一眼看來,丘基卡馬塔與你在智利北部各地見到的小山城很像。
漫步在主街,你能見到一家銀行,一間劇院,一個圖書館,與一間小旅館。市區有一處遊樂場,裡面有溜滑梯和鞦韆,還有一尊花俏的皮諾丘(Pinocchio)雕像。市區廣場設有演奏臺與一座小體育館:蟒蛇體育館(Estadio Anaconda)。
像這個曾隸屬於玻利維亞地區的眾多其他智利小鎮一樣,這裡幾乎每條街道都用智利史上的英雄人物命名:這條是科克蘭爵士街(Calle Lord Cochrane),他是協助智利取得獨立戰爭勝利的英國海軍軍官,下一條與之平行的是硝石戰爭的英雄奧圖洛.普拉特街。色彩繽紛的房舍外牆在一望無涯的寶藍色晴空下閃爍生輝。
但丘基卡馬塔有兩件事與其他城市大不相同。想知道其中第一件,你可以開車沿著主街走,蜿蜒轉向東北,離開市區廣場,走向地平線上的山區。只需一、兩分鐘,住宅區逐漸消逝,取而代之的是混凝土與鐵皮浪板搭建成的巨型倉庫。你會見到古怪的黑色池子、積滿塵埃的鐵路站場,以及隨處可見的岩石堆。之後,再轉幾個彎,穿過一個隧道,眼前赫然出現一處巨型裂縫。來到看來像是一座小山的山頂,你就能見到一座無比壯觀的峽谷:峽谷很深,一眼望不見底;側壁陡峭得令人目眩。
但這不是峽谷,這是丘基卡馬塔銅礦。丘基卡馬塔銅礦是在阿塔卡馬沙漠山區挖出的一個巨坑,它比紐約的中央公園(Central Park)更長、更廣,而且非常深:你可以把世界最高建築、杜拜的哈里發塔連同它的避雷針,整個都放進坑裡。從這裡挖出來的土,比人類有史以來在任何其他地方挖掘的土都多,丘基卡馬塔銅礦也因此成為現代工程史上一項幾近不可能的奇蹟。 [1]
這裡早在幾世紀前就有人開採銅礦。一八九九年,在這個礦場的現代故事展開前大約十年,探礦人就在這裡發現一位礦工的遺骸,連同他的工具一起埋在兩公尺深的地下。就像哈萊因鹽礦中那位古塞爾特人礦工,他也是在採礦時因隧道坍塌而遭活埋。儘管已有幾世紀之久(根據之後進行的放射性碳定年法推算,他已經被埋了五百五十年),由於被包在一層含銅頗豐、有抗菌性的鹽裡,他的屍骨依然儲存完好。這位後來得名「銅人」的礦工,頭髮整齊地編成辮子,皮膚因受氧化銅影響,變成古怪的綠色。今天,你可以在紐約市美國自然歷史博物館(American Museum of Natural History)見到他,並聯想到很久很久以前有一天,開採銅礦曾是一門工藝。不過這與今天的銅礦開採已經完全不可同日而語了:今天的銅礦場,一切都是超巨型的。 [2]
從地面往下看,在礦坑底部載運礦石上來的卡車幾乎小得無法辨認,但這些可都是日本「小松」出廠的全球最大型的卡車。它們得花一個多小時才能從礦坑底部開到山頂,將礦石運到城郊附近的庫房。像內華達州柯提茲處理金礦一樣,卸下的礦石先要搗碎,磨成粉後浸泡在特製溶液裡發泡、分離銅與其他雜質。之後,一部分銅會經過熔煉與電解,成為近乎百分百精純、閃閃發光的銅板──業界稱為陰極銅(cathodes)。其餘則叫銅精礦(copper concentrate):黑色、顆粒狀,含銅量約三○%──送往其他地方煉成成品。ⅰ
每天都有一列滿載陰極銅與銅精礦的火車從這裡出發,路線與導致硝石戰爭那條著名鐵路相同:沿海岸南下,陰極銅送往製造廠,銅精礦則裝進貨櫃輪,運往中國境內的提煉廠。銅精礦在中國煉成純銅,不過到了那一刻,已經沒有人還能確定礦石的原產地了。
全世界絕大部分的銅──約八○%──就是在這種採礦場與提煉廠相距遙遠的狀況下生產的,幾乎不可能確定銅塊的產區。世界上大多數的銅板、銅條與銅線都是來自全球各地的大雜燴:一些來自智利、一些來自澳洲,部分來自印尼或剛果民主共和國,部分來自古早以前出土、經回收再利用的銅。每一塊銅板都是全球化的實證。話雖如此,由於就若干標準而言,丘基卡馬塔是全球最大的礦場,如果說現在在距你身邊不遠處就有一些來自丘基卡馬塔的銅,可信度應該很高。
全球最大礦場的判定,是有待爭議的問題。如果以單一地點煉出的金屬數量為衡量標準,則澳洲、巴西,或俄羅斯境內的鐵礦可以輕鬆超越丘基卡馬塔。不過由於鐵礦石的密度遠比銅礦石高──每一塊鐵礦石的含鐵量約為六○%,銅礦石含銅量僅有○.六%──相較之下,每生產一噸銅需要挖掘的土更多。根據我的粗略估算(有關這個主題的研究少得出奇),儘管終端產品比其他金屬都顯少,開採銅礦對地表造成的破壞,卻比開採所有其他金屬造成的都大得多。ⅱ
近年來,來自艾斯康迪達(Escondida)的銅逐年增加。艾斯康迪達位於丘基卡馬塔以南數百哩的阿塔卡馬沙漠,是另一處巨型礦坑。猶他州賓漢谷(Bingham Canyon)的舊銅礦場,技術上挖得更深。顧名思義,賓漢谷原本就是一處凹陷,而丘基卡馬塔在成為一個大洞,深得擁有自己的微氣候以前,原本是一座山。不過,如果以或許最全面的標準,也就是說以一座礦在開採期間提取的銅量來計算,丘基卡馬塔絕對遙遙領先。一個多世紀以來,「丘奇」(Chuqui)──本地人給丘基卡馬塔的暱稱──生產的銅比有史以來其他任何一座銅礦都多。從地殼開採、提煉的銅,每十三克就至少有一克來自這裡。 [3]
