文／燕來榮

一、以鋁節(jié)銅降能耗 風生水起掀春潮

眾所周知，銅因其導電性高、穩(wěn)定性好而被廣泛應用于電器設備導體材料中，但我國是個貧銅富鋁的國家。銅價不斷走高，在此趨勢下相關企業(yè)研發(fā)銅鋁復合材料風生水起。

日前，安徽欣意電纜公司通過科研攻關，成功研制出“鋁合金電纜”，破解了國內多年來沒有突破的電纜導體“以鋁代銅”科技難題。專家評審認為，該技術綜合性能達到國際先進水平，具有較大的推廣應用價值。

國內最大的銅鋁復合材料產(chǎn)業(yè)基地早在兩年前也在蘇州相城區(qū)陽澄湖鎮(zhèn)開工建設。隨后蘇州華銅復合材料有限公司歷經(jīng)了幾年的自主研發(fā)，終于率先研發(fā)出具有國際同行領先技術工藝的“銅鋁復合匯流排”這一新型導體材料。銅鋁復合匯流排的研發(fā)、推廣、應用不僅能“以鋁節(jié)銅”極大緩解我國銅資源的不足，更為我國電氣設備行業(yè)有效節(jié)約成本，節(jié)能減排，實現(xiàn)銅鋁資源的再循環(huán)利用開創(chuàng)了新路。據(jù)介紹，銅因其導電性高、穩(wěn)定性好而被廣泛應用于電器設備導體材料中，但我國是一個貧銅富鋁的國家，電工行業(yè)中截流導體材料年消耗銅材占全世界銅材消耗總量的近三分之一，因此銅材成為我國除了石油之外重要的戰(zhàn)略資源。銅鋁復合匯流排采用99.9%的鋁為芯體，外層包的銅材占整個截面的20%，高純度的陰極銅加與鋁一次性鍛鑄成型，既解決了鋁不穩(wěn)定、導電性差的問題，又極大程度節(jié)約了國家銅資源，減少了銅冶煉中需要的能耗和排放的二氧化碳量，其90%以上的導電性能夠完全滿足國內外各電氣設備行業(yè)的導電需求，也極大降低了企業(yè)成本，有效實現(xiàn)了有色金屬資源的綜合利用?，F(xiàn)在我國年產(chǎn)銅電線，電纜，匯流排約360萬噸，如果全部采用銅鋁復合材料只需180萬噸，其中用銅72萬噸，年可節(jié)約銅材288萬噸，是我國年消耗銅材的50%，延長了我國銅資源的使用年限。以鋁節(jié)銅對于國家節(jié)約銅資源、節(jié)能降耗都具有戰(zhàn)略性的意義。

銅鋁復合排生產(chǎn)工藝是模鑄連軋直接成型的新技術,銅鋁體積比為20:80,達到了最佳性價比。比重為3.94,導電率達到銅排的90%。在實用過程中增大一個規(guī)格可完全替代銅排,并且不用改變電器設備的結構,可降低成本50%。銅鋁復合排是一個低成本節(jié)能產(chǎn)品,有較大節(jié)能空間,我國裝機容量已達9.66億kW,線路損耗約占10%，即有1億kW白白消耗在電網(wǎng)上。減小電路損耗對節(jié)能減排有很重要的作用。減小線路損耗就需要增大導體截面，增大工程投資。增大銅導體截面來獲得節(jié)能效果代價太高,而采用成本較低的銅鋁復合排,增大截面,可獲得顯著的節(jié)能效果，僅母線槽一個產(chǎn)品年可減小線路損耗30多億kWh。電氣產(chǎn)品的可靠性最重要，用戶對新產(chǎn)品，新材料選用很慎重,必須要有產(chǎn)品標準和多年工業(yè)運行的案例才會放心選用。此外，銅鋁復合排的下游產(chǎn)品必須經(jīng)過國家強制認證，其主要材料必須要有權威產(chǎn)品標準才會被選用，因此研發(fā)同時要注重產(chǎn)品標準的起草和產(chǎn)品試驗，產(chǎn)品認證。該技術在國家三大行業(yè)權威檢測機構通過了檢測；在上海理工大學做了0～200℃ 100次熱循環(huán)試驗，檢測試驗前后銅鋁界面結合強度；在上海電纜研究所做了1000次熱循環(huán)試驗；產(chǎn)品通過了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的專家鑒定和中國電力認證（CECC），取得了進入市場的準入證。

