电力行业铜铝材料的循环利用之别

文 / 北京中色再生资源研究所 田晓风

电力行业铜铝材料的循环利用之别

文 / 北京中色再生资源研究所 田晓风

电缆作为电力工程中的主要材料，在电力工程中起着至关重要的作用。电缆的种类多种多样，选择合适的电缆不仅能增加电力系统的稳定性和安全性，对电力工程的造价也有着重要影响。

当前业界对电力行业“铝代铜”这一热门话题的争论仍在持续，这两种重要的有色金属应用于电力行业也确实各有优劣。铜电缆作为较为传统的电缆类型，已为大家所熟知，并在电力工程中得到广泛的应用。铜电缆因其优越的导电性能和机械特性，应用最广。铝合金电缆作为一种新型的电缆，虽然历史不长，但因其优越的性能和相对较低的价格，近年来迅猛发展，成为电缆行业中一股新生力量，引起越来越多的关注。

十八大提出的绿色发展理念，就是要坚持节约资源和保护环境的基本国策，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展。随着社会各界对循环经济理念的认同和在实践层面的逐步推行，为各行业开展循环发展、低碳发展奠定了基础。

具体到电力行业，如何实现自身的循环永续发展，实现对电线电缆、变压器等电力设施的有色金属材料的高效、节能环保、资源综合回收利用，也是电力行业不断实践的新课题。

本文谨从电力行业所用铜、铝材料的循环利用角度，来客观分析它们之间的异同，为进一步分析和判断电力行业选用铜、铝材料提供一个新的视角。

各行业有色金属材料均可实现资源回收利用

全社会的角度来看，作为最重要的有色金属基础原材料品种——铜和铝，均可以实现循环利用。最近十多年来我国再生有色金属得到了快速发展，已经成为我国有色金属工业的重要组成部分，为有色金属工业满足经济社会发展需求、实现有色金属工业的节能减排做出了积极的贡献，其中铜和铝的循环利用是具有决定性地位的。

电力行业所用的铜、铝材料未来都可以得到回收利用，均可以回到全社会资源大循环的系统中去，这是他们相同的地方。但是在循环利用的同时，他们之间还有很大的不同之处。最重要的就是电力行业用的铜拆解下来之后可以实现闭路循环，而电力行业所用的铝则较难实现闭路循环。

电力行业用铝目前尚未实现闭路循环

铜电缆在产品寿命到期后可以再次循环利用为铜电缆。铜在电力行业的应用占其总消费量的65%以上，废铜的回收形态多数是以电力行业报废的铜线缆、变压器线圈、电动机线圈等的状态存在的，并且铜用于电力行业均为纯度很高的电工用铜，属于高品质的99.95%和99.99%的电解铜，生产标准比较统一，因此便于实现闭路循环利用。由报废的铜电缆循环利用为新的电缆，目前在国内外的工程实践中也已经非常普通了，是废铜循环利用最为重要的组成部分。

而铝合金电缆限于其技术要求及再生铝行业的特点，无法再次循环为铝合金电缆，废铝合金电缆被用作熔炼其他铝合金时的配料，从而进入了铝资源的大循环中。这是因为铝用于电力行业的主要是合金化了的铝合金。

铝在电力行业的用量仅占铝总消费量的13%左右，在未来回收时以电缆形态的废料量也占少量，况且铝合金电缆的牌号、执行标准较多，指标要求各异，对回收标准有一定要求，并且铝合金电缆的加工性能对铝合金熔铸坯料的成分、组织要求极高，循环利用为电缆的难度较大，目前还未形成闭路循环。

当然，未来如果能够很好地解决了铝合金电缆的生产标准、回收标准和完善的回收体系，并且必须通过专门的铝合金电缆回收企业进行循环利用，也是可以实现从电缆到电缆的闭路循环的，但还要满足合理的技术经济性，因此还有很长的路要走。