一又四分之一個世紀以來,無數公司來了又走,商業帝國興衰浮沉。電氣時代成為昨日黃花,電腦時代誕生、成熟,電動車開始取代石油動力車,但丘奇維持不墜。年復一年,它挖出數以億噸計的岩石,煉成數以十萬噸計的純金屬。從這個絕大多數世人聽都沒聽過、更別說見過的深坑提煉出來的銅,帶動了我們的二十世紀;它促成中國崛起,並將在未來幾十年間幫我們打造電網、綠能車,與去除碳排放的風力發電機。
談到這裡,就不能不談銅的秘密武器:規模。世上能夠有電,部分得歸功於丘奇這些銅礦──這裡每年生產的銅,就數量而言,遠遠超過世上所有金礦自有史以來生產的金的總合。略花些時間沉澱一下,想一想:與丘基卡馬塔的偉大魅力相較,內華達的柯提茲金礦簡直像蒼海的一粟。
在回到主街時,我們發現丘基卡馬塔的另一件怪事。遊樂場上沒有孩子,體育館裡沒有人打球運動,銀行櫃臺前也沒有人排隊辦事。這座古老的小鎮空無一人。原來,丘基卡馬塔是阿塔卡馬沙漠中的又一座鬼城。但與內華達金礦邊上那些廢棄工寮,或位於阿塔卡馬沙漠更下方那些老硝石礦城不一樣的是,丘基卡馬塔訴說的警世故事不發生在過去,而是未來。丘奇小鎮荒廢,不是因為礦場關門或礦脈空了;正好相反。它快被土石吞噬了。隨著機器愈挖愈深,剷出的土愈來愈多,成堆的巖塊、碎石,與開礦帶來的殘渣廢料開始侵入小鎮。
到二○○○年代初期,丘奇挖出來的廢石已經開始堆進住宅區與庭院,提煉廠的毒煙霧飄向市區街道;居民開始得病,礦廠也得了一個新綽號「殺人丘奇」(Chuqui qui mata)。於是在之後幾年,這座礦的礦主、大型國營公司智利國家銅業公司(Codelco)將小鎮的兩萬居民全部遷到附近的小城卡拉馬(Calama),給他們新家、新學校;二○○八年,丘奇正式搬空、廢棄。
不過由於這裡是阿塔卡馬,是地表最乾燥的沙漠,自然環境利於維護現狀,小鎮內許多建築物仍像人們最後一次離開它們時一樣,儲存完好。從學校視窗看進去,仍能見到學生們臨走留在黑板上的告別字樣。在幾戶住家,水槽上還擺著牙刷,料理臺上還有紙捲,壁爐架上有聖誕卡,廚房餐桌上還留著購物清單。
驅車前往丘奇北區,你很快就會發現自己駛入一座廢料堆成的大山陰影中。智利各地有許多這類人造的廢料山,本地人喊它們「蛋糕」(tortas)。丘奇的蛋糕已經覆蓋了超過四分之一的住家與商店區,一九六○年代曾是拉丁美洲最先進醫院的七層樓建築,如今完全埋在廢料堆裡,每隔一段時間,就有一條街遭深洞挖上來的廢石給填滿。
但丘奇不是世上唯一遭礦廠吞噬的城鎮。瑞典北部的基魯納鐵礦由於礦區愈來愈大,位於礦廠北方的小鎮被迫一棟接一棟,將房子搬遷到幾哩外;在丘奇,索性將建築物丟下了事。
二○二二年,我有幸(不知道這個字眼用得對不對)目擊在丘奇礦坑底部進行的一次爆炸。幾百噸岩石瞬間炸裂,儘管我身在山頂,距坑底爆炸現場足有一公里之遙,仍能明顯感受這震耳欲聾的爆炸力,比我在柯提茲礦場目擊的那次更威力驚人。無煙火藥辛辣刺鼻的濃霧很快瀰漫整座人工谷,碎石隨即裝上卡車,沿礦場邊的山道緩緩駛向山頂,一天二十四小時、一年三百六十五天,從不間斷。這些礦石的一小部分將煉成銅或銅精礦,其餘則堆成「蛋糕」,吞噬鬼城丘奇。
然而,堆積成山的廢石,不過是丘奇帶給環境景觀最顯而易見的影響而已。丘奇與這裡其他幾座礦場之所以被人放大檢視,還有另一個原因:在這處全世界最乾燥的沙漠,為什麼要供應這麼多水給地下挖礦作業使用?這種開採與處理礦石規模需要大量的水,你處理的岩石愈多,需用的水也愈多。這些水主要用在「堆浸」(heap leaching)程式:將搗碎了的大量礦石堆在塑膠墊上,用稀釋酸液浸透,再噴灑水。就像柯提茲的金礦,丘奇也使用堆浸法處理礦石,只不過處理的是銅,規模也更大。瞇著眼斜視,你或許以為這是一種灌溉水利作業,因為它們很像縱橫交織著灌溉水喉的廣大農田。但不是的:這些水的作用是幫著酸液分離礦石中的銅,然後讓這些含銅的溶液從石堆底部濾出,送往提煉製程的下一階段。往石堆澆水,不是要為它們注入新生,而是要奪走藏在它們身上的財富。
一直以來,礦場也試過減少用水。有些礦不再使用在地河流資源,改以抽取海水進行堆浸。但除了碳排放與水資源問題外,更難忽視的是:離開丘基卡馬塔,驅車下山,經過鄰近的哈雷斯銅礦(Ministro Hales。技術上,哈雷斯是一座各別、規模較小的礦場,不過它的銅產已經可以與丘奇分庭抗禮),再經過卡拉馬,取道駛向聖佩德羅(San Pedro),一路上,你會發現路邊總有一道高土牆,卻看不出土牆後藏著什麼。
