的疑问,答案并不乐观:未来的铜供给很可能无法覆盖需求。眼下2025年的精炼铜市场还保持微弱的供过于求,但国际能源署的预计却令人担忧——按既有矿山项目的进展,到2035年全球铜产量可能缺口约25%。
若铜真的短缺,我们怎么办?
对于可能日益严峻的供给缺口,虽然开拓新矿床是最直截了当的解决方案,但绝非唯一出路。
那么,能否让已开采的铜被循环利用多次呢?
回收利用铜大有可为。
其一,铜不会像化石燃料那样在使用中被消耗殆尽,只要不发生流失,旧电缆、废旧电气设备中的铜资源依然可被提取再利用。换句话说,当下用铜量越多,未来等于囤积了更多可回收的「二手铜」。
其二,与合成高分子材料不同,多次加工会损害其性能,但金属铜的本质属性不会改变——从报废电缆中回收的铜经适度精炼,导电能力丝毫不减。
然而,废铜的回收并非「拿来即用」,成本投入同样不菲,所以并非每一批废铜都具有经济回收价值。
目前,回收铜已成为全球铜资源体系中的支柱部分。2015年时,来自废铜及其他二级来源的供给约占全球需求的37%,到2023年这个比例下降到33%——并非回收量萎缩,而是整体需求上升速度太快,回收增速跟不上。
展望未来,若铜资源愈加紧缺,那么从城市矿产中再度开采这些「旧铜」的意义将日益凸显。

澳大利亚一家铜回收工厂丨zerowasteservices.au
除了拓宽来源,还可考虑节约用途。
对于某些对导电要求不那么苛刻的应用场景,铝可被视为潜在的替代品;至于电气触点、开关这类需要优异导电能力的地方,银虽然性能更优,但其昂贵的成本令大规模推广难以想象。
此外,推进芯片功耗优化、提升变压器转换效率、采纳直流配网方案以降低线损,这些技术手段同样能有效压缩铜的用量。
一个古老的金属,再次踏入历史的舞台
这并非铜首度因技术浪潮而身价倍增。
当19世纪的电气化浪潮袭来,电网、电缆、电线等基础设施的大规模布局,让这种古老的金属华丽蜕变为现代工业的脊梁。电话、家电、汽车、互联网的次第出现,又为它源源不断增添新的用武之地。
如今,轮到AI来书写新的篇章。
时代有更新,应用有变迁,但只要人类对电能和信息的传输需求不减,这种金属便难以淡出历史舞台。
「AI吃铜」这个故事最引人深思的,也许不是AI的胃口有多大,而是每一次技术的跃进,都会给那些貌不惊人的基础性资源赋予新的生命周期。