據(jù)報道,國內電線電纜生產(chǎn)企業(yè)“金壹惠爾電纜”也開發(fā)出新型稀土高鐵鋁合金電力電纜,在安全性能、電氣性能、機械性能上均取得重大技術突破,完全滿足國家現(xiàn)行標準要求。當鋁合金電纜的導體截面積是銅芯的1.5倍時，兩者能達到相當?shù)碾姎庑阅?，但“金壹惠爾”實現(xiàn)了跨越式的創(chuàng)新，通過最新的緊壓絞合工藝，截面積實際只增大了到1.1～1.25倍，截流量完全等同甚至優(yōu)于傳統(tǒng)銅線纜。這項突破將對國內的鋁合金電纜的應用產(chǎn)生重大影響。在電氣性能相當?shù)那闆r下，鋁合金電纜本身的優(yōu)勢將更加明顯:低成本，直接采購成本比銅纜低30%～40%，一般建筑節(jié)約安裝施工費用20%以上，大跨度建筑可節(jié)約40%以上;重量輕，僅為同等銅纜的一半，易運輸、易鋪設等。對于大中型工程來說，選用鋁合金電纜能實現(xiàn)資金、人力、物力的全面節(jié)約。除了技術上的創(chuàng)新，鋁合金電纜的制造成本也頗具優(yōu)勢。作為生產(chǎn)鋁合金電纜的主要原料，氧化鋁等資源在我國的儲量十分豐富，進口價格也遠低于銅，是線纜企業(yè)較為理想的生產(chǎn)材料。這些潛在條件都將加快“以鋁代銅”在國內的步伐。

前段時間，銅價高漲，已遠遠超過某些企業(yè)的承受能力。據(jù)報道，興樂集團幾年前就在研發(fā)銅包鋁，希望能在不降低線纜各項性能指標的前提下，找到破解線纜原材料瓶頸的一條出路，他們認為銅包鋁技術是可行的。開發(fā)“銅包鋁(CCA)和銅復合導體電線電纜”兩項新產(chǎn)品通過鑒定，并簽約千萬元訂單就是一個很好的佐證。鑒定結果表明:該產(chǎn)品與銅導體同類產(chǎn)品相比，成本下降了20%～40%。而且比重小、易于加工、便于安裝、傳輸性能好。

報載，浙江蕭山電力經(jīng)過多日緊張的施工，電力部門110千伏先鋒變電站的10千伏先巖、鋒巖線至開關站的鋁芯電纜正式投入使用，全長6000米的鋁芯電纜，比使用銅芯電纜可減少投資費用192萬余元，這標志著電力鋁芯電纜推廣工作真正落到實處。

資料顯示，全世界銅藏量僅有5億多噸，每年消耗1800多萬噸，僅夠使用35年，但我國年耗銅800多萬噸，占世界一半，電力行業(yè)耗銅300多萬噸，又占我國耗銅總量的一半，是世界耗銅最大的行業(yè)。近幾年，銅價上升，約為鋁價的4倍，差價刷新歷史新記錄。這加速了俄羅斯電纜和線束制造商用鋁代銅進行生產(chǎn)的進程。俄羅斯如果采用鋁代銅進行生產(chǎn)的話，銅的需求量1年將減少40萬噸。減少的產(chǎn)量有一半將轉移到鋁上。銅價上漲刷新歷史記錄，可以預計使用同類產(chǎn)品替代的機會將會增加。鋁的平均價格下降，因替代需求增加，鋁價將會上升。因此，除俄羅斯、美國鋁業(yè)生產(chǎn)公司等的銷售額有望增加。鋁的市場規(guī)模將上漲到1000億噸。我國人均用電量處于世界低水平，電力工業(yè)發(fā)展還處于快速發(fā)展階段，需要大量的銅材做后盾。只有研發(fā)出成本較低、性能可以替代銅材的鋁合金新材料，才能解決這個資源性矛盾，這是必然的發(fā)展方向。

