實(shí)事求是正確對(duì)待“以鋁節(jié)銅”

黃崇祺院士指出：
1、因?yàn)殂~、鋁（鋁合金）導(dǎo)體各有自己的特性，不會(huì)簡(jiǎn)單地你代我或“非黃即白”就可以，從而導(dǎo)體“以鋁節(jié)銅”應(yīng)本著實(shí)事求是的精神，該用銅的線纜產(chǎn)品就用銅，對(duì)可用銅或鋁作導(dǎo)體的產(chǎn)品，需經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，試用成功的產(chǎn)品，就應(yīng)推廣應(yīng)用，反對(duì)盲目推行，致使產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至頻發(fā)安全事故，生產(chǎn)大起大落?，F(xiàn)在有的領(lǐng)域或經(jīng)實(shí)際證明有的產(chǎn)品已取得了良好的效果。
2、導(dǎo)體“以鋁節(jié)銅”是國(guó)際性的趨勢(shì)，但按各國(guó)的國(guó)情、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的習(xí)慣勢(shì)力而有所不同，走走停停出現(xiàn)反復(fù)，但以鋁節(jié)銅的前景大體上是明朗的。到底是用銅或鋁或鋁合金的電纜應(yīng)由終端用戶(hù)的設(shè)計(jì)和使用者根據(jù)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果和運(yùn)行安全可靠性來(lái)決定。
3、導(dǎo)體“以鋁節(jié)銅”對(duì)電纜而言，不僅銅導(dǎo)體和鋁合金導(dǎo)體是競(jìng)爭(zhēng)者，而且鋁和鋁合金也是競(jìng)爭(zhēng)者，這方面國(guó)內(nèi)、外都如此。在中國(guó)，目前鋁合金導(dǎo)體無(wú)論在架空導(dǎo)線上或是在電纜上的應(yīng)用與銅、鋁導(dǎo)體相比都是比較低的，只占導(dǎo)體總量的1位百分?jǐn)?shù)，預(yù)計(jì)今后鋁導(dǎo)體和鋁合金導(dǎo)體的用量將達(dá)到2位百分?jǐn)?shù)。
目前，“以鋁節(jié)銅”的亂象，首先源于不負(fù)責(zé)任的誤導(dǎo)，從而影響了用戶(hù)，搞亂了市場(chǎng)和投資。反過(guò)來(lái)也損害了電纜生產(chǎn)廠，在這方面請(qǐng)黃崇祺院士扼要的指點(diǎn)迷津，讓有關(guān)方面吸取教訓(xùn)，使“以鋁節(jié)銅”健康穩(wěn)步發(fā)展。
黃院士說(shuō)：概括起來(lái)說(shuō)，目前主要有四個(gè)問(wèn)題、四個(gè)誤導(dǎo)。
問(wèn)題1，宣傳失實(shí)，擾亂了正常、有序推進(jìn)鋁及鋁合金電纜的應(yīng)用。
誤導(dǎo)之一：說(shuō)什么“鋁和鋁合金電纜是節(jié)能電纜，比銅電纜節(jié)能”。
據(jù)ICA調(diào)研報(bào)告（2013年2月），從原生金屬材料生產(chǎn)和應(yīng)用的能耗比較：從生產(chǎn)金屬的單位能耗計(jì)算分析，原生鋁的單位能耗是陰極銅能耗的2.2倍；從綜合截流量等因素分析， 1噸原鋁的能耗仍然比2噸陰極銅的能耗高出約10%；從行業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃計(jì)算分析，到2015年，原生鋁單位能耗是陰極銅單位能耗的約2.8倍，1噸原生鋁的能耗比2噸陰極銅的能耗高出約39%。
總之，至少在原生金屬材料階段，在等效可比的能耗方面，銅電纜要優(yōu)于鋁電纜；在相同條件下，銅的導(dǎo)電率明顯優(yōu)于鋁，更優(yōu)于鋁合金。因此，在應(yīng)用階段，產(chǎn)品的終端用戶(hù)，應(yīng)按綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果和安全運(yùn)行要求擇優(yōu)選用。
誤導(dǎo)之二：在不同條件下，失實(shí)對(duì)比宣傳銅、鋁和鋁合金導(dǎo)體的性能，招致設(shè)計(jì)質(zhì)疑、影響合理、合適擇優(yōu)選用電纜。
