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铜铝之争2.0丨电缆市场“以铝代铜” 凸显产能过剩之殇

电缆网2018-11-07 17:09:25


   20世纪60-70年代,在“以铝代铜”方针的指引下,我国铝芯电力电缆的使用比例一度达40%左右,为了推广使用铝芯电力电缆,开展了一系列针对电缆连接的研究和推广应用工作。20世纪80年代改革开放后,铝芯电力电缆的使用比例大幅下降,目前低于10%。

   近年来,铝合金电缆在电力电缆行业中的应用被过度炒作,乱象凸显,主要是个别电缆制造企业的夸大所致。


电力电缆市场格局是以铜为主


记者:铜芯电缆在电力电缆市场占据主导地位,为何本有定论的事情,近年来在业界却产生了动摇?


王厚余:其实,铜芯电缆一直占据市场主体,这主要是因为:


其一,利用进口铜资源生产铜电缆,安全可靠、施工方便、维护成本低,即使价格相对略高,但更能赢得电力部门的青睐。


其二,从安全可靠的角度出发,使用铝芯电缆的关键是接头技术及其使用的可靠性,我国电力电缆施工技术和维护管理水平无法确保铝电缆安全可靠运行。


其三,由于城市尤其是大型城市的地下敷设空间有限,不利于使用铝电缆,国内有些省份设计供电系统曾发出指令,35千伏以下才可以使用铝芯电缆。


近年来,铝合金电缆在电力电缆行业中的应用被过度炒作,乱象凸显,主要是个别电缆制造企业的夸大宣传所致,这对用户的理性选择造成了干扰,搞乱了市场与投资秩序,损害了电力电缆与铜铝行业的利益。


“以铝代铜”存在认识误区


记者:由于我国的铝产能这几年过剩严重,为了扩大铝的消费量,在电力电缆市场中开始重提“以铝代铜”,这会对我国相关领域造成哪些伤害?


黄崇祺:由于铜、铝及铝合金导体各有自己的特性,选用铜、铝或铝合金的电缆应由设计和使用者根据综合经济技术效果和运行安全的可靠性来决定,而非简单用“以铝节铜”的口号即可笼统地解决问题。因此应本着实事求是的精神,在应该选用铜电缆的领域使用铜导体,可以选用铝作导体的产品,如经科学实验,试用成功,就可以推广应用,但反对盲目推行,否则会使产品质量下降,甚至安全事故频发。


当前我国“以铝节铜”和“以铝代铜”存在着以下几个问题:一是宣传失实,没有做到正常、有序地推进铝及铝合金电缆的应用;二是误导投资,使电缆行业中、低档产品早已过剩的产能进一步扩大;三是个别企业申报稀土高铁铝合金导体材料的专利;四是推进“以铝节铜”和“以铝代铜”在利润刺激下似乎是制造方“热”,而应用方“温”,实际上双方都还缺乏充分的技术准备和市场准备。


记者:目前在国内对于电力电缆市场中的“以铝代铜”存在一些认识误区,根据您的调研,主要存在哪些问题?


黄崇祺:主要有三大误区。


误区一:铝和铝合金电缆是节能电缆,比铜电缆节能。


据有关研究,从原生金属材料生产和应用的能耗比较:从生产金属的单位能耗计算分析,原生铝的单位能耗是阴极铜能耗的2.2倍;从综合载流量等因素分析,1吨原铝的能耗仍然比2吨阴极铜的能耗高出约10%;从行业技术进步及发展规划计算分析,到2015年,原生铝单位能耗是阴极铜单位能耗的约2.8倍,1吨原生铝的能耗比2吨阴极铜的能耗高出约39%。


总之,至少在原生金属材料阶段,在等效可比的能耗方面,铜电缆要优于铝电缆;在相同条件下,铜的导电率明显优于铝,更优于铝合金。因此,在应用阶段,产品的终端用户,应按综合技术、经济效果和安全运行要求择优选用。


误区二:失实对比宣传铜、铝和铝合金导体的性能,招致设计者质疑,影响合理地选用电缆。


在相同条件下,通常导电率(软状态)铜>铝>铝合金;软状态的柔软性(弯曲性)特别在细线的情况下,铜>铝>铝合金。导体制成电缆以后,它的柔软性(弯曲性)还与电缆的结构(绝缘、铠装等)有关,如果以联锁铝合金铠装铝合金电缆和钢带铠装铝合金电缆相比,那前者当然为好;金属导体材料耐蚀性的优劣,与其在使用条件下接触的介质和材料密切相关。架空裸导线与电缆线芯用线的使用条件不同,不能混为一谈。


一般而言,纯铝的耐蚀性比铝合金好,人们试图加入某种元素,开发耐蚀铝合金,但到目前还未见进入工业性的应用。在含铁和硅比较低的电工用铝中,如加入适量稀土,在盐雾中(相当于在沿海地区架设的钢芯铝绞线线路)试验证明,可改善其耐蚀性,但如果含铁、硅较高的铝,则其结果是相反的。