經查證,我才知道這是丘基卡馬塔的尾礦壩(tailings dam),提煉過程產生的廢料就送到這裡堆放。由於這是地表最大銅礦場幾十年來堆積開採廢料的地方,龐大得如此難以想像倒也不足為奇。這個巨型堆疊場的正式名稱是「塔拉布雷」(Talabre),似乎意在提醒人們,這裡曾是一座同名的鹽湖。幾十年來,這裡所有的鹽完全藏在灰濛濛、富含鉬與砷的淤泥中,覆蓋面積約與曼哈坦相仿。 [4]
儘管看來令人提心吊膽,但與過去的作法相比已大有改善。曾有一段時間,阿塔卡馬礦場任由排出的廢水流入附近的河谷與溪流,最後注入海洋。沿岸地區的水質歷經這段持續數十年、毫無節制的肆意蹂躪,直到今天仍汙染嚴重。在夏納拉爾(Chañaral)港,銅礦場產出的兩億兩千萬噸廢料堆在海灣,造出一個綿延十公里的人造海灘,無數在地野生動物因此喪命。這項廢料堆積作業雖因司法當局幹預而於一九八九年停止,但最近一項研究發現,當地居民的尿液中的鎳、鉛與砷含量都超標。 [5]
今天,卡拉馬當地居民有人投訴,說他們的水與空氣仍遭到砷汙染,銅礦主則回應,砷汙染來自這片土地,而非採礦。嚴格說來,這辯辭不完全錯,只不過它粉飾了一項事實:如果不在這裡採礦,這些砷會留在地下,不會危害人體。在卡拉馬停留期間,我曾與一位兒科醫師聊天,他說他發現這裡的孩子罹患呼吸道疾病與過敏症的比例偏高,他認為這與空氣中的顆粒物質過多有關。但在卡拉馬城裡,或許由於幾乎每個居民的生計都與銅礦開採有關,甚至是性工作者──在智利的所有城市中,卡拉馬的人均性工作者人數首屈一指──每個人都主張銅礦應繼續開挖,挖愈久愈好。
不過銅礦產業也因此面對一項最大的挑戰:隨著丘奇這類礦場愈挖愈深,最容易挖、含銅量最豐的礦石不斷出土,接下來又會如何?在世人對發電機、馬達、電動車、風力渦輪機的需求不斷增加的情況下,銅礦會不會有採盡的一天?
這不是新問題。這其實是一個極其古老的問題,經濟學史上最著名的一場打賭就是由此而來。
經濟學家在討論生產力──最重要的經濟力──時,喜歡以電腦與人工智慧這類事物為例。他們指著那些在亞馬遜配送中心忙上忙下的機器人說,人類能用愈來愈少的投入創造愈來愈多的價值,這些機器人就是證明。他們引用我們在第三章談到的摩爾定律說,每隔一年、兩年,矽晶片上電晶體的密度會更高。但他們對丘基卡馬塔這些地方的大礦坑卻幾乎絕口不提。
部分原因是,與電腦或機器人,甚或金融服務不同的是,丘奇提供的產品數十年未變。今天的 iPhone 比當年阿波羅號(Apollo)負責帶人登月的登陸艇電腦,或你兩、三年前用的筆記型電腦強大太多,但銅依然是銅。而銅礦開採的故事──人造的峽谷與小山,抹殺了的景觀,龐大的卡車等等──講述的是一個偉大、秘而不宣的經濟活動。這是生產力的奇蹟,而且,雖說時而或許令人不快,但無論怎麼說,能有今天這種生活享受,部分得歸功於這種活動。
想了解這點,首先得聽一段發生於一九八○年代的雙人賭局。故事中的兩位主角分別是保羅.艾利克(Paul Ehrlich)與朱利安.賽門(Julian Simon)。艾利克是昆蟲學家,一直專精於蝴蝶群落的研究,後來被譽為某種當代預言家諾查丹瑪斯(Nostradamus)。艾利克在一九六八年寫了一本暢銷書《人口炸彈》(The Population Bomb ),一開場就扼要概述了他的主要立論:
餵飽全人類之戰已經徹底失敗。就算今天立即展開緊急應變計畫,在一九七○與一九八○年代也會有幾億人餓死。世界人口死亡率將大幅提升,現在無論怎麼搶就都已經晚了。 [6]
艾利克預測,人口多了幾十億後,消耗的資源比過去要多,世人賴以生存的原物料即將耗盡;土壤逐漸劣化,森林將砍伐殆盡,汙染問題會嚴重到讓人無法忍受,幾十億人將因此喪生。在一所普通大學任教、名氣也不響亮的經濟學者賽門大大不以為然。賽門認為,事情絕沒這麼悲觀:世界人口愈多,想辦法解決環境問題的人也愈多,人類一定能開創新局,避開這場災難。而且佐證的例項已經不少。費裡茲.哈伯與卡爾.博施研發的合成氮肥意味,儘管欽查群島的鳥糞與智利沙漠的硝酸鹽幾近掏空,人類現在已經擁有基本上取之不盡的氮肥可以幫助作物生長。諾曼.伯勞格(Norman Borlaug)培育的特種小麥,促成一場以餵飽全球為宗旨的綠色革命。賽門認為,地球資源當然絕非無窮無盡,但遠比我們想像的更加豐富。而且,就算我們耗盡其中一種資源,難道就不能發明、或找出一個代用品嗎? [7]
