【生活智庫】一些植物能從土壤吸收和儲存金屬「植生採礦」協助紓緩金屬需求

在阿爾巴尼亞北部特羅波耶(Tropoje)的一片農田裡,農民正在一排排黃芥菜之間工作,把剛砍下來黃花放在陽光下曬乾。不過他們不僅是收穫作物,這裡既是農場,也是礦場,因為這些植物能提取高濃度的鎳──廣泛應用於電池的金屬。

這農地由新創公司Metalplant擁有。公司由阿爾巴尼亞富商薩希特‧穆賈(Sahit Muja)和美國投資者艾瑞克‧馬茨納(Eric Matzner)共同創立,旨在透過「植生採礦」(phytomining)技術在植物中萃取鎳。

穆賈在特羅波耶長大,小時候,當地周圍都長了名為「齒絲薺」(Lulja e Qenit,學名Odontarrhena chalcidica)的野生植物。這種植物會長出小黃花,動物很少食用,因而蔓延到農田和牧場,當地人經常用火將之燒掉。

2021年,穆賈收到馬茨納的電話,表示有興趣收購齒絲薺。

齒絲薺類似芥菜籽花,屬巴爾幹半島西部和希臘北部的原生植物,是鎳超級蓄積植物(Nickel Accumulating Plant)之一。這類植物能從土壤中吸收鎳,並將其高濃度地沉積在葉子和莖中。用「植生採礦」技術,可以從這些植物中提取鎳。同年,穆賈和馬茨納成立了MetalPlant。目前,該公司在特羅波耶10公頃的農地種植這種植物。

電動車日益普及,電動車電池所需的鎳需求增加。為滿足這項需求,許多新創公司轉向種植業,務求以可永續的方式滿足工業需求。阿爾巴尼亞是世界上較大的鎳生產國之一,以紅土鎳礦為主,大多分佈在中部和東南部地區。

礦物質是植物必需的營養素,植物都能從土壤中吸收像鉀、銅、鋅等,但大多數能保留的礦物含量十分少,但超級蓄積植物可以積累高濃度的金屬。以鎳來說,植物從土壤中吸收鎳元素後,透過焚燒處理成灰狀鎳濃縮物,可再純化為電池級的原材料。

國際能源總署預測,受全球電動車電池需求推動,鎳需求將快速增長,到2050年預計增加一倍。現時大部分鎳供應來自印尼,當地礦山土壤的鎳含量較高,但主要由中國擁有。在地緣政治形勢緊張下,各國均積極找尋是其他重要的礦產來源。

此外,德國化學工業公司贏創工業(Evonik Indutries AG)已在試驗植物採礦,以永續的方式取得鎳。另一家新創公司Viridian也為其植物技術申請了專利,聲稱可以從土壤中提鍊超濃縮鎳。

「植生採礦」技術對環境也有益處。荷蘭瓦赫寧大學的研究員安東尼‧范德恩特(Antony van der Ent)是世界上知名植物採礦研究人員,也是該領域另一家公司Botanickel的顧問,他說:「植物採礦對環境的影響很小。」傳統的金屬開採往往需要砍伐大片林地,並可能產生有毒礦物和廢料。

「植生採礦」並非新概念,早在1983年由美國農業部的資深農學家魯弗斯‧切尼(Rufus Chaney)提出,用超積累植物從土壤去除金屬物質;1996年Alan Baker開始在俄納岡州進行實驗。

美國能源部旗下的高級研究計畫署(ARPA-E)已撥款1千萬美元,資助多支大學和私人公司的研究團隊,開發能夠吸收超級蓄積植物,期望「種出」重要礦產。

不過,有分析員卻對此有所保留。彭博新能源財經金屬市場分析師夸西‧安波福(Kwasi Ampofo)表示:「最關鍵的問題是能否大規模生產,生產規模愈大,成本愈低。但對於植物採礦而言,挑戰不在成本,而在土地。」

據估計,要達到一座傳統鎳礦的年產量,「植生採礦」的面積要達到約20萬公頃,相當於兩個半紐約市。要完全取代目前全球常規鎳礦生產,估計需要1,500萬公頃「植生採礦」土地,相當於突尼斯的國土面積。

密西根理工大學對植物採礦作過廣泛研究,生物化學家達塔魯帕莉(Rupali Datta)表示:「『植生採礦』絕對不能取代傳統採礦,只可以是一種補充。」

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