文／燕來榮

一、以鋁節(jié)銅降能耗 風(fēng)生水起掀春潮

眾所周知，銅因其導(dǎo)電性高、穩(wěn)定性好而被廣泛應(yīng)用于電器設(shè)備導(dǎo)體材料中，但我國是個(gè)貧銅富鋁的國家。銅價(jià)不斷走高，在此趨勢(shì)下相關(guān)企業(yè)研發(fā)銅鋁復(fù)合材料風(fēng)生水起。

日前，安徽欣意電纜公司通過科研攻關(guān)，成功研制出“鋁合金電纜”，破解了國內(nèi)多年來沒有突破的電纜導(dǎo)體“以鋁代銅”科技難題。專家評(píng)審認(rèn)為，該技術(shù)綜合性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

國內(nèi)最大的銅鋁復(fù)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(shè)。隨后蘇州華銅復(fù)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(lǐng)先技術(shù)工藝的“銅鋁復(fù)合匯流排”這一新型導(dǎo)體材料。銅鋁復(fù)合匯流排的研發(fā)、推廣、應(yīng)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(shè)備行業(yè)有效節(jié)約成本，節(jié)能減排，實(shí)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(dǎo)電性高、穩(wěn)定性好而被廣泛應(yīng)用于電器設(shè)備導(dǎo)體材料中，但我國是一個(gè)貧銅富鋁的國家，電工行業(yè)中截流導(dǎo)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(fù)合匯流排采用99.9%的鋁為芯體，外層包的銅材占整個(gè)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(dǎo)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(dǎo)電性能夠完全滿足國內(nèi)外各電氣設(shè)備行業(yè)的導(dǎo)電需求，也極大降低了企業(yè)成本，有效實(shí)現(xiàn)了有色金屬資源的綜合利用。現(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(fù)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(zhǎng)了我國銅資源的使用年限。以鋁節(jié)銅對(duì)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(fù)合排生產(chǎn)工藝是模鑄連軋直接成型的新技術(shù),銅鋁體積比為20:80,達(dá)到了最佳性價(jià)比。比重為3.94,導(dǎo)電率達(dá)到銅排的90%。在實(shí)用過程中增大一個(gè)規(guī)格可完全替代銅排,并且不用改變電器設(shè)備的結(jié)構(gòu),可降低成本50%。銅鋁復(fù)合排是一個(gè)低成本節(jié)能產(chǎn)品,有較大節(jié)能空間,我國裝機(jī)容量已達(dá)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(duì)節(jié)能減排有很重要的作用。減小線路損耗就需要增大導(dǎo)體截面，增大工程投資。增大銅導(dǎo)體截面來獲得節(jié)能效果代價(jià)太高,而采用成本較低的銅鋁復(fù)合排,增大截面,可獲得顯著的節(jié)能效果，僅母線槽一個(gè)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(duì)新產(chǎn)品，新材料選用很慎重,必須要有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和多年工業(yè)運(yùn)行的案例才會(huì)放心選用。此外，銅鋁復(fù)合排的下游產(chǎn)品必須經(jīng)過國家強(qiáng)制認(rèn)證，其主要材料必須要有權(quán)威產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)才會(huì)被選用，因此研發(fā)同時(shí)要注重產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的起草和產(chǎn)品試驗(yàn)，產(chǎn)品認(rèn)證。該技術(shù)在國家三大行業(yè)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)通過了檢測(cè)；在上海理工大學(xué)做了0～200℃ 100次熱循環(huán)試驗(yàn)，檢測(cè)試驗(yàn)前后銅鋁界面結(jié)合強(qiáng)度；在上海電纜研究所做了1000次熱循環(huán)試驗(yàn)；產(chǎn)品通過了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織的專家鑒定和中國電力認(rèn)證（CECC），取得了進(jìn)入市場(chǎng)的準(zhǔn)入證。