二、鋁合金替代銅材線纜新材料的結構特點和性能優(yōu)勢

對于電線電纜行業(yè)來說，最明顯的材料替代就是用鋁導體代替銅導體。在計算銅、鋁導體的相對成本時，需要考慮價格、比重和導電率等因素，才能得出使用鋁導體是否節(jié)省成本的真實答案。銅的比重是8.9g/cm3，鋁的比重是2.7g/cm3，銅比鋁重。也就是說，在導體規(guī)格相同的情況下，銅導體的重量是鋁導體的3.3倍。但是，鋁的導電率只有銅的61%，即在傳輸電流相同的情況下，鋁導體的截面要比銅導體大61%。所以，從導體重量方面來說，要使兩種導體具有相同的載流量，所需要的銅導體的重量大約是鋁導體的2倍。另外，銅鋁的價格比大約是3.5元左右，因此，等效銅導體的成本是鋁導體的7倍。

當然,如上所述的單純成本比較并不能說明全部問題。由于電纜產(chǎn)品是有標準導體規(guī)格限制的產(chǎn)品,不可能買到導電率與銅芯電纜完全相等的鋁芯電纜。因此,如果用鋁導體制造電纜,就必須使用截面更大的鋁導體。經(jīng)驗證明,在載流量相等的情況下,鋁芯電纜的導體截面應該是銅芯電纜導體截面的2倍。既然鋁芯電纜導體的截面是銅芯電纜導體的2倍，那么隨后引起的鋁芯電纜的絕緣、護套和鎧裝材料的增加，則削弱了使用鋁導體的價格優(yōu)勢。這就是說,鋁和銅相比的價格優(yōu)勢是不大的,因為導體畢竟只是整個電纜成本的一小部分。以70mm2的銅芯電纜為例,銅導體的成本大約占整根電纜成本的65%,而載流量相等的120mm2鋁芯電纜成本可節(jié)省23.5%。如果銅導體的成本占整根電纜成本的80%,那么載流量相等的鋁芯電纜成本節(jié)省可達46%。只有電纜中銅導體的成本下降到整根電纜成本的50%以下時,鋁芯電纜才會失去其成本優(yōu)勢?，F(xiàn)在，絕大多數(shù)銅芯低壓電纜和許多中壓電纜導體的成本都已經(jīng)超過50%,因此與銅芯電力電纜相比,鋁芯電力電纜的成本節(jié)約優(yōu)勢則相當明顯。

據(jù)介紹，與傳統(tǒng)的銅芯電纜不同，鋁合金電纜采用高延伸率鋁合金材料，在純鋁中通過加入鐵等材料，并經(jīng)過緊壓絞合工藝及特殊的退火處理，將合金鋁中的空隙“擠壓”干凈減少截面積，使電纜具有較好的柔韌性。絕緣材料采用自主研發(fā)的阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯，外層采用金屬連鎖鎧裝結構。該鋁合金安全性能優(yōu)于銅芯線纜，當其表面與空氣接觸時，將形成一種薄而堅固的氧化層，耐腐蝕。因為添加了鐵產(chǎn)生高強蠕變性能，即使在長時間過載和過熱時，也能保證聯(lián)接穩(wěn)定。此外，鋁合金電纜的重量僅為銅電纜的50%，還可有效降低安裝成本。

鋁合金替代銅材線纜新材料有如下的結構特點和性能優(yōu)勢。

鋁合金導體的導電率是最常用基準材料銅(IACS)的61%。其導電熱性能僅次于銀、銅和金。因此成為目前國內外廣泛應用、產(chǎn)量最大的導電材料。采用具有我國特色的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的高強度鋁合金電力電纜性能達到國際電工委員會(IEC)標準要求。生產(chǎn)及用量日增，目前應用于各個領域，取得極好的經(jīng)濟效益，節(jié)約大量的成本而且提高了線路的質量。

鋁合金表面與空氣接觸時立即形成薄而堅固的氧化層。這種氧化層特別耐受各種形式的腐蝕。鋁合金具有承受最惡劣環(huán)境的特性,所以鋁合金作為托盤內電纜的導體被廣泛應用。在含硫的環(huán)境中,如:鐵路隧道和其它類似地方,鋁合金電纜的抗腐蝕性能大大優(yōu)于銅電纜。