若干意義上,這兩人是在重演一場非常古老、至少早在古希臘時代已經展開的辯論。孔子、柏拉圖與亞里斯多德都曾擔心人類的貪得無厭會讓自然世界失衡。十八世紀末葉,英國經濟學家湯瑪斯.馬爾薩斯(Thomas Malthus)為這種憂慮創造出了名目與架構:他在一七九八年發表的《人口論》(Essay on the Principle of Population )提出警告說,人類繁衍的速度,已遠超過土地餵養我們的生產力;他說,我們卡在陷阱裡,人口愈膨脹,我們面對饑荒、短缺與毀滅的機率也愈高。 [8]
在馬爾薩斯之前,與在他之後,唱反調的都大有人在。就像三百年後的賽門,十七世紀的哲學家威廉.佩提(William Petty)也主張,世界上人愈多,提出聰明點子解決問題的可能性愈大。一八四八年《共產黨宣言》(The Communist Manifesto )共同作者恩格斯(Friedrich Engels)寫道,「運用資本、勞力與科學,可以將土地的生產力無窮盡增加。」
一年年過去,這正、反兩派主張也有了各自的名字。一派是「馬爾薩斯派」,包括艾利克等人,另一派根據古希臘「豐饒角」(horn of plenty)的典故,引申為「無限發展派」(Cornucopians)。但在一九六○年代末、一九七○年代初,哪一派崛起已是不爭的事實。戰後核能時代的科技樂觀主義解體;美國在越南戰場敗象已現;通貨膨脹與犯罪率正在飆升。一九六八年,就在這場動亂達到高峰、艾利克發表《人口炸彈》的同一年,學者、決策人士與商人創辦羅馬俱樂部(Club of Rome),致力於人類面對的環保、文化與經濟等迫在眉睫的問題。他們之後發表《成長的極限》(The Limits to Growth ),書中提出警告,人類正走向生態與環保災難,而且很快就會耗盡地球的天然資源。
這類觀點並非邊緣。一九六九年,時任聯合國秘書長的宇譚(U Thant)呼籲全球合作以避免災難。他說,想拯救地球,「或許還有十年時間可用」。一九七○年,諾貝爾獎得主、生物學家喬治.華德(George Wald)說,「除非立即採取行動,對抗人類面對的問題,文明將於十五到三十年內結束」。在從華府與紐約到倫敦與北京的權力走廊,馬爾薩斯派正迅速形成傳統智慧,艾利克不過是其中立論最驚悚的一人而已。另一方面,賽門則認為他們的論點「太超過」。 [9]
賽門在《科學》(Science )雜誌中寫道,「壞訊息更能賣書、賣報紙,賣雜誌;人們對好訊息的興趣不及對壞訊息的一半。」之後,他一一列舉許多說法──其中不少來自艾利克的《人口炸彈》與《成長的極限》──說它們幾乎全是錯的。食物生產非但沒有減少,反而正不斷增加,饑荒的頻率也沒有過去頻繁。賽門寫道,如果我們的世界真的人滿為患、天然資源即將告罄,所有這些的價格豈不要一飛衝天? [10]
在這一刻之前,艾利克一直沒把賽門放在眼裡,也沒人把賽門放在眼裡。但賽門在《科學》的這番批判太不敬,讓他無法忍受。艾利克於是投書給《科學》,駁斥賽門的論點,兩人就這樣你來我往,在《科學》上一連打了幾場投書論戰。賽門最後在反駁艾利克的投書中提出一個建議,將這場論戰帶到最高潮。賽門說:
我相信,非政府控制的原物料(包括穀物與石油)成本就長期而言不會上漲。為證明我不是空口說白話,我願以一萬美元為賭注,當社會大眾之面公開向你挑戰,你可以以每筆一千或一百美元的方式分別下注,賭我的判斷錯誤。
艾利克迅速接受了這項挑戰。他賭五種關鍵性金屬──銅、鉻、鎳、錫與鎢──的實價(換言之,就是經過通膨調整後的價值),會在一九八○年九月二十九日至一九九○年九月二十九日之間上漲。艾利克挑出這五種金屬,每一種下注兩百美元,是經過計算的:如你所知,鉻與鎳是冶鋼的關鍵材質;錫與鎢是生產無數電子用品的重要原料。如果全球營造與工業化走勢持續,而且最重要的是,如果人類繼續繁衍,則對這些金屬的需求一定只會水漲船高。
根據艾利克的看法,需求不斷增加的銅,走勢是所有金屬當中最明顯的。在所有鐵或鋁這類工業用金屬中,銅又最為稀有。在大約一萬年前最早期的金屬製造時代,銅的蘊藏量還很豐富,偶爾還可以從地上挖出美麗、高純度的天然銅錠。第一座大銅礦場塞普勒斯(Cyprus)──希臘文 Kupros,即今天的銅(copper)字來源──開採出的是含銅量高達二○%的藍綠色礦石。但在隨後一千年間,我們將所有純度最高的礦石幾乎開採一空,只剩下一些純度低得多的礦石。當艾利克下注時,全球鐵礦石儲量預計還能開採幾百年,銅礦石儲量預計只敷使用三十餘年。
艾利克在看過他選出的這五種金屬過去十年的價格後,或許更加信心滿滿:銅價上揚了五九%;鎢更是漲了驚人的三五七%。在世界人口迅速增加的情況下,他應該穩賺不賠吧?他在回信中寫道,他「要搶在其他貪心人也來趁機撈一筆之前」,接受「賽門這項驚人的賭約」。
