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慎重看待銅鋁替代問題-鋁合金電纜
時間：2021/7/28 10:22:19 瀏覽：1204次
礦產(chǎn)資源消費有其自身的規(guī)律性，要理性慎重看待銅鋁替代問題一段時間以來，一些企業(yè)、媒體提出以鋁代銅具有戰(zhàn)略意義，應(yīng)視為發(fā)展方向，認(rèn)為可節(jié)約短缺的銅資源等。
研究員介紹，我國鋁合金電力電纜行業(yè)呈現(xiàn)出以銅為主的格局。目前，我國電線電纜工業(yè)年產(chǎn)值已突破萬億元大關(guān)，成為制造業(yè)中僅次于汽車制造業(yè)的第二大產(chǎn)業(yè)，同時也極大地帶動了銅、鋁等重要原材料產(chǎn)業(yè)和上、下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的作用。
目前我國電線電纜工業(yè)銅、鋁導(dǎo)體總產(chǎn)量分別為484 萬噸和220 萬噸，分別約占全國用銅、鋁量的64%和13%，約占全球電線電纜銅導(dǎo)體產(chǎn)量的33%。國內(nèi)電力電纜的以鋁代銅的替代競爭主要集中在低壓和中壓地下電力電纜。從整體來講，銅導(dǎo)體一直是電力電纜行業(yè)用量的主力。
在我國，電纜工業(yè)是銅的靠前用戶。在電纜工業(yè)中，鋁能否代替銅？消費哪一種資源是基于何種原則的呢？研究員說，礦產(chǎn)資源消費有其自身的規(guī)律性。我們課題組進(jìn)行了綜合研究，結(jié)論是：銅導(dǎo)體在電力電纜領(lǐng)域綜合性能優(yōu)于鋁導(dǎo)體。比較而言，銅導(dǎo)體擁有更優(yōu)的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，特別是具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、抗腐蝕性和抗蠕變性，且技術(shù)成熟、安全可靠、維護(hù)方便、安裝容錯率高，是世界各國電力電纜領(lǐng)域普遍采用的主要導(dǎo)體材料。有四個理由提醒我們必須要理性慎重看待銅鋁替代問題，不宜推行以鋁代銅。
靠前，從電力電纜行業(yè)銅鋁替代的可行性角度看，無論是導(dǎo)電性能、機(jī)械性能還是耐腐蝕性能，均為銅優(yōu)于鋁、鋁合金。具體來說，導(dǎo)電性能方面：鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電率只有銅導(dǎo)體的60%左右，鋁合金導(dǎo)體要更差些。在抗氧化腐蝕能力方面，由于銅鋁元素有不同的原子結(jié)構(gòu)，鋁的化學(xué)性能比銅要活潑的多，因此鋁導(dǎo)體的抗氧化腐蝕能力比銅導(dǎo)體要差得多，無論是純鋁還是鋁合金導(dǎo)體都一樣，因此其起火概率大約為銅導(dǎo)體的10倍左右。
在抗電化腐蝕能力方面：鋁的電極電位比銅的要低得多，鋁導(dǎo)體因而很容易被電化腐蝕，特別是在鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體或其他導(dǎo)體相接觸的情況下。
從熱膨脹角度來看：鋁導(dǎo)體的線性膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于銅導(dǎo)體。這會導(dǎo)致熱脹冷縮后的接觸不良，甚至產(chǎn)生接觸不緊密、氧化發(fā)熱等事故，并且會惡性循環(huán)。
從抗張強(qiáng)度和抗蠕變能力角度看：從極限抗張強(qiáng)度和屈服抗張強(qiáng)度來比較，銅導(dǎo)體較好，純鋁導(dǎo)體較差，鋁合金相比純鋁有較大的改進(jìn)，但仍不及銅導(dǎo)體。
第二，從技術(shù)安全角度看，在特別強(qiáng)調(diào)安全可靠、安全系數(shù)要求較高的情形下必須使用銅導(dǎo)體；在有較強(qiáng)振動、線纜容易折斷、高溫潮濕的環(huán)境下也應(yīng)使用銅導(dǎo)體。特別在居民住宅線路中，為保障居民生命財產(chǎn)安全，必須全部采用銅線。而在對銅有腐蝕性的環(huán)境下以及在架空輸電線路、較大截面的中頻線路和高頻線路等情況下，在管理水平較高的前提下才可以使用鋁來替代銅。事實上，對鋁及鋁合金電纜的使用，美國等發(fā)達(dá)國家作了嚴(yán)格限制。我國尚未達(dá)到足夠的技術(shù)水平，出于安全考慮，不適宜大量采用鋁及鋁合金導(dǎo)體。
第三，從經(jīng)濟(jì)效益的角度看，電力電纜的經(jīng)濟(jì)選型主要考慮整個全生命周期（30年）投資、損耗和運營維護(hù)費用之和要較小。在電纜線路運行過程中，30年的損耗所耗費的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初期投資建設(shè)的費用。就初期投資講，銅電纜成本較高，但由于銅導(dǎo)體導(dǎo)電率高、可靠性高，較終平均損耗要低于鋁導(dǎo)體和鋁合金導(dǎo)體，銅電纜的損耗和運營維護(hù)費用較低。
第四，從化解產(chǎn)能過剩角度看，目前冶煉企業(yè)產(chǎn)能過剩問題是電解鋁行業(yè)的難題，也在銅冶煉行業(yè)顯現(xiàn)。推行銅鋁替代，對化解我國鋁工業(yè)產(chǎn)能過剩杯水車薪，卻可能對銅工業(yè)造成嚴(yán)重打擊。以鋁電纜替代銅電纜不僅不能解決電解鋁行業(yè)產(chǎn)能過剩，反而會帶來更嚴(yán)重的銅行業(yè)產(chǎn)能過剩。據(jù)估算，替代100萬噸銅，僅產(chǎn)生50萬噸鋁需求，這對于化解總產(chǎn)能3000萬噸、過剩產(chǎn)能800萬噸的鋁冶煉行業(yè)恐怕是杯水車薪。而減少100萬噸銅需求，則會對精銅消費總需求僅900萬噸的銅市場造成巨大沖擊。而目前我國電纜相關(guān)行業(yè)已經(jīng)產(chǎn)能過剩，2014年國內(nèi)銅桿行業(yè)產(chǎn)能約為1162萬噸，實際產(chǎn)量約為565萬噸，行業(yè)產(chǎn)能利用率僅為49%；而5年前行業(yè)產(chǎn)能利用率還保持在60%以上。而我國現(xiàn)有電線電纜廠家近4000家，其中生產(chǎn)銅電線電纜廠家占大多數(shù)，行業(yè)年產(chǎn)值1.2萬億元。在我國電纜行業(yè)已經(jīng)產(chǎn)能過剩的情況下，再推動鋁電纜替代銅電纜，勢必造成大批銅電纜設(shè)備閑置、投資浪費。
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