鋁合金電纜的反彈性能比銅電纜小40%;鋁合金電纜的柔韌性能比銅電纜高25%;鋁合金電纜有很好的彎曲性能，敷設半徑遠小于銅電纜要求，因此更容易進行敷設和端子連接;鋁合金特殊配方與熱處理工藝大大減少了金屬受熱和壓力下的“蠕變”傾向。用鋁合金導體制造的電氣連接與銅導體制造的連接一樣穩(wěn)定;鋁合金電纜的熱膨脹系數(shù)比銅電纜略高，它比銅膨脹或收縮更多一點。因此，鋁合金導體不能用銅連接器來連接，為保證運行安全應使用過渡連接器連接。一般銅纜的彎曲半徑為10～20倍外徑，而合金電纜彎曲半徑僅為7倍外徑；不易彎曲反彈。合金電纜彎曲后反彈小，這種特性對安裝很有利，在一些狹小的安裝空間，工人不會因無法躲避而被彎曲反彈的電纜打傷；合金改善了純鋁的抗拉強度，合金電纜可支撐13000英尺長度的自重，銅電纜只能支撐9000英尺長度的自重。這種優(yōu)勢在大跨度的建筑配線時體現(xiàn)得尤為突出。

鋁合金電力電纜導體中的合金成份大大改進了傳統(tǒng)鋁電纜的連接性能，這是它被批準為合金導體材料(ACW)的根本原因。尤其是當導體遇火時，添加的鐵產(chǎn)生高強度抗蠕動性能，即使在長時間過載和過熱過程中，也能保證連接穩(wěn)定性。而采用CSA認可的90℃級機械連接器提供的試驗設施進行的連接器試驗結果表明，其性能與用同樣方式連接的銅導體的性能相同。事實上，試驗只是進一步證實了按照規(guī)范要求安裝生產(chǎn)的鋁合金電力電纜在問世以來從未發(fā)生過任何故障。實現(xiàn)同樣的電氣性能，鋁合金電力電纜直接采購成本比銅電纜低15%～20%；一般建筑節(jié)約15%～20%以上，大跨度節(jié)約30%以上。僅以規(guī)模為2臺60萬千瓦機組的電廠為例，采用銅芯電纜約需3億元人氏幣，而采用鋁合金電力電纜則節(jié)約30%。特別是在我國城鎮(zhèn)化建設、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造加速之日，銅資源逐漸枯竭、電纜的需求不斷加大之時，使用新型鋁合金電力電纜，每年節(jié)約的費用可達千億元以上。這樣不僅可節(jié)省大量的政府和企業(yè)投資，而且對創(chuàng)建節(jié)約型社會和國家也將產(chǎn)生不可估量的影響。

加鋁合金電纜的安裝及應用:安裝O-Z鋁套管只需要3～4min，而黃銅套管由許多配件組裝而成，安裝復雜。O-Z鋁接頭的費用也低于黃銅接頭，與鋼絲鎧裝銅纜相比，鋁帶鎧裝更易剝離；鎧裝為自鎖型，除非電纜被埋在地下或水泥中，否則不需要PVC外套。可連接銅鋁電纜。在實現(xiàn)同樣的電氣性能的前提下，合金電纜比國內同等品質銅電纜價格大約低15%。由于合金電纜重量僅為銅纜的一半，反彈性能比銅纜少40%，柔韌性能比銅電纜高25%；使用合金電纜可以降低施工單位的安裝成本。一般性的建筑項目可節(jié)約安裝施工費用20%以上，大跨度的建筑項目可節(jié)約安裝施工費用40%。在資源緊張，需求量加大的情況下，鋁合金電纜不僅可節(jié)省大量投資，對創(chuàng)建節(jié)約型社會也將產(chǎn)生不可估量的作用。