在相同條件下，通常導(dǎo)電率（軟狀態(tài)）銅（100-102% IACS）＞鋁（63-64% IACS）＞鋁合金（≥61.0% IACS）；在相同條件下，通常軟狀態(tài)的柔軟性（彎曲性）特別在細(xì)線的情況下：銅＞鋁＞鋁合金。導(dǎo)體制成電纜以后，它的柔軟性（彎曲性）還與電纜的結(jié)構(gòu)（絕緣、鎧裝等）有關(guān)，如果以聯(lián)鎖鎧裝鋁合金電纜和鋼帶鎧裝鋁合金電纜相比，那前者當(dāng)然為好；金屬導(dǎo)體材料耐蝕性的優(yōu)劣，與在使用條件下接觸的介質(zhì)或材料密切相關(guān)。架空裸導(dǎo)線與電纜線芯用線的使用條件不同，不能混為一談。一般而言，純鋁的耐蝕性比鋁合金好，人們企圖加入某種元素，開(kāi)發(fā)耐蝕鋁合金，但到目前還未見(jiàn)進(jìn)入工業(yè)性的應(yīng)用。在含鐵和硅比較低的電工用鋁中，如加入適量稀土，在鹽霧中（相當(dāng)于在沿海地區(qū)架設(shè)的鋼芯鋁絞線線路）試驗(yàn)證明，可改善其耐蝕性，但如果含鐵、硅較高的鋁，則其結(jié)果是相反的。作為電纜線芯用的銅、鋁、鋁合金，一般而言，它們的耐蝕性應(yīng)為銅＞鋁＞鋁合金，但必須指出做電纜線芯用的銅線，如果在絕緣材料中有硫，則銅表面就會(huì)產(chǎn)生“發(fā)粘發(fā)黑”的腐蝕產(chǎn)物。在這種情況下電纜銅線表面要鍍一層錫，其原因就是要使錫起到隔離的作用；銅包鋁線的耐蝕性，一旦銅線表面出現(xiàn)“針孔”（露鋁），將產(chǎn)生加速的電化腐蝕，從而招致脆斷。
問(wèn)題2、誤導(dǎo)投資，使電纜行業(yè)中、低檔產(chǎn)品早已過(guò)剩的現(xiàn)實(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)大過(guò)剩，由此或許有助于化解電解鋁過(guò)剩（上游），但又使電纜產(chǎn)品的過(guò)剩（下游）產(chǎn)生了麻煩。
誤導(dǎo)之三：媒體不斷轉(zhuǎn)載報(bào)道：國(guó)外鋁合金電纜的應(yīng)用已達(dá)到了80-90% ，夸大這個(gè)市場(chǎng)潛力巨大。
據(jù)ICA國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)（2013年10月）的調(diào)研報(bào)告，他們對(duì)北美、歐洲等主要的世界電力電纜市場(chǎng)的調(diào)研，其基本的結(jié)論是在世界范圍內(nèi)每年生產(chǎn)的用于傳輸電能的電線電纜，包括裝備用電纜，工業(yè)用電纜，建筑用電纜，電力系統(tǒng)用電纜和裸導(dǎo)線（BOHC，架空導(dǎo)線），所用的導(dǎo)體量是23.12百萬(wàn)噸銅當(dāng)量（2012），銅的份額是42.6%；而電力電纜，只包括工業(yè)用和電力系統(tǒng)用，所用的導(dǎo)體量為7.01百萬(wàn)噸銅當(dāng)量（2012），銅份額為50.6% 。報(bào)告所采用的數(shù)值是以銅當(dāng)量來(lái)計(jì)算的，即1噸鋁的銅當(dāng)量是2噸；報(bào)告所采用的分類(lèi)方法和國(guó)內(nèi)不同，但應(yīng)可供參考。
歐洲是用鋁（其中包括架空導(dǎo)線用鋁合金）比較多的地區(qū)，使用于電纜和架空線的鋁約為51.5% ，其中架空導(dǎo)線用鋁（包括鋁合金）為74%，電纜用鋁為26%，為便于記憶，使用鋁、銅導(dǎo)體重量之比約三七開(kāi)。在歐洲電力電纜用導(dǎo)體只用鋁，不用鋁合金?，F(xiàn)在8000合金的主要用地在北美和中國(guó)，8000鋁合金在北美也只是用于建筑用低壓電纜；據(jù)CRU英國(guó)商品研究所2013年9月報(bào)告：（1）2012年鋁芯絕緣電力電纜消費(fèi)增速為6.4% ，在金屬絕緣線纜中表現(xiàn)最強(qiáng)勁，但凈增長(zhǎng)量不大；（2）鋁芯電纜在印度應(yīng)用最普遍，在日本應(yīng)用最少。按導(dǎo)體重量計(jì)算，全球36.8%的電力電纜使用了鋁導(dǎo)體，其中日本使用鋁芯電力電纜的市場(chǎng)份額最少只有4.3%，而印度使用鋁芯電力電纜占了整個(gè)市場(chǎng)份額的85% 。鋁芯電纜主要應(yīng)用在電力傳輸領(lǐng)域，而在工業(yè)用電力電纜還主要用銅芯電纜。（3）盡管銅價(jià)很高，但鋁的替代進(jìn)程還不是很迅速，鋁芯電力電纜的比例，從2004年的28%到2011年的37%，在7年間只增長(zhǎng)了9% 。（4）架空絕緣電纜在電力傳輸領(lǐng)域中的應(yīng)用已越來(lái)越大了（這種電纜的結(jié)構(gòu)主要是鋁導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線加絕緣），就中國(guó)2012年的用鋁量已達(dá)17萬(wàn)噸。