只不過事情的發展與艾利克的預期有出入。在一九八○與一九九○年間,世界人口從將近四十五億迅速膨脹到五十三億,但在經過通膨調整後,艾利克選定的這五種金屬每一種價格都不升反降。一九九○年十月,朱利安.賽門接到從加州帕拉奧圖(Palo Alto)寄來的信,信中有一張金屬價格清單,與艾利克簽字的一張五百七十六塊七美分的支票。信封裡沒有附上說明字條,兩人也從未謀面。賽門於一九九八年去世,直到二○二二年,艾利克仍然覺得自己輸得冤枉。某種意義上,他確實有點冤:如果賭的時間是在一九六○年代或一九七○年代中的任一年,或甚至在二○○○年代,而不是在一九八○年代,艾利克都會成為最後贏家。在這場賭注結束多年之後,經濟學者不時做一些腦力激盪:如果艾利克當時選用其他金屬,結果將如何?如果他用其他方式來賭,結果又將如何?簡單的答案是,艾利克的贏面會比賽門大。但話說回來,如果以收入成長而非交易價為準,調整銅價,則賽門會成為贏家。兩派人士都宣稱獲勝,而且也都言之成理。
之後幾年,這場「打賭」成了某種經濟神話,就像許多這類故事一樣,它的眾多精奧與大多細節已為人遺忘。對馬爾薩斯派來說,艾利克基本上是對的;賽門獲勝純屬運氣。對無限發展論的豐饒角一派而言,賽門的勝利證明人類的聰明才智總能戰勝環境與原料的挑戰。進入一九八○年代以後,隨著世界擁抱自由市場,這場「打賭」也成為新紀元的最佳寓言:擔心世界末日嗎?大可不必:要相信供應、需求,與市場可以解決幾乎任何問題。不過,世事當然不會一直那麼簡單。
艾利克既非提出銅礦資源即將告罄的第一人,也不是這麼做的最後一人。早在電氣時代初期,當愛迪生絞盡腦汁尋找足夠的銅、製作他的發電機與電線時,已經有觀察家預測,這種新電氣科技將因為對銅的仰賴而無以為繼。一九二四年,著名地質學家伊拉.喬拉里蒙(Ira Joralemon)預言,「全球的銅供應頂多支撐二十年」,「我們基於電力的文明將凋零、滅亡」。 [11]
羅馬俱樂部在《成長的極限》中,透過精心製作的模式指出,世界的原物料供應,包括銅、鋁、石油與黃金,將在幾十年內消耗殆盡。他們說,就算樂觀估計,銅的供應也撐不過四十八年,頂多到二○二二年就會枯竭。換句話說,丘基卡馬塔之所以淪為鬼城,不是因為挖出來的土、石無處可堆放,而是因為整座礦因為挖空而關閉。
甚至到今天,仍不時有用心良善的研究人員提出類似資料,預測銅的生產即將步入歷史:耶魯大學在二○○七年的一份研究報告、《科學》雜誌在二○一四年刊出的一篇論文,都預言銅的供應將於二○三○年起逐年遞減。用 peak copper(銅峰值) 在 Google 搜尋,你會找到許多其他例證。 [12]
這些預測直觀上令人信服,因為地球資源有限是不爭的事實。就算過去每一項預測都錯了,也不表示下一項預測也錯。開採銅礦的難度確實愈來愈高:在十八世紀,當銅礦主要來自康沃爾時,礦石含銅量一般可以到十二%或更多;到十九世紀末,含銅量已經降到八%以下;二十世紀初葉,全球各地許多最好的礦場已開採一空。
丘奇的情況正是如此。古代的「銅人」,以及直到十九世紀末葉的礦工,都能從這裡挖出含銅量十%到十五%的礦石,但到二十世紀初,這裡的殘礦含銅量已經只剩幾個百分點。每個人都知道丘奇地下仍有很多銅;問題是,它已經太分散、太薄。現在的難題在於,怎麼開採它──應該說,怎麼開採它並獲利。 [13]
這就得談到礦業鉅子古根漢家族。在見到卡內基用巨型剷土機於梅沙比開採數量驚人的鐵礦後,古根漢家族想,如果用同樣的作法開採銅礦呢?在採礦工程師丹尼爾.傑克林(Daniel C. Jackling)的協助下,古根漢家族開始用蒸氣剷與大量炸藥,在猶他州賓漢谷──就是美國境內那個曾與丘奇角逐世界最大礦坑的礦場──的低等級礦石中採銅。不過智利的礦藏更豐,於是古根漢家族南下,在丘基卡馬塔設立據點。
這是一個很少人說過的故事:就在亨利.福特在底特律大量生產汽車的同時,古根漢家族也悄悄將採礦轉變成一種大型生產活動──或者如一些人所說,一種「大型毀滅」活動。他們做的是古老煉金術士在做的事:把不起眼的岩石變成一種可以大賺一筆的東西。就在丘奇,他們廢了舊有的採礦方法──人工挖出岩石、徒手分類──改採新方式。他們將用於挖掘巴拿馬運河的蒸氣剷土機運到智利,展開挖掘;他們建立巨型碾磨廠,將石塊研磨成粉,讓較重的銅粒與較輕的石英分離。 [14]
最後,古根漢家族採取一項改變家族命運的行動(有人認為是一項災難性行動),將丘奇賣給阿納康達銅礦公司(Anaconda Copper),將資金轉投入硝酸鹽的生產。不過易主以後的丘奇,開採腳步比過去更快了,高山剷成一座高原,然後是深谷。革命家切.格瓦拉(Che Guevara)在一九五一年造訪丘奇時寫道,「你不能說它不夠美,但它是一種沒有優雅,壯觀與冷冰冰的美。」 [15]