我國的鋁合金電纜市場發(fā)展緩慢，最重要的原因是生產(chǎn)工藝和技術落后，此前一段時期內，無法使鋁合金電纜達到與銅纜同等的電氣性能。經(jīng)過近些年的快速發(fā)展，國內線纜企業(yè)的研發(fā)實力和生產(chǎn)能力得到了極大提升。較多企業(yè)經(jīng)過多年的技術攻關，在鋁合金電纜上取得多項突破，并通過了國家多部門的權威認證。在純鋁中通過加入稀土、鐵等材料，通過最新的緊壓絞合工藝，在截面積只增大1.1倍的前提下，使鋁合金電纜的截流量完全等同甚至優(yōu)于傳統(tǒng)銅線纜。面對不同的使用環(huán)境和施工要求，還針對性地開發(fā)了多款產(chǎn)品，以便實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、持久的電力傳輸。與銅線纜相比，鋁合金電纜的性價比主要體現(xiàn)在以下方面:鋁原料的價格本就遠低于銅，即使在生產(chǎn)過程中添加了稀土等貴重材料，但總成本仍低于銅纜40%左右。對于大型項目來說，將得以節(jié)省一筆巨額的線纜采購成本;根據(jù)GB/T12706中對銅纜安裝時彎曲半徑的規(guī)定，銅纜的彎曲半徑是10～20倍電纜直徑，鋁合金電纜的彎曲半徑最小為7倍電纜直徑，鋁合金電纜在不同安裝環(huán)境中能避免更多的損耗。同時鋁合金電纜重量較輕，在大跨度安裝中可減少橋架，更易于敷設，安裝成本更低;鋁合金電纜的合金體與空氣接觸時將立即形成致密的氧化層，這種氧化層特別耐受各種形式的腐蝕，再加上線纜外包的硅烷交聯(lián)聚乙稀絕緣材料，電纜自身的使用壽命比銅纜延長10年以上。

三、鋁合金替代銅材線纜生產(chǎn)企業(yè)將引來巨大的發(fā)展新機遇

隨著“西電東送”、“北電南送”等重大的能源發(fā)展戰(zhàn)略的推動，我國的電力發(fā)展開始邁向高速發(fā)展時期。按照“十二五”規(guī)劃，截止2015年，全國需電量5.5萬億千瓦時，基本實現(xiàn)電力供需平衡。業(yè)內專家預測，由于鋁合金的導電性能逐步被用戶認可，價格又比銅電纜低30%～40%，因此在輸電線架設和電力電纜敷設中，鋁合金導線用量的比例將顯著增加，國內鋁合金線纜生產(chǎn)企業(yè)將引來巨大的發(fā)展新機遇。

在工程應用中,判斷電纜產(chǎn)品是否適用的重要標準是線纜的載流量。銅線纜之所以被廣泛的使用,就在于銅導線的安全載流量5～8A/mm2比鋁導線更高,導電率和安全性能夠得到充分的保障。對于銅線纜的過度依賴，直接導致電線電纜行業(yè)用銅量占到中國用銅量的60%以上,70%要從國外進口,原材料供應緊張價格高企,每次銅價的波動都會引起線纜行業(yè)的震動。從國外經(jīng)驗來看，自上世紀80年代起，大部分歐洲和美洲國家就開始用鋁合金線纜代替銅線纜，在保持40多年安全使用的同時，不僅有效降低了線纜的制造成本和使用成本，而且在環(huán)保、生態(tài)等方面也受益匪淺。面對“以鋁代銅”的國際線纜發(fā)展趨勢，國內的實力企業(yè)也投入資金和人力進行技術攻關，并初顯成效。

據(jù)了解，我國氧化鋁的資源非常豐富，采用鋁芯電纜代替銅芯電纜有較多的優(yōu)點。在投資成本方面，相同載流量的鋁芯電纜和銅芯電纜相比，35千伏鋁芯電纜可節(jié)約成本40%～60%，10千伏鋁芯電纜可節(jié)約成本50%～70%，且電纜截面越大，效果越明顯。在運輸、敷設架空等施工方面，由于鋁芯電纜外徑小，重量輕，較銅芯電纜省力、省工，電纜附件的配套也較容易解決。在配網(wǎng)建設工程中使用鋁芯電纜，既能滿足電網(wǎng)建設發(fā)展的要求，又能降低工程建設成本，可謂一舉兩得。目前，在國內各地的廠房、運輸、公共設施、供電工程等新建項目中已可以看到鋁合金電纜的身影。由于鋁合金電纜配套了與銅纜等的接駁端子，能夠輕松實現(xiàn)與原有線纜的對接。而鋁合金電纜的反彈性低，更有利于壓緊端子連接接頭處的緊密程度，保持長期使用狀態(tài)下連接的穩(wěn)定性。

