歐洲國家不使用鋁合金電纜的幾個原因

用作導(dǎo)體的鋁合金是在上世紀60到70年代時，由于銅價的高速攀升而開始進行廣泛研究的線纜替代性導(dǎo)體材料。用作導(dǎo)體的鋁合金主要有AA1000系列即純鋁，AA6000和AA8000系列導(dǎo)體。AA1000系列導(dǎo)體主要用在高壓架空線;AA6000Al-Mg-Si(鋁鎂硅合金)系列導(dǎo)體主要用在高壓架空線和鋁母排;這兩類導(dǎo)體都是以硬態(tài)導(dǎo)體存在，接頭的連接以焊接為主。AA8000Al-Mg-Cu-Fe(鋁鎂銅鐵合金)系列是真正用在配電線路上的軟質(zhì)鋁合金。

在北美AA8000Al-Mg-Cu-Fe(鋁鎂銅鐵合金)系列僅僅被用在低壓配電網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中應(yīng)用，而在歐洲則沒有被大范圍使用，歐洲國家基本上是采取銅芯電纜和純鋁電纜的解決方案。歐洲國家沒有采用鋁合金電纜的技術(shù)路線，原因主要由以下幾個方面組成：

1、從銅芯電纜和鋁合金電纜電氣性能比較

銅材質(zhì)和鋁材質(zhì)在電氣與機械性能上均有明顯區(qū)別。

鋁合金導(dǎo)線在電導(dǎo)率和電阻率方面與純鋁相近，因此只有采用加大截面到銅電纜的1.6倍的方法才能達到銅電纜的電氣性能。這就是說鋁合金電纜在導(dǎo)電率和電阻率這兩個電纜最基本性能來看并沒有比純鋁有實質(zhì)性的進步，這是歐洲國家沒有選擇鋁合金電纜的第一個原因。

2、從能耗角度比較銅芯電纜和鋁合金電纜

英國巴斯大學(xué)的G.P.Hammond和C.I.Jones[5]對電網(wǎng)中使用的不同的原材料在生產(chǎn)和使用過程中所包含的能耗進行了深入的比較研究，如表2所示。可以看出，金屬鋁在生產(chǎn)和使用過程中的能耗約為銅的3倍。

鋁和鋁合金電纜在生產(chǎn)和使用中所消耗的能源比銅電纜高。

3、鋁合金電纜碳排量和對環(huán)境影響明顯高于銅電纜

根據(jù)英國巴斯大學(xué)的G.P.Hammond和C.I.Jones[5]對電網(wǎng)中使用的不同的原材料在生產(chǎn)和使用過程中二氧化碳排放的比較研究，如表3所示。可以看出，金屬鋁的二氧化碳排放是銅的2倍。

另外，荷蘭的WimBOONE和德國的ArnavKACKER在其“以生命周期視角廣泛比較銅芯電纜導(dǎo)線或鋁芯電纜導(dǎo)線”一文中指出，鋁合金電纜對環(huán)境的影響(酸化潛勢)也高于銅電纜。

4、全生命周期成本

鋁的價格遠遠低于銅從而使鋁合金電纜也具有了價格優(yōu)勢并為電纜企業(yè)帶來了利潤空間，然而歐洲國家經(jīng)過對電纜全生命周期成本的比較研究，得出了鋁合金電纜與銅電纜相比并沒有明顯優(yōu)勢的結(jié)論。

通常電力電纜可使用35年至50年以上。然而，電纜投資決策主要基于投資成本作出，而投資成本忽略了在電纜使用壽命中內(nèi)可能含有成本節(jié)約。電纜總體擁有成本(以下稱“生命周期成本”)不僅應(yīng)考慮電纜初始成本，也應(yīng)考慮電纜使用期的運營和維護成本。因此，總體生命周期成本應(yīng)將電纜使用期限內(nèi)的資本支出和運營成本計算在內(nèi)，只有這樣，才有可能在如銅，鋁等材料中選擇更為經(jīng)濟的導(dǎo)電材料。

荷蘭的WimBOONE和德國的ArnavKACKER在其“以生命周期視角廣泛比較銅芯電纜導(dǎo)線或鋁芯電纜導(dǎo)線”中通過生命周期成本分析(LCCA)得出以下結(jié)論：

1)銅制電纜與鋁制電纜間的成本差異在其運營期已大幅減少。在所有情況下，運行期內(nèi)的成本差異在3%左右，且在某些情況下，銅制電纜甚至成為了最低的生命周期成本。

2)如果僅考慮一次性投入和采購成本，鋁合金電纜和鋁材料無疑具有巨大優(yōu)勢，但從銅鋁電纜的全生命周期成本分析，銅與鋁的成本幾乎沒有什么差別，而與鋁合金電纜比較銅電纜從全生命周期成本角度更是優(yōu)于鋁合金電纜。

結(jié)論：歐洲國家不采用鋁合金電纜的技術(shù)路線，主要是對銅芯電纜和鋁合金電纜的電氣性能、能耗、二氧化碳排放、對環(huán)境影響、生命周期成本等進行了充分的研究與論證，從而得出鋁合金電纜并不適合歐洲國家的結(jié)論。

(關(guān)鍵字：鋁合金 電纜 歐洲 銅芯)