【1000字高中生作文素材】在全球能源转换下，铝能取代大量铜需求吗？专家们说，导电性是关键

彭派新闻记者王勇勇

随着全球能源的变化，铝能否取代大量的新铜需求？目前，许多公司和业界学者正在更好地探索“用铝代替铜”的方法，并提出调整铝的分子结构可以提高导电性。

铝，盖蒂图像照片

铜由于其优良的导电性、导热性和延展性，被广泛应用于各种行业，特别是电力、建筑、家电、运输等。但是，随着世界转向电动汽车和可再生能源等绿色能源，铜的来源问题逐渐凸显，市场上对铜的需求激增。例如，电动汽车使用的铜大约是现有汽车的4倍，用于可再生能源发电厂的电气部件和连接电网的电线需要更多的铜。

能源咨询公司伍德麦肯兹分析师估计，未来10年，海上风力发电厂将需要550万吨铜，主要用于将发电机内部的大型电缆系统和涡轮产生的电子输送到海岸。有分析人士预测，随着近几年铜价格的暴涨，铜差距将越来越大。高盛分析师称铜为“新石油”。(威廉莎士比亚、高盛、高盛、高盛、高盛、高盛、高盛、高盛)铜对脱碳和可再生能源的使用至关重要，因此市场铜供应不足，4年内铜价格可能上涨60%以上。

印度尼西亚首都雅加达的一名工人正在检查铜线

相比之下，铝是地壳中含量最高的金属元素，其储量约为铜的一千倍，铝的重量比铜轻得多，因此开采也更经济、更方便。近年来，一些公司通过技术革新利用铝代替稀土金属。电力、空调、汽车零部件等制造商采用“铝代替铜”，节省了数亿美元。沙特电力公司表示，在中压配电网用铝取代铜节省了24亿沙特里亚尔(约合6.4亿美元)。此外，高压电线通过采用经济、轻便的铝线，可以达到更长的距离。

但是伍德麦肯兹铜市场首席分析师Jonathan Barnes表示，这种“用铝代替铜”的情况已经放缓。在更广泛的电气应用中，铝的导电性是主要的限制原因，其电导率仅为铜的三分之二。

目前，美国西北太平洋国家研究所(PNNL)研究人员正在努力提高铝的导电性，以提高市长/市场竞争力，而不是铜。研究人员认为，改变金属的结构，引进适当的添加剂，会影响金属的导电性。这项实验技术完全实现后，将产生超导铝，在输电线路以外的市长/市场领域发挥作用，给汽车、电子设备、电网等带来变化。

铜线(左)和铝(右)、s

“如果能使铝的导电性更强，甚至能获得铜的80%或90%的导电性，铝就能取代铜，从而带来巨大的变化。因为这种铝导电性能更好，重量更轻，更便宜，储量更丰富。”PNNL材料科学家Keerti Kappagantula认为导电性是关键。如果具有铜一样的导电性，更轻的铝线可以用来设计更轻的电动机和其他电气零部件，所以汽车可以跑得更远。“从汽车电子设备到能源生产、通过电网向家里传输能源、给汽车电池充电等所有依靠电力的东西都可以更有效地工作。”

PNNL研究人员采用了一种叫做固相制造的工艺，利用高温下的剪切力和摩擦力，在金属中加入新的碳材料。与此同时，随着铝在这个温度下变得更有弹性，研究人员控制了材料的分布，用计算机模拟了新铝合金的原子结构，验证了材料的分布。Kappagantula说，重新发明具有两个世纪历史的铝工艺是值得的。

今后，前面提到的研究小组将采用新的铝合金制造电线、棒槌、薄板等，通过一系列测试，确保更强的导电性，使强度和灵活性可用于工业用途。通过这些测试后，团队表示将与制造商合作生产更多铝合金。

责任编辑：李岳群