鋁合金電纜的超高性價比是其贏得新建項目青睞的最大原因，選擇鋁合金電纜就是希望在保證安全生產(chǎn)的同時，能夠降低采購成本。一直以來，從大規(guī)模的輸電項目到小型的工廠、公共設施建設，銅電纜都被施工人員奉為圭臬，我國每年用來生產(chǎn)線纜的銅消耗量占到國內總用銅量的60%以上。據(jù)了解，以鋁代銅，在購買線纜上可省40%，施工起來也非常快捷，例如某工地原計劃要建5個橋架的，因鋁合金的電纜很輕，現(xiàn)只建了3個橋架就完全夠用了。鋁合金的電纜很輕，還有的項目開始部分就使用新型的鋁合金電纜，主建筑依然選用的是銅纜，樓外的燈光照明等選用的是耐腐蝕的鋁合金電纜，看不出有什么區(qū)別，都很穩(wěn)定，只是鋁合金電纜價格要低一些。隨著越來越多的企業(yè)涌入電纜生產(chǎn)領域，線纜行業(yè)對銅進口的依賴也在不斷加強，制造和施工成本隨之增加。而在歐美等發(fā)達地區(qū)，性價比更高、電氣性能優(yōu)越的鋁合金電纜已被成功應用了40多年，眾多機構在采購線纜時，都將這種新型電纜作為銅纜的最佳替代品，國內的一些新建工程也開始嘗試使用鋁合金電纜。隨著節(jié)約型社會建設的不斷推進，鋁合金電纜將走進更多新建工程，在逐步替代銅纜應用的同時，也將促動銅纜價格走向合理，從而帶動整個線纜行業(yè)迎來快速發(fā)展新機遇。

由于銅比鋁具有更好的導電性和導熱性、在輸送電流時電能的損失更小，而被認定為電線電纜的首選材料。但是我國盛產(chǎn)鋁而銅資源貧乏，近年來銅價上漲過快，以鋁代銅是否可行成為業(yè)界關注的熱點，也一再引發(fā)不同觀點的爭論。雖然業(yè)內都知道使用銅鋁復合材料產(chǎn)品能節(jié)約成本，但是據(jù)了解，很多用戶對這新型材料產(chǎn)品的性能、效果還不是很明確。盡管鋁合金電纜的優(yōu)勢十分明顯，但想要在短時期內“以鋁代銅”卻并非易事。

某些中小電機行業(yè)業(yè)內人士就對漆包線以鋁代銅持反對態(tài)度，認為在中小電機中用鋁代銅是不可行的，是技術倒退，違反國家產(chǎn)業(yè)政策。線纜制造業(yè)也有人一面疾呼銅價高得離譜，一面又以節(jié)能為借口，抵制使用鋁芯電纜。其實，以鋁代銅是我國的既定技術政策。在電纜標準中，明確規(guī)定銅、鋁都可作為電力電纜導體。然而，實際上電力電纜導體以鋁代銅的推廣很緩慢。從國際發(fā)展趨勢來看，歐美和日本都在推廣應用鋁芯電力電纜，所見到的發(fā)展中國家的電纜工程招標書中，很多都提出用鋁芯電力電纜。在當前銅價高企不下、線纜企業(yè)難以承受的態(tài)勢下，銅包鋁導體的推廣已開始破局。人們接受新事物都要有一個過程，鋁合金電纜同樣如此。隨著電纜生產(chǎn)廠商的大力推動，具有極高性價比的鋁合金電纜勢必會被人們所接受和認可。規(guī)格多樣的鋁合金電纜在豐富現(xiàn)有線纜產(chǎn)品種類，提升國產(chǎn)線纜核心競爭力的同時，也將對節(jié)約型社會建設做出巨大貢獻。