據(jù)報(bào)道,國內(nèi)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(jī)械性能上均取得重大技術(shù)突破,完全滿足國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)鋁合金電纜的導(dǎo)體截面積是銅芯的1.5倍時(shí)，兩者能達(dá)到相當(dāng)?shù)碾姎庑阅?，但“金壹惠爾”?shí)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(shí)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(xiàng)突破將對(duì)國內(nèi)的鋁合金電纜的應(yīng)用產(chǎn)生重大影響。在電氣性能相當(dāng)?shù)那闆r下，鋁合金電纜本身的優(yōu)勢(shì)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(fèi)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(yùn)輸、易鋪設(shè)等。對(duì)于大中型工程來說，選用鋁合金電纜能實(shí)現(xiàn)資金、人力、物力的全面節(jié)約。除了技術(shù)上的創(chuàng)新，鋁合金電纜的制造成本也頗具優(yōu)勢(shì)。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(chǔ)量十分豐富，進(jìn)口價(jià)格也遠(yuǎn)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(nèi)的步伐。

前段時(shí)間，銅價(jià)高漲，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過某些企業(yè)的承受能力。據(jù)報(bào)道，興樂集團(tuán)幾年前就在研發(fā)銅包鋁，希望能在不降低線纜各項(xiàng)性能指標(biāo)的前提下，找到破解線纜原材料瓶頸的一條出路，他們認(rèn)為銅包鋁技術(shù)是可行的。開發(fā)“銅包鋁(CCA)和銅復(fù)合導(dǎo)體電線電纜”兩項(xiàng)新產(chǎn)品通過鑒定，并簽約千萬元訂單就是一個(gè)很好的佐證。鑒定結(jié)果表明:該產(chǎn)品與銅導(dǎo)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(bào)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(guān)站的鋁芯電纜正式投入使用，全長(zhǎng)6000米的鋁芯電纜，比使用銅芯電纜可減少投資費(fèi)用192萬余元，這標(biāo)志著電力鋁芯電纜推廣工作真正落到實(shí)處。

資料顯示，全世界銅藏量?jī)H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(jià)上升，約為鋁價(jià)的4倍，差價(jià)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(jìn)行生產(chǎn)的進(jìn)程。俄羅斯如果采用鋁代銅進(jìn)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(zhuǎn)移到鋁上。銅價(jià)上漲刷新歷史記錄，可以預(yù)計(jì)使用同類產(chǎn)品替代的機(jī)會(huì)將會(huì)增加。鋁的平均價(jià)格下降，因替代需求增加，鋁價(jià)將會(huì)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(chǎng)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(gè)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能優(yōu)勢(shì)

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

當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體規(guī)格限制的產(chǎn)品,不可能買到導(dǎo)電率與銅芯電纜完全相等的鋁芯電纜。因此,如果用鋁導(dǎo)體制造電纜,就必須使用截面更大的鋁導(dǎo)體。經(jīng)驗(yàn)證明,在載流量相等的情況下,鋁芯電纜的導(dǎo)體截面應(yīng)該是銅芯電纜導(dǎo)體截面的2倍。既然鋁芯電纜導(dǎo)體的截面是銅芯電纜導(dǎo)體的2倍，那么隨后引起的鋁芯電纜的絕緣、護(hù)套和鎧裝材料的增加，則削弱了使用鋁導(dǎo)體的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。這就是說,鋁和銅相比的價(jià)格優(yōu)勢(shì)是不大的,因?yàn)閷?dǎo)體畢竟只是整個(gè)電纜成本的一小部分。以70mm2的銅芯電纜為例,銅導(dǎo)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(dǎo)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(dá)46%。只有電纜中銅導(dǎo)體的成本下降到整根電纜成本的50%以下時(shí),鋁芯電纜才會(huì)失去其成本優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在，絕大多數(shù)銅芯低壓電纜和許多中壓電纜導(dǎo)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(shì)則相當(dāng)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(jié)構(gòu)。該鋁合金安全性能優(yōu)于銅芯線纜，當(dāng)其表面與空氣接觸時(shí)，將形成一種薄而堅(jiān)固的氧化層，耐腐蝕。因?yàn)樘砑恿髓F產(chǎn)生高強(qiáng)蠕變性能，即使在長(zhǎng)時(shí)間過載和過熱時(shí)，也能保證聯(lián)接穩(wěn)定。此外，鋁合金電纜的重量?jī)H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(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能優(yōu)勢(shì)。