从循环利用的角度对电力行业用铜、铝全生命周期的分析

上海电缆研究所与美国通用电缆公司曾经在2013年联合做了对铝合金电缆与铜电缆的生命周期评价的研究，其中在电缆导体回收过程中的环境影响是以能耗分析为主，简单的按照再生铝和再生铜的能耗来进行了测算。但实际上，铝合金电缆未能再生循环成铝合金电缆，从这一点上和铜电缆有着很大的差异，因此如果按照从电缆到电缆的全生命周期的评价方式，则应该可以得到更有说服力的结论。

基于上述电力行业用铜、铝循环利用差异的原因，由此所带来的是对全生命周期评价的结果：

1.铜的大量使用可以使电力行业实现永续循环

未来随着我国电力行业用铜量的增加，会逐渐达到发达国家的人均用铜水平，因此回收利用前景十分广阔。有研究结果称2050年前后，我国人均铜累积量将达到峰值，国内循环利用铜即可完全满足消费需求，铜在我国将不再是短缺矿产，矿山生产铜可用于出口，为全球铜消费作出贡献。

未来只要每年投入少量的原生铜，就可以实现我国电力行业的自循环系统，因此从资源战略角度考虑，电力行业用铜量越多，未来我国对外界铜资源的依赖越少，再加上对全生命周期的评价，用铜成本也会越来越低。

2.大量用铝对电力行业长期发展的负面影响

虽然电力行业的铝资源未被浪费、也得到了循环利用，但是该类废铝回收后，是被用作熔炼其他铝合金时的配料、而没有返回再制成电缆，没有得到闭路循环，甚至在铝的循环利用过程中被降级使用，带来了铝资源的浪费。对于电力行业选用铜、铝材料，一个是可以实现闭路循环，而另一个是需要不断引入新的电解铝配制铝合金。

众所周知，电解铝是高耗能、高污染行业，如果大力推广铝在电力行业的应用，未来需要不断投入大量的高耗能、高污染的电解铝来满足电力行业的需求，其对环境、经济、社会会带来一定程度的负面影响，其具体的影响程度还有待于进行系统的研究。

3.导电材料的残值对电力行业的影响

电力行业选用铜或铝合金的电缆，应由设计和用户根据综合经济技术效果和运行安全的可靠性来决定。过去我国铜产量较低，并且价格偏高，导致了一定时期“以铝节铜”的权宜之计。

当前我国有色金属工业格局发生了很大的变化，铜、铝的产量均居世界第一位。在目前有色金属产量稳定增长，市场趋于饱和，价格趋于下行的情况下，对产品价格的考虑应该不是第一位了，更应注重对电力行业用电安全、稳定的考虑，应选择安全性、稳定性更高的产品，因为市场与用户反映出的是日益增长的对安全可靠、节能降耗、降低全生命周期成本的要求。因此，片面地强调我国铝多铜少而采用“以铝代铜”、“以铝节铜”已经是不合时宜了。

尽管铜的价格高于铝，但同样的道理，报废铜电缆的残值也高于报废铝合金电缆。因此当未来电力行业的铜导体材料实现自循环后，实现了从电缆到电缆的循环利用，只需要付出一定的材料加工成本即可完成新的电缆的制造，其经济性会比投入新的原材料而制造的铝合金电缆更好。到时电力行业也就不存在用不起铜，舍不得用铜的困境了。

本文旨在提醒业界人士，要理性慎重看待铜、铝替代问题，从循环利用角度揭示两者的一些异同，并由此引发行业管理者、工程设计人员和电力相关单位人士的深入思考和探讨。同时建议，将循环利用作为业界专家学者的一个研究方向，从长期的、系统的、综合的角度来全面评价两种材料的环境、经济、社会效益，得出更为全面的量化比较数据，为电力行业导电材料的科学选用提供依据，正确引导市场在铜、铝资源配置中的决定性作用，保障我国工业生产、人民生活用电的安全、稳定、高效、节能减排，实现我国电力行业的循环永续发展。

The Differences between Recycling of Copper and Aluminum material in the Electric Power Industry