回想那處深坑,你不僅會自問它怎能挖得那麼深,還包括怎有人負擔得起挖那麼深?因為在丘奇,挖得愈深,開採的成本也愈高,而且礦石的等級還愈來愈差。它們真的是「跌跌不休」。以二十世紀為例,新出土礦石的含銅量從一九一三年的二.四%,跌到二十世紀中葉的不到二%,再跌到二十世紀結束時的不到一%。而由於礦石等級愈來愈差,從礦石提煉銅的工作也更加繁重艱辛。在一九○○年,想煉成一噸銅得挖出五十噸的礦石,到今天,你得挖出八百噸。礦石開採與處理過程中需用的水資源從七十五立方公尺增加到一百五十立方公尺。整個過程耗用的能源也從大約兩百五十度電(KWh)增加到四千度電。但最令人稱奇的資料是,在這一百年間,經過通膨調整的銅價基本持平,沒有增加。 [16]
這件事讓人愈想愈覺得了不起。二十世紀的電氣時代是用銅打造的:一波波洶湧銅潮湧入,引領大城市電氣化、促成消費者電子時代、推動中國與印度這類龐大新市場的崛起。而就在世人對銅的需求不斷增加的同時,我們的土地卻愈來愈吝於釋出這種資源。但丘奇與其他各地的銅礦場還能以幾乎不變的價格不斷生產銅。供應持續減少,需求一直增加,你以為價格一定飆升,窒息世界的進步──真相卻並非如此。
我們且重返丘基卡馬塔峽谷邊。你凝目望向坑底,望向那些比半獨立屋還大的巨型卡車。這些都是一九八○年代出廠、載重最大的「超級車」。在它們來到以前,礦場卡車平均可以載運約四十噸岩石;今天,這個數量超過了四百噸。轉過頭來看那些碾磨石塊的碾磨廠,你見到一排又一排壓碎機,不斷將石頭壓成粉末;再遠眺那綿延不絕、延伸到沙漠地平線的堆浸墊。但這些只是你看得見的部分,還有你看不見的:在這座巨坑深處,智利銅業還在挖呀挖。這裡已經不再只是全球最大露天礦坑而已;還是全球最大地下礦坑。
他們在做的事,技術名詞是「區塊開採」(block mining)。這種作法的概念聽了能讓人皺眉:大多數地下開礦的作法都是沿著巖層開挖,然後將礦石鑿出或炸出來;區塊挖礦就野蠻多了,它並不沿著巖層開挖,而是在礦底挖一個地道,接著把大量炸藥埋入頭頂上方的岩石裡。退出地道後,在安全距離外引爆炸藥,讓重力發揮作用,使幾十、上百萬噸的岩石墜入地道,最後用輸送帶將這些岩石運往丘奇的冶煉廠,或其他地方做進一步加工。這之所以令人不安,在於礦場兩點的工作是彼此重疊的:就在我看著礦工在露天礦場朝地下炸洞的同時,他們身下的某處,有另一組人員正在地道頂部埋設炸藥,把上方炸開。 [17]
區塊開採是工業挖礦新盛事,而丘奇不是唯一這麼做的礦場。在地球彼端的印尼巴布亞省偏遠地區,葛拉斯伯格(Grasberg)銅礦場就在這裡一座海拔四千多公尺的大山上。
葛拉斯伯格或許堪稱全世界最讓人驚豔的礦場,它在山頂上鑿出的那個大洞,彷彿電影場景中躲在雲端的惡棍巢穴。這裡的礦物資源非常豐富:它擁有全世界已知最大的黃金儲藏,與第二大的銅儲藏。但由於山頂礦坑已經鑿空,礦工們現在搬出用在丘奇的那套做法:在山頂礦坑下方鑿出一個地道網,從山腹內引爆、分解這座山的中心。自動駕駛的火車往返於一條長二十三公里(十四哩)的軌道,將礦石運到外面,加工、提煉成金條與電解銅,放進電線與金庫,或裝在機器與發電機裡面為我們的世界供電。葛拉斯伯格與丘奇令我們印象深刻,除了因為它們可觀的規模,與為環境帶來的累累傷痕外,還有一個原因:這麼多的工作竟然只需要這麼少的人手。在二十世紀,美國境內銅礦開採與生產的從業人員人數少了三分之二,銅產量反而增加了四倍有餘。
保羅.艾利克之所以輸了那場賭局,原因之一就在此:我們比過去更能以較少的人力生產較多的物品。在羅馬帝國統治期間,一噸純銅的價格約與四十年的平均工資相等。等於工作四十年才能掙得一噸銅。到一八○○年,工作六年可以賺到一噸銅。之後兩百年間,這數字跌到○.○六年賺得一噸銅。對來自倫敦、學識淵博的礦業投資者保羅.蓋特(Paul Gait)而言,這種「真正銅價」的衡量標準,才是葛拉斯伯格與丘奇銅礦故事的重點。就像摩爾定律有關半導體的邏輯一樣,這也是一種令我們印象深刻的生產力奇蹟──但甚至是業內人士,真正瞭解它的人似乎也寥寥無幾。
我們因此又一次面對一個反覆出現在原料世界的主題。礦場從地表開礦、煉成有用產品的生產力不斷增加,需求的人力卻不斷減少,甚至在今天,礦場仍不斷推出新作法,將作業自動化。在礦業這行,下一波大創新是將這些巨型卡車與剷土機無人化,將整個作業從現場控制改為遙控──或許遠在好幾百哩外。在造訪安託法加斯塔期間,我參觀過一處控制中心,見到工作人員望著電腦螢幕,握著操縱桿,控制一百多哩外一座銅礦的壓碎機與剷土機。在丘奇新地下礦坑作業的卡車也將自動化。
自動化帶來的快樂副產品是,直接操作重機械裝備的人愈少,可能發生的意外事件也愈少。但隨著直接參與生產工作的人不斷減少,有一天,我們會不會因此對這些原料如何形成、或如何將它們轉換成產品的過程一無所知?會不會因此將原料世界視為理所當然?
