微生物「榨乾」礦山最後價值：生物科技能否解決電動車金屬荒？

美國唯一的鎳礦Eagle Mine正走向生命終點。就在汽車製造商急需這種金屬製造電動車電池之際，該礦場的鎳濃度正在下降，可能很快就會低到不值得開採的程度。但今年稍早，礦場所有者開始測試一項新技術，希望能再「榨出」一些鎳。

發酵技術讓廢礦重生

在礦場選礦廠新安裝的兩個貨櫃中，新創公司Allonnia開發的發酵衍生溶液與濃縮礦石混合，用來捕獲和去除雜質。這個過程讓原本品質不佳的礦石也能生產鎳。

Allonnia技術長肯特·索倫森表示，這種方法能幫助企業繼續經營那些像Eagle Mine一樣已經用完最佳礦石的礦場。「最容易的做法就是讓現有礦場繼續運作。」

隨著資料中心、電動車和再生能源專案的爆炸性成長，對鎳、銅和稀土元素的需求正在快速增加。但生產這些金屬變得越來越困難且昂貴，因為礦商已經開採了最好的資源。就像擠牙膏管末端的老技巧一樣，Allonnia的溶液是生物科技幫助礦商從老舊礦場、普通礦石或廢料堆中擠出更多金屬的方法之一。

從被動到主動的微生物管理

採礦業數十年來一直有意在銅礦石中播種微生物。在目前的銅生物浸出場所，礦工將粉碎的銅礦石堆成堆，並加入硫酸。像Acidithiobacillus ferrooxidans這樣的嗜酸細菌會在礦堆中定居，這些微生物產生的化學物質會破壞硫和銅分子之間的結合，釋放出金屬。

直到現在，除了維持酸性和向礦堆吹入空氣外，礦工無法做更多事情來促進微生物生長。但新創公司Endolith的執行長伊莉莎白·丹尼特說，基因工具成本的下降使得更積極地管理礦堆中的微生物群落成為可能。「我們現在使用的技術在幾年前還不存在。」

Endolith分析從礦堆流出的含銅液體中的DNA和RNA片段，以表徵生活在內部的微生物。結合一系列化學分析，這些資訊幫助公司確定應該在礦堆上撒哪些微生物來優化提取。

在對礦業公司BHP礦石的實驗室測試中，Endolith的主動技術超越了被動生物浸出方法。11月，該公司籌集了1650萬美元，準備從丹佛實驗室轉向活躍礦場的礦堆。

華人世界的機會與挑戰

儘管這些早期結果令人鼓舞，但自1970年代以來一直從事金屬生物浸出系統工作的工程師科拉爾·布里爾利質疑，像Endolith這樣向礦石添加額外微生物的公司是否能成功將其流程轉化為商業規模。「你能向公司提供什麼保證，確保這些微生物真的會生長？」

研究公司Cleantech Group負責採礦技術的分析師戴安娜·拉斯納表示，已經優化了流程中每個軟管、螺母和螺栓的大型礦業公司也不容易說服。「他們敏銳地意識到擴展這些技術需要什麼，因為他們了解這個行業。他們會是你最大的支持者，但也會是你最大的批評者。」

除了技術挑戰外，拉斯納指出，由創投支持的生物科技新創公司將難以提供投資者尋求的快速回報。礦業公司在採用新流程之前需要大量數據，這可能需要數年的測試才能編制完成。「這不是軟體。」

基因工程的月球計畫

礦業巨頭Rio Tinto的子公司Nuton就是一個好例子。該公司數十年來一直在研發一種銅生物浸出工藝，使用古細菌和細菌菌株的混合物，加上一些化學添加劑。但直到去年底才開始在亞利桑那州的一個礦場展示這項技術。

雖然Endolith和Nuton使用天然存在的微生物，但新創公司1849希望通過基因工程微生物來實現更大的性能提升。執行長賈伊·帕德馬庫馬爾說：「你可以做礦業公司傳統上做的事，或者你可以嘗試進行月球計畫，對它們進行工程改造。如果成功了，你就贏得巨大勝利。」

其他公司試圖通過應用微生物發酵的產品而非活微生物來避免這種權衡。12月完成2800萬美元投資輪的Alta Resource Technologies正在改造能夠提取和分離稀土元素的蛋白質微生物。同樣，位於紐約伊薩卡的新創公司REEgen依靠改造的Gluconobacter oxydans菌株產生的有機酸從礦石和廢料（如金屬回收渣、煤灰或舊電子產品）中提取稀土元素。