誤導(dǎo)之四：據(jù)報(bào)道說(shuō)：某企業(yè)已在幾個(gè)地區(qū)投資幾個(gè)制造稀土高鐵鋁合金電纜的工廠，總計(jì)投入幾十個(gè)億，幾年后每個(gè)新建企業(yè)產(chǎn)值可達(dá)100億；甚至還有報(bào)導(dǎo)說(shuō)“預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)我國(guó)鋁合金電纜市場(chǎng)將高速發(fā)展，形成2000億元以上的市場(chǎng)規(guī)?！?。
現(xiàn)在電纜行業(yè)內(nèi)外已掀起瘋狂的投資鋁合金風(fēng)，有的說(shuō)有100家，也有說(shuō)200家，眾說(shuō)紛紜，由此政府與企業(yè)互動(dòng)，政府要GDP，企業(yè)要政府批地，要銀行貸款。
現(xiàn)在電纜行業(yè)最擔(dān)心的是過(guò)剩再過(guò)剩以及鋁合金電纜產(chǎn)品質(zhì)量如何保證，不要再把這個(gè)新興的市場(chǎng)搞濫了?，F(xiàn)在已有鋁電纜當(dāng)鋁合金電纜出售，以獲取高額利潤(rùn)。值得警惕!
在我國(guó)即使是最大的電纜廠，在幾年內(nèi)就一個(gè)鋁合金電纜的年產(chǎn)值就能達(dá)到100億元，這只能騙騙不知情的投資者；如果在未來(lái)5年內(nèi)我國(guó)鋁合金電纜市場(chǎng)規(guī)模能達(dá)到2000億元，那么 2000億鋁合金電纜相當(dāng)于2012年整個(gè)行業(yè)產(chǎn)值的16%？，僅此一個(gè)鋁合金電纜產(chǎn)品，能達(dá)到如此高的產(chǎn)值，簡(jiǎn)直是天方夜譚。
問(wèn)題3、個(gè)別企業(yè)申報(bào)稀土高鐵鋁合金導(dǎo)體材料的專(zhuān)利問(wèn)題。
這問(wèn)題的主要爭(zhēng)議點(diǎn)主要在于：
（1）稀土在電工鋁和鋁合金中的應(yīng)用不是新技術(shù)，全國(guó)早已用了三十多年，目前也在用。上海電纜研究所分別已在1981、1985、1990、1991、1997和2006年獲得了機(jī)械工業(yè)部、國(guó)家科技部、上海市科技博覽會(huì)一等、二等、金獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)和授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利。
（2）稀土在電工鋁和鋁合金中的應(yīng)用，在電線電纜導(dǎo)體制造中，像加鐵、加硼一樣，只是一種工藝處理的辦法，不是去搞什么專(zhuān)用的合金。
（3）對(duì)架空線用鋁和鋁合金線，由于要求高強(qiáng)度和高導(dǎo)電率，過(guò)去國(guó)產(chǎn)鋁原料普遍含硅高，不適宜作架空導(dǎo)線使用。為此加入少量鐵可增加強(qiáng)度，再加入少量稀土進(jìn)行優(yōu)化處理，可增加導(dǎo)電率，這可以說(shuō)是一帖特效藥；對(duì)電纜線芯用鋁合金線要求的技術(shù)門(mén)檻比較低，而且又是軟態(tài)線，導(dǎo)電率不成問(wèn)題，且強(qiáng)度要求又不高，再加現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)鋁原材料普遍含硅較低。