近些年來，銅價一路飆升暴漲四成，相關企業(yè)近半的利潤也隨之蒸發(fā)。在成本重壓之下，將銅制連接管用較為便宜的鋁材料替代，成為不少企業(yè)節(jié)約成本的“潛規(guī)則”。國內不斷推出的利好政策也為鋁合金電纜的推動提供了保障。首先是輸電網(wǎng)絡的不斷擴大，“西電東送”、“北電南送”等國家級的戰(zhàn)略項目，為鋁合金電纜提供了廣闊的應用市場;其次，國內經(jīng)濟持續(xù)保持平穩(wěn)發(fā)展，鐵路、公路、大型服務設施等建設熱火朝天，經(jīng)濟性、耐用性俱佳的鋁合金電纜勢必會被更廣泛的使用;還值得一提的是，節(jié)能降耗已成為我國工業(yè)領域今后一段時期內的主要目標之一。作為用電大戶，節(jié)能的輸電線纜必不可少。無論從原材料生產(chǎn)、加工、制造再到運輸、安裝、運行、回收，合金電纜比傳統(tǒng)的銅芯電纜有不可比擬的經(jīng)濟環(huán)保優(yōu)勢，是銅線纜的最佳替代品。有關專家預測，銅包鋁導體電纜將會得到迅速推廣。

四、鋁合金替代銅材線纜新材料的發(fā)展趨勢

眾所周知，銅是重要的戰(zhàn)略物資，也一直是生產(chǎn)銅芯電纜的重要原材料。銅線纜的廣泛使用，對銅線纜的過度依賴，導致電線電纜行業(yè)用銅量占到中國用銅量的60%以上。

目前，國內已探明的銅資源大多已被深度開發(fā)，中國銅資源儲量約2600萬噸，而中國每年實際用銅量約500萬噸，銅電纜用量約占中國總銅消費量的70%。每年70%的銅精礦依靠進口，如果不依賴進口，中國銅礦資源最多可使用5年。

據(jù)悉，為滿足國內急劇膨脹的需求，中國企業(yè)紛紛投資開發(fā)海外銅礦資源，而目前全球前十名的礦業(yè)巨頭控制著世界近75%的礦山產(chǎn)量，資源高度壟斷。由于定價話語權不在中國，導致中國從國外進口的銅的成本急劇上升。據(jù)說從國外進口銅精礦冶煉，國內冶煉企業(yè)每煉一噸銅就虧損一至兩千元。國內對電線電纜產(chǎn)品的過度需求造成銅資源的日益減少，銅的價格接連攀升，使電線電纜行業(yè)感受到前所未有的壓力。而未來幾年，智能電網(wǎng)、核電、鐵路、機場、建筑、家電等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，電線電纜產(chǎn)品的需求量也將快速增長，電線電纜的市場需求仍有巨大的增長空間。一方面是對銅電纜高度依賴，市場需求量大，另一方面是銅資源短缺、價格急劇飆升，成本大幅度增加，而我國又是鋁資源大國，資源儲量非常豐富，約27億噸。在銅資源有限的情況下，滿足國內急劇增長的市場需求，只有研發(fā)具有較高技術含量的、性能優(yōu)異的鋁電纜產(chǎn)品，以鋁替代銅是打破制約瓶頸的唯一出路。

近些年來，我國在以鋁替代銅方面進行了不懈探索。企業(yè)經(jīng)過多年科技攻關成功研制出鋁合金電纜，不論是在電氣性能還是機械性能等完全實現(xiàn)了以鋁替代銅的重大技術突破。鋁合金電纜采用有別于傳統(tǒng)電纜的生產(chǎn)工藝與技術而開發(fā)的高科技新型導體鋁合金電力電纜，與銅線纜相比，其安全載流量，導電率和安全性、導體電阻率，特別是截流量完全等同甚至優(yōu)于傳統(tǒng)銅線纜，彌補了硬態(tài)純鋁作為電纜導體的眾多不足之處，解決了鋁合金電纜在安全性能、電氣性能、機械性能諸多未能解決的重大技術難題。

與傳統(tǒng)的銅電纜相比，鋁合金電力電纜達到與銅電纜一樣的安全性能及電氣性能，其安裝性能優(yōu)于銅，同時鋁合金電力電纜在價格上有極大的優(yōu)勢，較輕的鋁合金電力電纜重量減少了建筑結構，降低了安裝、運輸成本，同時降低工程總體造價，更符合建節(jié)約型社會的精神。