艾利克賭輸的第二個原因是,我們找出比過去更好的採礦、煉礦之道。而這個故事也在丘奇展現得淋漓盡致:靠著大碾磨廠與泡沫浮選(froth flotation)機,使一百多年前留下來的低等級礦石也有開採價值;堆浸墊呈現的是近幾十年濕法冶金(hydrometallurgical)的革命,這意味著可以用溶液噴灑礦石、分離出銅,不必再像過去那樣倚賴成本高、汙染嚴重的鼓風爐;一九八○年代出現的電解冶金裝置,令液態銅精礦在電解後成為純度極高的陰極銅。由於有了這許多鮮為人知的採礦科技與巨型卡車,現代世界礦脈得以繼續生息──解釋了眾多有關銅礦資源即將耗盡、有關銅峰值的預言為何一直未能成真。 [18]
但不是說世上殘存的銅礦儲藏僅夠三十到四十年用度嗎?這其實是一項總是讓人誤解、造成誤導的統計數字,所以我們先在這裡簡單上一課。礦業人士在談到一項特定原料還有多少儲藏量時,他們指的是在其開採的礦裡,或已經過批准、可以開採的礦裡,還剩下多少可以在任何一段特定時間、以合乎經濟效益的手段加以開採。所謂還剩下三十到四十年的銅礦儲藏(在寫這本書時,我們還有四十二年),不是因為藏在地下的銅礦只剩那麼多,而是因為礦業人士在訂定開採方案時,一般會以這段時間為年限。 [19]
每隔一段時間總有一些報告出爐,用這些統計數字推斷我們即將耗盡某項資源──《成長的極限》不過是這類說法中最著名的一份罷了。危言聳聽、大難將至的報告,總比真實世界的硬統計數字更吸睛,所以這裡要提一個資料點供你參考:二○一○到二○二○年間,我們在全球各地共挖了兩億零七百萬噸的銅,但銅的全球儲存量非但沒有減少,反而增加了兩億四千萬噸。想一想。人類就有這個能耐,以穩穩超越實際耗用的腳步,找出更多可資運用的銅礦資源。
事實上,更值得我們關注的,不是礦業人士經常引用的儲藏量,而是另一數字:資源。這指的不僅是我們已經訂定計畫、準備日後開採的礦,而是所有藏在地下、包括那些還未發現的金屬。這類數字當然涉及許多猜測與推斷,但也讓人安心得多:根據美國地質調查局的數字,全球銅資源總計達五十六億噸,其中我們已發現二十一億噸。以我們今天的年度耗銅量估算,這相當於大約兩百二十六年的用度──若以十年後,綠能轉型全面展開時的年度耗銅量估算,大約可敷用一百一十五年。 [20]
當然,這一切都是有代價的。更有效地開採愈來愈貧瘠的銅礦造成一種負面影響:我們為採礦而必須從地殼中挖掘的土石愈來愈多。在二○○四到二○一六年間,智利礦場將年度銅產量增加了二.六%,增幅看似不大,從地下挖出來的礦石卻增加了七五%。這項統計數字最讓人心驚的還非數字本身,而是環境會計(environmental accounts)或物質流分析(material flow analysis)報告只計入已經煉成的銅,對於必須挖出多少土石才能提煉這些銅卻隻字不提。甚至連聯合國發表的人類對地球造成多大影響的評估報告中,也未納入這些土石廢料。 [21]
這個問題值得我們深思,還因為就基本而言,想削減碳排放就得將我們的許多活動從化石燃料轉為電能。家用天然氣與燃油鍋爐將走入歷史;電熱泵取而代之。內燃機汽車逐漸消失;電池動力車蔚為主流。根據預測,在二○二○到二○五○年間,我們來自電的基本能源佔比將從二○%增加到五○%。突然間,銅成為幾乎一切的骨幹。
一般汽車內部已經裝有約一哩長的銅線,連線負責各種功能的感應器與電氣元件。電動車需要的銅線為一般汽車的三到四倍,其中約半數用於馬達,其餘用於線束(wiring harness)與電池。一輛電池動力巴士的馬達、電路,與能夠承載比傳統電線更多電流的匯流排(busbars),共需要近半噸的銅。高速火車需要的更多。 [22]
如果我們需要能產生額外綠電的基礎設施,數字又更驚人。傳統發電站的發電機雖然以銅為芯,相對上需要的銅反而較少。太陽能板需要的銅約為傳統發電站的七倍,岸外風力發電站得用約十倍的銅才能發同等的電。 [23]
或許你可以預見我們面對的挑戰了:若想兌現近年來許下的各式淨零排放(net-zero)承諾,就需要巨量的銅。減少碳足跡,意味著增加銅足跡。好訊息是我們可以用資源回收技術取得一些銅,壞訊息是,就算盡可能將一切舊銅管、舊電線全數再生利用,仍遠遠無法滿足我們對銅的需求。
而真正的挑戰既不在銅資源即將耗盡,或銅愈來愈昂貴,是人們還能容忍多少這種不斷的爆炸與挖掘。就在本書付梓之際,南美洲各國政府,包括智利與世界第二大銅產國秘魯,對銅礦開採帶來的環境成本表示關切。這些政府開始對開採設限,引發有關未來供應的疑慮。
電氣時代的萌芽,正好碰上一波礦物資源豐足的良性迴圈:愛迪生與威斯汀豪斯對銅線、發電機與變壓器的需求,因新發明的電解提煉科技與新開發的大礦場丘基卡馬塔而得到滿足。現在有一種看法,認為最新這場能源轉型可能將碰上一波惡性迴圈:政治阻力將阻止銅的開採,從而影響人類掙脫化石燃料的努力。根據一項評估,如果想滿足今後幾十年對銅的需求,我們或許每年得增加三個像丘奇那樣大的礦場。我佇立山頭,凝望眼前巨坑……每年三座……那會是什麼景觀。
儘管我們比過去更懂得如何從老礦坑挖出更多的銅,新礦的發現與開採腳步都正在放緩。地表既有的銅礦大多已經枯竭。這是一個我們才剛開始面對的難題。沒有銅,世界各國政府與環保機構設計的淨零排放藍圖無望實現。就這樣,在我們的電氣化胃口愈來愈大的情況下,幾位勇敢的探險家開始往更深、更黑暗,也更有爭議的地方開採銅。
附註
[1] 有關丘基卡馬塔的大部分資訊都來自於二○二二年五月下旬對該礦的採訪。除了主要通常來自美國地質勘探局的資料外,也許特別是銅資料的最佳來源為國際銅研究組。其年度概況介紹是獲取更多資料的好地方。我的大部分資料,包括丘基卡馬塔及其鄰近礦山當前和歷史產量的資料,都來自那裡。⤴
[2] Barry Golding and Suzanne D. Golding, Metals, Energy and Sustainability: The Story of Doctor Copper and King Coal (Springer, 2017), p. 137ff. 這本優秀的參考書還包含大量有關丘基卡馬塔歷史的進一步資料。⤴
[3] The figures on the current and historic production of Chuquicamata and its sister mines are my own calculations based on data from Codelco, Cochilco (historic figures back to the 1980s) and, for legacy cumulative figures, a paper by Alejandro Faunes et al., 『Chuquicamata, Core of a Planetary Scale Cu-Mo Anomaly』, in T.M. Porter, Super Porphyry Copper and Gold Deposits -A Global Perspective (PGC, 2005). 從某些角度來看,截至撰寫本文時,丘奇的累積歷史產量略低於四千五百萬噸,而艾斯康迪達的相應數字略低於三千萬噸。已開採銅總量的資料來自美國地質調查局。⤴
[4] Jochen Smuda et al., 『Element Cycling during the Transition from Alkaline to Acidic Environment in an Active Porphyry Copper Tailings Impoundment, Chuquicamata, Chile』, Journal of Geochemical Exploration 140 (May 2014): pp. 23-40.⤴
[5] Sandra Cortes et al., 『Urinary Metal Levels in a Chilean Community 31 Years after the Dumping of Mine Tailings』, Journal of Health and Pollution 6/10 CTune 2016): pp. 19-27.⤴