事實(shí)證明，在制訂“電纜導(dǎo)體用鋁合金線”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，有6個(gè)參與制訂標(biāo)準(zhǔn)的電線電纜廠送交了試驗(yàn)樣品，在上海電纜研究所，在同一試驗(yàn)條件下進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比試驗(yàn)，其結(jié)果是：加稀土的電纜導(dǎo)體用鋁合金線的機(jī)械、導(dǎo)電率和抗蠕變性能，沒(méi)有高人一籌之處，和未加稀土的電纜導(dǎo)體用鋁合金線一樣，只是都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的合格范圍而已。從而在新制訂的“電纜導(dǎo)體用鋁合金線（GB標(biāo)準(zhǔn)）”和“額定電壓0.6/1KV鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜標(biāo)準(zhǔn)（NB標(biāo)準(zhǔn)）中是沒(méi)有專(zhuān)門(mén)談到稀土高鐵鋁合金線。
（4）對(duì)做電線電纜芯用的鋁合金線，為了提高它的蠕變性能，有利于電纜的連接安全問(wèn)題，由此北美加鋁和南方線材公司分別在鋁中加入較高的鐵，他們?cè)诹甏蜕暾?qǐng)了專(zhuān)利，八十年代又形成了8000的系列標(biāo)準(zhǔn)，一直沿用至今。再?gòu)臍v史上看，歷史的教訓(xùn)值得注意：幾十年前，當(dāng)我國(guó)稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)在電工鋁導(dǎo)體（也可用于鋁合金導(dǎo)體）生產(chǎn)上在全國(guó)廣泛推廣應(yīng)用之際，原電力部管理架空輸電線路的某領(lǐng)導(dǎo)也提出要制訂稀土鋁導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)，目的在于控制壟斷這方面的業(yè)務(wù)，以獲取私利，后經(jīng)電纜行業(yè)溝通為何不認(rèn)可的原因，終于作罷。在市場(chǎng)中后來(lái)有的生產(chǎn)企業(yè)根本不加稀土，可是以稀土鋁導(dǎo)線高價(jià)出賣(mài)。總之，事實(shí)上要不要制訂標(biāo)準(zhǔn)，不能靠長(zhǎng)官意志，要靠的是科學(xué)技術(shù)的道理和市場(chǎng)的配置法則。
問(wèn)題4、推進(jìn)“以鋁節(jié)銅”在利潤(rùn)刺激下似乎制造方熱，應(yīng)用方溫，實(shí)際上雙方都還缺乏充分準(zhǔn)備。
“以鋁節(jié)銅”是國(guó)際性的趨向，但不是催（吹）生出來(lái)的“高歌猛進(jìn)”，而是“漸進(jìn)式”的，要有“技術(shù)準(zhǔn)備”和“市場(chǎng)準(zhǔn)備”。
就電工用鋁和鋁合金而言，電工用鋁，目前基礎(chǔ)較好，但從開(kāi)發(fā)到穩(wěn)定應(yīng)用也花了約10多年的時(shí)間；電工用鋁合金特別是架空導(dǎo)線用鋁合金（它的技術(shù)門(mén)檻要比電纜導(dǎo)體用鋁合金高）。到目前為止，國(guó)內(nèi)企業(yè)能真正實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的也只是屈指可數(shù)的若干家。這里的問(wèn)題涉及裝備現(xiàn)代化的步伐和工藝的穩(wěn)定性。
從應(yīng)用方而言，最關(guān)注的是在不同電壓等級(jí)下應(yīng)用的鋁和鋁合金電纜的連接和安全可靠運(yùn)行問(wèn)題，因?yàn)檫@里是有技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)責(zé)任的。因此就涉及對(duì)這種產(chǎn)品應(yīng)用的可信度問(wèn)題。為了擴(kuò)大應(yīng)用，應(yīng)用方必須解決連接的技術(shù)及其備品備件（鋁-鋁，銅-鋁連接備件），以及施工和人員培訓(xùn)的問(wèn)題。當(dāng)然有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也必然是在充分論證的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)踐、總結(jié)、逐步出臺(tái)的。