鋁合金導(dǎo)體的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅(IACS)的61%。其導(dǎo)電熱性能僅次于銀、銅和金。因此成為目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用、產(chǎn)量最大的導(dǎo)電材料。采用具有我國特色的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋁合金電力電纜性能達(dá)到國際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)要求。生產(chǎn)及用量日增，目前應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，取得極好的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約大量的成本而且提高了線路的質(zhì)量。

鋁合金表面與空氣接觸時(shí)立即形成薄而堅(jiān)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(nèi)電纜的導(dǎo)體被廣泛應(yīng)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(shè)半徑遠(yuǎn)小于銅電纜要求，因此更容易進(jìn)行敷設(shè)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(dǎo)體制造的電氣連接與銅導(dǎo)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(diǎn)。因此，鋁合金導(dǎo)體不能用銅連接器來連接，為保證運(yùn)行安全應(yīng)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(duì)安裝很有利，在一些狹小的安裝空間，工人不會(huì)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(qiáng)度，合金電纜可支撐13000英尺長(zhǎng)度的自重，銅電纜只能支撐9000英尺長(zhǎng)度的自重。這種優(yōu)勢(shì)在大跨度的建筑配線時(shí)體現(xiàn)得尤為突出。

鋁合金電力電纜導(dǎo)體中的合金成份大大改進(jìn)了傳統(tǒng)鋁電纜的連接性能，這是它被批準(zhǔn)為合金導(dǎo)體材料(ACW)的根本原因。尤其是當(dāng)導(dǎo)體遇火時(shí)，添加的鐵產(chǎn)生高強(qiáng)度抗蠕動(dòng)性能，即使在長(zhǎng)時(shí)間過載和過熱過程中，也能保證連接穩(wěn)定性。而采用CSA認(rèn)可的90℃級(jí)機(jī)械連接器提供的試驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行的連接器試驗(yàn)結(jié)果表明，其性能與用同樣方式連接的銅導(dǎo)體的性能相同。事實(shí)上，試驗(yàn)只是進(jìn)一步證實(shí)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(shí)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(tái)60萬千瓦機(jī)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(shè)、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(shí)，使用新型鋁合金電力電纜，每年節(jié)約的費(fèi)用可達(dá)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(duì)創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)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(yīng)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(fù)雜。O-Z鋁接頭的費(fèi)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(shí)現(xiàn)同樣的電氣性能的前提下，合金電纜比國內(nèi)同等品質(zhì)銅電纜價(jià)格大約低15%。由于合金電纜重量?jī)H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(xiàng)目可節(jié)約安裝施工費(fèi)用20%以上，大跨度的建筑項(xiàng)目可節(jié)約安裝施工費(fèi)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(duì)創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)也將產(chǎn)生不可估量的作用。

我國的鋁合金電纜市場(chǎng)發(fā)展緩慢，最重要的原因是生產(chǎn)工藝和技術(shù)落后，此前一段時(shí)期內(nèi)，無法使鋁合金電纜達(dá)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(nèi)線纜企業(yè)的研發(fā)實(shí)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(shù)攻關(guān)，在鋁合金電纜上取得多項(xiàng)突破，并通過了國家多部門的權(quán)威認(rèn)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(duì)不同的使用環(huán)境和施工要求，還針對(duì)性地開發(fā)了多款產(chǎn)品，以便實(shí)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(jià)比主要體現(xiàn)在以下方面:鋁原料的價(jià)格本就遠(yuǎn)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(duì)于大型項(xiàng)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(duì)銅纜安裝時(shí)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(shí)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(shè)，安裝成本更低;鋁合金電纜的合金體與空氣接觸時(shí)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(zhǎng)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(jī)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(dòng)，我國的電力發(fā)展開始邁向高速發(fā)展時(shí)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(shí)，基本實(shí)現(xiàn)電力供需平衡。業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè)，由于鋁合金的導(dǎo)電性能逐步被用戶認(rèn)可，價(jià)格又比銅電纜低30%～40%，因此在輸電線架設(shè)和電力電纜敷設(shè)中，鋁合金導(dǎo)線用量的比例將顯著增加，國內(nèi)鋁合金線纜生產(chǎn)企業(yè)將引來巨大的發(fā)展新機(jī)遇。