[6] Paul R. Ehrlich, The Population Bomb (Ballantine, 1989).⤴
[7] Paul Sabin, The Bet (Yale University Press, 2013).⤴
[8] Pierre Desrochers and Christine Hoffbauer, 『The Post War Intellectual Roots of the Population Bomb. Fairfield Osborn's 「Our Plundered Planet」 and William Vogt's 「Road to Survival」 in Retrospect』, Electronic Journal of Sustainable Development 1/3 (2009): p. 26.⤴
[9] Andrew McAfee, More from Less: The Surprising Story of How We Learned to Prosper Using Fewer Resources - and What Happens Next (Simon & Schuster, 2019).⤴
[10] Julian L. Simon, 『Resources, Population, Environment: An Oversupply of False Bad News』, Science, 27 June 1980.⤴
[11] Ira Beaman J oralemon, Romantic Copper: Its Lure and Lore (D. Appleton-Century Co., 1934).⤴
[12] David Cohen, 『Earth's Natural Wealth: An Audit』, New Scientist , 23 May 2007; Richard A. Kerr, 『The Coming Copper Peak』, Science , 14 February 2014.⤴
[13] Manuel Mendez, Damir Galaz-Mandakovic and Manuel Prieto, 『TeleProduction of Miningscapes in the Open-Pit Era: The Case of Low-Grade Copper, Bingham Canyon, US and Chuquicamata, Chile (1903-1923)』, Extractive Industries and Society 8/ 4 (1 December 2021).⤴
[14] T. LeCain, Mass Destruction: The Men and Giant Mines that Wired America and Scarred the Planet (Rutgers University Press. 2009).⤴
[15] Ernesto Che Guevara, The Motorcycle Diaries , trans. Che Guevara Studies Center (Penguin, 2021).⤴
[16] Paul Gait, 『Metals & Mining: Why Isn't the Price of Copper US$24,ooo/t (or US$11/Lb)? An Overview of the Impact of 「Moore's Law in Mining』」, Bernstein, 2018.⤴
[17] German Flores and Alex Catalan, 『A Transition from a Large Open Pit into a Novel 「Macroblock Variant」 Block Caving Geometry at Chuquicamata Mine, Codelco Chile』, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 11/ 3 (June 2019): pp. 549-61; Pablo Paredes, Tomas Leafio Chlebnicek and Leopoldo Jauriat, 『Chuquicamata Underground Mine Design: The Simplification of the Ore Handling System of Lift 1』, in Proceedings of the Fourth International Symposium on Block and Sublevel Caving (Australian Centre for Geomechanics, 2018), pp. 385-98.⤴
[18] Marian Radetzki, 『Seven Thousand Years in the Service of Humanity-the History of Copper, the Red Metal』, Resources Policy 34/ 4 (December 2009).⤴
[19] Tim Worstall, 『The No Breakfast Fallacy: Why the Club of Rome Was Wrong about Us Running out of Resources』, Adam Smith Institute, 2015.⤴
[20] Resources numbers from USGS. Annual consumption projections from Daniel Yergin et al., 『The Future of Copper』, IHS Markit/S&P Global, 2022.⤴
[21] My calculations are based on data from Cochilco . Chilean copper output (thousands of tonnes), 2004: 5,413; 2016: 5,553. Average copper mine head grade, 2004: 1.1 per cent, 2016: 0.65 per cent. Data on grades.⤴
[22] Jeff Doebrich, 『Copper -A Metal for the Ages』, USGS, 2009.⤴
[23] Paul Gait, 『Metals & Mining: Copper and the Green Economy- Thoughts from Our Decarbonisation Conference』, Bernstein, 2019.⤴
ⅰ 「陰極銅」這個名字,就像電池中的電極,是因為它們的最後生產階段涉及電解。將純度相當高(約九五%)的銅塊泡在電解池裡,施以電流,銅原子從熔融的塊(電解過程中的陽極)移向另一極,即陰極。如此製成的銅純度更高──約為九九.九九%。丘基卡馬塔提煉廠採用的就是這種製程,而且規模極大。(作者註)⤴
ⅱ 我以生產一般等級的金屬為基準,根據美國地質探勘局(USGS)與世界黃金協會(World Gold Council)提供的二○二一年資料,得出為了生產以下金屬而從地表移除的礦石量:黃金:二十二億噸;鐵:二十六億噸;銅:三十五億噸。但事實上,在這一年,為了生產這些金屬,真正從地表剷除的土石遠比這些數字要大,因為以上數字還不包括廢石。廢石的估算又是完全不同的另一回事。而且以上數字也仍然比煤(二○一九年為七十八億噸)與石油(四十四億噸)少。(作者註)⤴