Сможет ли алюминий заменить большую часть меди в условиях глобального энергетического перехода?

С глобальной энергетической трансформацией, может ли алюминий заменить большую часть вновь возросшего спроса на медь? В настоящее время многие компании и отраслевые ученые изучают, как лучше «заменить медь алюминием», и предполагают, что корректировка молекулярной структуры алюминия может улучшить его проводимость.

Благодаря своей превосходной электропроводности, теплопроводности и пластичности медь широко используется в различных отраслях промышленности, особенно в электроэнергетике, строительстве, бытовой технике, транспорте и других отраслях. Но спрос на медь стремительно растет, поскольку мир переходит на более экологичные источники энергии, такие как электромобили и возобновляемые источники энергии, а источник поставок становится все более проблематичным. Например, электромобиль потребляет примерно в четыре раза больше меди, чем обычный автомобиль, а электрические компоненты, используемые на электростанциях с возобновляемой энергией, и провода, которые соединяют их с сетью, требуют еще большего количества меди. С учетом стремительного роста цен на медь в последние годы некоторые аналитики предсказывают, что разрыв в поставках меди будет становиться все больше и больше. Некоторые отраслевые аналитики даже назвали медь «новой нефтью». Рынок сталкивается с дефицитом меди, которая имеет решающее значение для декарбонизации и использования возобновляемых источников энергии, что может привести к росту цен на медь более чем на 60% в течение четырех лет. Напротив, алюминий является самым распространенным металлическим элементом в земной коре, и его запасы примерно в тысячу раз превышают запасы меди. Так как алюминий намного легче меди, его добыча более экономична и удобна. В последние годы некоторые компании стали использовать алюминий для замены редкоземельных металлов с помощью технологических инноваций. Производители всего, от электричества до кондиционеров и автозапчастей, сэкономили сотни миллионов долларов, перейдя на алюминий вместо меди. Кроме того, высоковольтные провода могут достигать больших расстояний, используя экономичные и легкие алюминиевые провода.

Однако некоторые аналитики рынка заявили, что эта «замена меди алюминием» замедлилась. В более широких электрических применениях основным ограничением является электропроводность алюминия, которая составляет всего две трети от проводимости меди. Исследователи уже работают над улучшением проводимости алюминия, делая его более востребованным на рынке, чем медь. Исследователи полагают, что изменение структуры металла и введение подходящих добавок действительно может повлиять на проводимость металла. Экспериментальная методика, если она будет полностью реализована, может привести к сверхпроводящему алюминию, который может сыграть свою роль на рынках за пределами линий электропередач, преобразуя автомобили, электронику и электросети.

Если вы можете сделать алюминий более проводящим, даже на 80% или 90% таким же проводящим, как медь, алюминий может заменить медь, что приведет к огромному сдвигу. Потому что такой алюминий более проводящий, легче, дешевле и более распространен. С той же проводимостью, что и медь, более легкие алюминиевые провода могут использоваться для разработки более легких двигателей и других электрических компонентов, позволяя автомобилям преодолевать большие расстояния. Все, что работает на электричестве, можно сделать более эффективным, от автомобильной электроники до производства энергии и доставки энергии через сеть в ваш дом для подзарядки автомобильных аккумуляторов.

Исследователи говорят, что стоит переосмыслить двухсотлетний процесс производства алюминия. В будущем они будут использовать новый алюминиевый сплав для производства проводов, а также стержней, листов и т. д. и пройдут ряд испытаний, чтобы убедиться, что они более проводящие, прочные и достаточно гибкие для промышленного использования. Если эти испытания пройдут успешно, команда заявляет, что будет работать с производителями, чтобы производить больше алюминиевого сплава.