在工程應(yīng)用中,判斷電纜產(chǎn)品是否適用的重要標(biāo)準(zhǔn)是線纜的載流量。銅線纜之所以被廣泛的使用,就在于銅導(dǎo)線的安全載流量5～8A/mm2比鋁導(dǎo)線更高,導(dǎo)電率和安全性能夠得到充分的保障。對(duì)于銅線纜的過度依賴，直接導(dǎo)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(jìn)口,原材料供應(yīng)緊張價(jià)格高企,每次銅價(jià)的波動(dòng)都會(huì)引起線纜行業(yè)的震動(dòng)。從國外經(jīng)驗(yàn)來看，自上世紀(jì)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(shí)，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(duì)“以鋁代銅”的國際線纜發(fā)展趨勢(shì)，國內(nèi)的實(shí)力企業(yè)也投入資金和人力進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，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(diǎn)。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(yùn)輸、敷設(shè)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(shè)工程中使用鋁芯電纜，既能滿足電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的要求，又能降低工程建設(shè)成本，可謂一舉兩得。目前，在國內(nèi)各地的廠房、運(yùn)輸、公共設(shè)施、供電工程等新建項(xiàng)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(shí)現(xiàn)與原有線纜的對(duì)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(zhǎng)期使用狀態(tài)下連接的穩(wěn)定性。

鋁合金電纜的超高性價(jià)比是其贏得新建項(xiàng)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(shí)，能夠降低采購成本。一直以來，從大規(guī)模的輸電項(xiàng)目到小型的工廠、公共設(shè)施建設(shè)，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(nèi)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(jì)劃要建5個(gè)橋架的，因鋁合金的電纜很輕，現(xiàn)只建了3個(gè)橋架就完全夠用了。鋁合金的電纜很輕，還有的項(xiàng)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(jià)格要低一些。隨著越來越多的企業(yè)涌入電纜生產(chǎn)領(lǐng)域，線纜行業(yè)對(duì)銅進(jìn)口的依賴也在不斷加強(qiáng)，制造和施工成本隨之增加。而在歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)，性價(jià)比更高、電氣性能優(yōu)越的鋁合金電纜已被成功應(yīng)用了40多年，眾多機(jī)構(gòu)在采購線纜時(shí)，都將這種新型電纜作為銅纜的最佳替代品，國內(nèi)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(huì)建設(shè)的不斷推進(jìn)，鋁合金電纜將走進(jìn)更多新建工程，在逐步替代銅纜應(yīng)用的同時(shí)，也將促動(dòng)銅纜價(jià)格走向合理，從而帶動(dòng)整個(gè)線纜行業(yè)迎來快速發(fā)展新機(jī)遇。

由于銅比鋁具有更好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、在輸送電流時(shí)電能的損失更小，而被認(rèn)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(jià)上漲過快，以鋁代銅是否可行成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，也一再引發(fā)不同觀點(diǎn)的爭(zhēng)論。雖然業(yè)內(nèi)都知道使用銅鋁復(fù)合材料產(chǎn)品能節(jié)約成本，但是據(jù)了解，很多用戶對(duì)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(shì)十分明顯，但想要在短時(shí)期內(nèi)“以鋁代銅”卻并非易事。