與傳統(tǒng)的銅芯電纜相比，合金電纜在導電性能和銅相當?shù)那疤嵯拢p更柔韌，徹底改變了以往純鋁電纜機械強度差，抗疲勞能力低和接頭處容易發(fā)生事故等缺點，保障了電纜在長時間過載和過熱的情況下電纜連接的持續(xù)穩(wěn)定性。此外，還彌補了傳統(tǒng)銅電纜有記憶效應和高反彈性能等缺陷，減低了線損。鋁合金電力電纜是在鋁中增加鐵、稀土等元素并經(jīng)過退火處理后形成的合金材料所制成的電力電纜，在北美地區(qū)已成功應用 30 多年，是先進的、成熟的技術與產(chǎn)品。該產(chǎn)品在宿州市已開始推廣應用。在美國、法國、加拿大等歐美發(fā)達國家，鋁合金導線占全部電纜的使用比例高達90%。在中國，鋁合金電纜雖剛剛起步，但發(fā)展迅速，近年來均保持了3～5倍的年增長速度。預計未來5年內我國鋁合金電纜市場將會高速發(fā)展，形成2000億元以上的市場規(guī)模，市場需求前景非常可觀。

近年來，國家大力發(fā)展智能電網(wǎng)擴建與農村電網(wǎng)改造，對于電纜行業(yè)來說是一個大的契機與挑戰(zhàn)。銅金屬的供求關系波動性大，鋁代銅的呼聲越來越高，部分企業(yè)和研究所已經(jīng)把目光放在鋁代銅項目上；我國發(fā)電量世界第一，用電量世界第二，近年國家限電拉閘，部分省份發(fā)生了用電荒，電纜企業(yè)不得不思考導體載流量的控制；從銅鋁產(chǎn)量與用量對比來看，電工用鋁的需求遠遠小于電工用鋁的供應。四是國家電網(wǎng)公司已在全國多個省份開展輸電線路節(jié)能導線（鋼芯高導電率鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線、中強度全鋁合金絞線）工程的試點應用，推進節(jié)能導線尤其是鋁合金在輸電線路中的應用。上述四點即政策、成本、載流量、節(jié)能符合國家十二五規(guī)劃，也符合國際社會倡導的節(jié)能主流。

我國城鎮(zhèn)化建設、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造加速之日，直接帶動電線電纜的需求增長。使用新型鋁合金鋁電力電纜，每年可節(jié)約大量的建設資金，對創(chuàng)建節(jié)約型社會和國家將產(chǎn)生不可估量的影響。國家住房和建設部、國家電網(wǎng)、科技部、國家消防總局等部門對該項新技術在我國的使用廣泛認同。經(jīng)過國家有關部門的檢測，35千伏及以下鋁合金電力電纜的安全性能、電氣性能、機械性能，均滿足國家標準要求，在我國電力工程中正逐步推廣使用。各項建設工程中應廣泛使用鋁合金電力電纜，提高對使用鋁合金電力電纜的認識，該項工作符合國家倡導的科學發(fā)展觀、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策要求，在城市建設工程中應支持、鼓勵、廣泛使用鋁合金電力電纜。設計、施工、質檢、使用等單位應各自做好工作，并在工程建設中廣泛使用。生產(chǎn)企業(yè)應加大產(chǎn)品的宣傳力度，提高產(chǎn)品質量，完善各項服務，確保電力工程安全可靠運營，為創(chuàng)建節(jié)約型社會做出努力。

時下，線路改造及新建線路中全面推廣使用鋁芯電纜，將進一步提高供電可靠性，實現(xiàn)企業(yè)和用戶效益的最優(yōu)化。鋁芯電纜項目的推廣，也將帶給鋁業(yè)市場新生機。隨著節(jié)約型社會建設的不斷推進，鋁合金電纜將走進更多新建工程，在逐步替代銅纜應用的同時，也將促動銅纜價格走向合理，從而帶動整個線纜行業(yè)迎來快速發(fā)展新機遇。