对抗中国矿物主导地位的新武器：植物

　　钱不是从树上长出来的。但很快，电动汽车电池中使用的矿物可能会这样长出来。

　　出于对中国在关键矿物领域主导地位的担忧，西方科学家和公司正尝试以越来越新颖的方式开发替代来源。

　　其中一项行动试图利用大自然的奇特之处：某些可以从土壤中吸收大量矿物（如镍和锌）的植物。它们被称为“超富集植物”，种植这些植物，然后将其焚烧以获取其中的金属，可以为美国公司提供少量国内来源的矿物，而无需承担传统采矿的高昂成本和环境破坏。

　　“当我们身处这种激烈的竞争中时，我们确实必须考虑替代方法，”美国能源部下属机构高级研究计划局(ARPA-E)的前主任Evelyn Wang表示。“这是一个技术空白领域，有可能带来变革。”该机构正拨款1,000万美元，用于寻找在美国实现镍种植的可行方法。

　　在阿默斯特的一个温室里，教授们正利用上述资金进行基因编辑，以培育一种能快速生长并吸收镍的新油料作物。如果成功，这种植物可以用来从马里兰和俄勒冈等州富含矿物的土壤中提取金属。

　　与此同时，一家名为Metalplant的美国初创公司正向阿尔巴尼亚的十几位农户支付费用，让他们利用当地的一种植物来种植镍。该公司正对这些植物的基因进行编辑，以使其能适应美国的环境。

　　该公司首席执行官Eric Matzner说：“这可能会改变我们未来对采矿的看法。”

　　美国各地散布着大约1,000万英亩贫瘠的富镍土壤。在这些地区，矿物的浓度通常太低，不足以进行大规模开采，但可以为低成本的镍种植提供机会。

　　在镍的植物开采中，这些植物被晒干并焚烧，留下灰烬状的镍精矿。然后，这种精矿可以被进一步提纯，并转化为电池级材料。

　　当然，植物开采的规模很小。该领域的公司计划每年每英亩收获约300磅镍，大致相当于六块电动汽车电池的用量。

　　但为镍种植提供资金只是美国政府为确保国防和尖端行业矿物供应而采取的广泛行动的一小部分。目前中国在这些矿物供应方面占据主导地位。

　　近年来，中国矿业和加工企业在电池、激光器和炸弹所用矿物的市场上几乎占据了垄断地位，原因之一是这些企业成本较低，加工技术更强。

　　西方国家的许多反击尝试都以失败告终。在富裕国家开矿涉及的巨额成本和环境法规让美国矿商举步不前。美国目前只有一座在运营的镍矿，即密歇根州北部的Eagle矿，但就连这座矿也计划于2029年关闭。

　　近年来，巴西、新喀里多尼亚和澳大利亚的镍矿相继关闭，因为它们无法与成本低廉的中国精炼企业竞争。据标普全球市场财智(S&P Global Market Intelligence)，如今中国企业控制着全球约54%的精炼镍供应，比例高于2015年的34%。中国企业在锂、钴和稀土等关键科技矿物领域所占的份额甚至更高。

　　不久前中国曾牛刀小试，限制对美出口锑和镓等战略矿产；锑和镓可用于制造半导体和武器。作为对川普提出的对华商品加征新关税的回应，中国政府可能会再次采取这一策略。

　　作为回应，美国政府正斥资数亿美元用于传统措施，比如钻探地下矿藏和建设国内精炼设施。但环评拖慢了一些措施的进度，而美国国内矿商的生产成本高于中国竞争对手，这也吓跑了投资者。

　　为了寻找金属的替代来源，政府机构正在把资金投向那些一度被认为是异想天开的项目。

　　2023年，美国能源部高级研究计划局拨款500万美元，用于探索从海藻中提取稀土元素等矿物质的方法；稀土元素对雷达和导弹系统至关重要。美国国防部的另一个项目则试图设计出能够从矿石中分离稀土元素的微生物。

　　在许多人看来，Rufus Chaney是植物采矿之父，他在上世纪80年代从事土壤净化工作时萌生了一个想法：能否利用超富集植物清除矿区的镍，然后再从植物中提取镍？

　　“这样不但能清理土壤，还能通过出售镍来获利，”Chaney说，他在美国农业部从事了数十年的污染土壤净化研究。

　Dhankher实验室的一名学生将暴露于镍的亚麻荠干燥样品放入混合磨机进行处理（华尔街日报）

　　然而，当Chaney与一家矿业公司合作清理加拿大一处矿区附近的土壤时，他发现植物的根系延伸到了受污染土壤表层以下，因此未能吸收到镍。Chaney的结论是，植物采矿应该用于镍自然存在于土壤深处的地区。

　　一家非上市公司借鉴了Chaney的研究成果，试图通过植物采矿来开采镍，但到2009年，这种植物迅速扩散，已经蔓延到种植区域以外，并战胜本地植物。俄勒冈州政府宣布这种名为庭荠的植物为有害杂草，并指示任何碰到这种植物的人拨打该州入侵物种热线“1-866-入侵者”。

　　新西兰坎特伯雷大学(University of Canterbury)教授布雷特·罗宾逊(Brett Robinson)与人合著了一篇发表于10年前的论文《植物提取：行动在哪里？》(Phytoextraction: Where’s the Action?)。该论文的结论是，植物采矿效率低下，部分原因是从分散的农场收集矿物原料并运送到镍冶炼厂产生的成本。

　　“坦率地说，我对这次重新燃起的兴趣感到惊讶，”他在谈到美国政府的上述新项目时说。

　　如今，少数几家非上市公司正寻求抓住眼下对既环保、又不受中国影响的矿物的需求。

　　从植物中提取的镍已经可以做到比传统采矿获得的镍具有更高的化学纯度，同时省去了高能源消耗和高成本的加工过程。

　　植物采矿计划Botanickel是生物技术公司Econick和总部位于卢森堡的钢铁公司Aperam合作进行的，后者正在寻找环保型镍。

　　Botanickel在欧洲和马来西亚设有温室，种植一种名为Phyllanthus Rufuschaneyi的吸镍植物，该植物以Chaney的名字命名，Chaney为该公司提供咨询服务。该公司希望尽快将生产商业化。

　　由马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)植物生物技术学家Om Parkash Dhankher领导的一个团队最近获得了美国政府130万美元的资助，尝试将那种被俄勒冈州认定为有害杂草的吸镍植物的遗传物质植入一种油料作物中。

　　Dhankher的团队必须分离出参与吸收镍的基因序列，然后植入一种全新的植物。镍对植物有毒，因此吸收镍可能会杀死这种油料作物。因此，Dhankher的团队必须识别出将镍流导向中央液泡的基因，中央液泡是植物细胞中充当垃圾填埋场的部分，镍可以储存在那里而不伤害植物本身。

　　他们希望通过从庭荠中提取吸镍基因，并植入在北美广泛种植的这种油料作物，目的是避免被州政府宣布为有害杂草。

　　如果Dhankher取得成功，那么在俄勒冈州或马里兰州富镍土壤中种植他培育的植物，就有望通过用于生物燃料的种子油和镍两个方面获得收入。

　　最近的一天，这家实验室和温室里一片忙碌景象。一名博士后研究员正在研磨一株有过镍暴露的植物，以提取其核糖核酸(RNA)，以便该团队能够弄清楚镍暴露对基因的改变。

　　“我们的目标是实现最大积累，”Dhankher说。