某些中小電機(jī)行業(yè)業(yè)內(nèi)人士就對(duì)漆包線以鋁代銅持反對(duì)態(tài)度，認(rèn)為在中小電機(jī)中用鋁代銅是不可行的，是技術(shù)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(jià)高得離譜，一面又以節(jié)能為借口，抵制使用鋁芯電纜。其實(shí)，以鋁代銅是我國的既定技術(shù)政策。在電纜標(biāo)準(zhǔn)中，明確規(guī)定銅、鋁都可作為電力電纜導(dǎo)體。然而，實(shí)際上電力電纜導(dǎo)體以鋁代銅的推廣很緩慢。從國際發(fā)展趨勢(shì)來看，歐美和日本都在推廣應(yīng)用鋁芯電力電纜，所見到的發(fā)展中國家的電纜工程招標(biāo)書中，很多都提出用鋁芯電力電纜。在當(dāng)前銅價(jià)高企不下、線纜企業(yè)難以承受的態(tài)勢(shì)下，銅包鋁導(dǎo)體的推廣已開始破局。人們接受新事物都要有一個(gè)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(dòng)，具有極高性價(jià)比的鋁合金電纜勢(shì)必會(huì)被人們所接受和認(rèn)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(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，也將對(duì)節(jié)約型社會(huì)建設(shè)做出巨大貢獻(xiàn)。

近些年來，銅價(jià)一路飆升暴漲四成，相關(guān)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(nèi)不斷推出的利好政策也為鋁合金電纜的推動(dòng)提供了保障。首先是輸電網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，“西電東送”、“北電南送”等國家級(jí)的戰(zhàn)略項(xiàng)目，為鋁合金電纜提供了廣闊的應(yīng)用市場(chǎng);其次，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)保持平穩(wěn)發(fā)展，鐵路、公路、大型服務(wù)設(shè)施等建設(shè)熱火朝天，經(jīng)濟(jì)性、耐用性俱佳的鋁合金電纜勢(shì)必會(huì)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(lǐng)域今后一段時(shí)期內(nèi)的主要目標(biāo)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(yùn)輸、安裝、運(yùn)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(jì)環(huán)保優(yōu)勢(shì)，是銅線纜的最佳替代品。有關(guān)專家預(yù)測(cè)，銅包鋁導(dǎo)體電纜將會(huì)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(shì)

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(duì)銅線纜的過度依賴，導(dǎo)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(nèi)已探明的銅資源大多已被深度開發(fā)，中國銅資源儲(chǔ)量約2600萬噸，而中國每年實(shí)際用銅量約500萬噸，銅電纜用量約占中國總銅消費(fèi)量的70%。每年70%的銅精礦依靠進(jìn)口，如果不依賴進(jìn)口，中國銅礦資源最多可使用5年。

據(jù)悉，為滿足國內(nèi)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(jià)話語權(quán)不在中國，導(dǎo)致中國從國外進(jìn)口的銅的成本急劇上升。據(jù)說從國外進(jìn)口銅精礦冶煉，國內(nèi)冶煉企業(yè)每煉一噸銅就虧損一至兩千元。國內(nèi)對(duì)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(jià)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(jī)場(chǎng)、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(zhǎng)，電線電纜的市場(chǎng)需求仍有巨大的增長(zhǎng)空間。一方面是對(duì)銅電纜高度依賴，市場(chǎng)需求量大，另一方面是銅資源短缺、價(jià)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(chǔ)量非常豐富，約27億噸。在銅資源有限的情況下，滿足國內(nèi)急劇增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，只有研發(fā)具有較高技術(shù)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(jìn)行了不懈探索。企業(yè)經(jīng)過多年科技攻關(guān)成功研制出鋁合金電纜，不論是在電氣性能還是機(jī)械性能等完全實(shí)現(xiàn)了以鋁替代銅的重大技術(shù)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(shù)而開發(fā)的高科技新型導(dǎo)體鋁合金電力電纜，與銅線纜相比，其安全載流量，導(dǎo)電率和安全性、導(dǎo)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(bǔ)了硬態(tài)純鋁作為電纜導(dǎo)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(jī)械性能諸多未能解決的重大技術(shù)難題。

與傳統(tǒng)的銅電纜相比，鋁合金電力電纜達(dá)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(shí)鋁合金電力電纜在價(jià)格上有極大的優(yōu)勢(shì)，較輕的鋁合金電力電纜重量減少了建筑結(jié)構(gòu)，降低了安裝、運(yùn)輸成本，同時(shí)降低工程總體造價(jià)，更符合建節(jié)約型社會(huì)的精神。

與傳統(tǒng)的銅芯電纜相比，合金電纜在導(dǎo)電性能和銅相當(dāng)?shù)那疤嵯?，更輕更柔韌，徹底改變了以往純鋁電纜機(jī)械強(qiáng)度差，抗疲勞能力低和接頭處容易發(fā)生事故等缺點(diǎn)，保障了電纜在長(zhǎng)時(shí)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(bǔ)了傳統(tǒng)銅電纜有記憶效應(yīng)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(yīng)用 30 多年，是先進(jìn)的、成熟的技術(shù)與產(chǎn)品。該產(chǎn)品在宿州市已開始推廣應(yīng)用。在美國、法國、加拿大等歐美發(fā)達(dá)國家，鋁合金導(dǎo)線占全部電纜的使用比例高達(dá)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(zhǎng)速度。預(yù)計(jì)未來5年內(nèi)我國鋁合金電纜市場(chǎng)將會(huì)高速發(fā)展，形成2000億元以上的市場(chǎng)規(guī)模，市場(chǎng)需求前景非?？捎^。

近年來，國家大力發(fā)展智能電網(wǎng)擴(kuò)建與農(nóng)村電網(wǎng)改造，對(duì)于電纜行業(yè)來說是一個(gè)大的契機(jī)與挑戰(zhàn)。銅金屬的供求關(guān)系波動(dòng)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(xiàng)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(dǎo)體載流量的控制；從銅鋁產(chǎn)量與用量對(duì)比來看，電工用鋁的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電工用鋁的供應(yīng)。四是國家電網(wǎng)公司已在全國多個(gè)省份開展輸電線路節(jié)能導(dǎo)線（鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線、中強(qiáng)度全鋁合金絞線）工程的試點(diǎn)應(yīng)用，推進(jìn)節(jié)能導(dǎo)線尤其是鋁合金在輸電線路中的應(yīng)用。上述四點(diǎn)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(huì)倡導(dǎo)的節(jié)能主流。

我國城鎮(zhèn)化建設(shè)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造加速之日，直接帶動(dòng)電線電纜的需求增長(zhǎng)。使用新型鋁合金鋁電力電纜，每年可節(jié)約大量的建設(shè)資金，對(duì)創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)和國家將產(chǎn)生不可估量的影響。國家住房和建設(shè)部、國家電網(wǎng)、科技部、國家消防總局等部門對(duì)該項(xiàng)新技術(shù)在我國的使用廣泛認(rèn)同。經(jīng)過國家有關(guān)部門的檢測(cè)，35千伏及以下鋁合金電力電纜的安全性能、電氣性能、機(jī)械性能，均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，在我國電力工程中正逐步推廣使用。各項(xiàng)建設(shè)工程中應(yīng)廣泛使用鋁合金電力電纜，提高對(duì)使用鋁合金電力電纜的認(rèn)識(shí)，該項(xiàng)工作符合國家倡導(dǎo)的科學(xué)發(fā)展觀、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策要求，在城市建設(shè)工程中應(yīng)支持、鼓勵(lì)、廣泛使用鋁合金電力電纜。設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)檢、使用等單位應(yīng)各自做好工作，并在工程建設(shè)中廣泛使用。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加大產(chǎn)品的宣傳力度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，完善各項(xiàng)服務(wù)，確保電力工程安全可靠運(yùn)營，為創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)做出努力。

時(shí)下，線路改造及新建線路中全面推廣使用鋁芯電纜，將進(jìn)一步提高供電可靠性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和用戶效益的最優(yōu)化。鋁芯電纜項(xiàng)目的推廣，也將帶給鋁業(yè)市場(chǎng)新生機(jī)。隨著節(jié)約型社會(huì)建設(shè)的不斷推進(jìn)，鋁合金電纜將走進(jìn)更多新建工程，在逐步替代銅纜應(yīng)用的同時(shí)，也將促動(dòng)銅纜價(jià)格走向合理，從而帶動(dòng)整個(gè)線纜行業(yè)迎來快速發(fā)展新機(jī)遇。