作为电缆线芯用的铜、铝、铝合金,一般而言,其耐蚀性应为铜优于铝及铝合金,但必须指出,电缆线芯用的铜线,如果绝缘材料中有硫,则铜表面就会产生“发粘发黑”的腐蚀产物。因此铜线表面要镀一层锡,其原因就是要使锡起到隔离的作用;铜包铝线的耐蚀性,一旦铜表面出现“针孔”(露铝),将产生加速的电化腐蚀,从而导致脆断。


误区三:铝合金电缆行业有巨大的投资机会。


据报道,某企业已在几个地区投资了几个制造稀土高铁铝合金电缆的工厂,总计投入几十亿人民币,几年后每个新建企业产值可达100亿元;甚至还有报道说“预计未来5年内我国铝合金电缆市场将高速发展,形成2000亿元以上的市场规模”。


现在电缆行业内外已掀起疯狂的投资铝合金热潮,有的说有100家,也有的说有200家,众说纷纭。现在电缆行业最担心的是产能过剩以及铝合金电缆产品质量如何保证,不要再把这个新兴的市场搞滥了。现在已有企业将铝电缆当铝合金电缆出售,以获取高额利润。值得警惕!


在我国,即使是最大的电缆厂,在几年内铝合金电缆的年产值要达到100亿元,这只能骗骗不知情的投资者;如果在未来5年内我国铝合金电缆市场规模能达到2000亿元,那么这个数字相当于2012年整个行业产值的16%,仅此一个铝合金电缆产品,能达到如此高的产值,不啻天方夜谭。


应该理性看待电力电缆中的“以铝代铜”


记者:目前在产能过剩的大背景下,在电力电缆领域“以铝代铜”的呼声似乎愈来愈高,其中有没有合理的成分?对于铜铝行业的产能过剩问题的化解会产生哪些影响?


王厚余:盲目提倡“以铝代铜”将对政府决策、技术进步、行业发展,甚至对电线电缆市场的有序运行造成误导,铝及铝合金导体难以完全替代铜导体,必须要理性慎重看待铜铝替代问题,鼓励铜铝导体在电力电缆领域的良性竞争,警惕恶性竞争,防止“以铝代铜”等盲目推行铝导体的口号致使产品质量下降、生产大起大落、市场秩序被破坏。


第一,导体性能上,铜具有绝对优势。


从导电性能方面看,铝导体的导电率只有铜导体的60%左右,铝合金导体要更差些。在抗氧化腐蚀能力方面,由于铜铝元素有不同的原子结构,铝的化学性能比铜要活泼得多,因此铝导体的抗氧化腐蚀能力比铜导体要差得多,无论是纯铝还是铝合金导体都一样,因此其起火概率大约为铜导体的10倍左右。


在抗电化腐蚀能力方面,铝的电极电位比铜的要低得多,铝导体因而很容易被电化腐蚀,特别是在铝导体与铜导体或其它导体相接触的情况下。从热膨胀角度来看,铝导体的线性膨胀系数远大于铜导体,无论是纯铝还是铝合金导体的热膨胀系数基本是一样的,这会导致热胀冷缩后的接触不良,甚至产生接触不紧密、氧化发热等事故,并且会恶性循环。


从抗张强度和抗蠕变能力角度看,从极限抗张强度和屈服抗张强度来比较,铜导体最好,纯铝导体最差,铝合金相比纯铝有较大的改进,但仍不及铜导体。综合几个方面的主要性能来看,无论是导电性能、机械性能还是耐腐蚀性能,均为铜优于铝及铝合金。


第二,在技术安全上,中国不适宜大量采用铝及铝合金导体。


在特别强调安全可靠、安全系数要求较高的情形下必须使用铜导体,在有较强振动、线缆容易折断、高温潮湿的环境下也应使用铜导体,比如操作线路、二次线路、励磁线圈、消防线路。在居民住宅线路中,为保障居民生命财产安全,必须全部采用铜线。


而在对铜有腐蚀性的环境下,以及架空输电线路、较大截面的中频线路和高频线路等情况下,在管理水平较高的前提下才可以使用铝来替代铜。美国等发达国家即对铝及铝合金电缆的使用进行了严格限制,对生产流程、产品质量、安装标准、维修技术进行严格规定,我国尚未达到足够的技术水平,出于安全考虑不适宜大量采用铝及铝合金导体。


第三,在经济效益上,铝芯电缆具有优势。


电力电缆的经济选型主要考虑整个全生命周期(30年)投资和损耗费用之和最小的选项。在线路运行过程,30年的损耗所耗费的成本要远远高于初期投资建设的费用,铜导体由于其导电率高、电阻小,平均损耗要低于铝导体和铝合金导体。但是经济选型取决于应用方向和设计使用年限,房地产等行业的主要投资集中在初期建设阶段,选用铝或铝合金就更为经济。


第四,在我国电缆行业已经产能过剩的情况下,再推动铝电缆替代铜电缆,势必造成大批铜电缆设备闲置。


过去我国在铜铝市场及电力电缆市场的产业政策有一定的失误,市场上已经出现了一定程度的产能过剩,但是消除产能过剩必须要用客观的方法,应避免政府和行业在被个别企业绑架的情况下制定错误的产业政策,从而进一步扩大过剩或导致二次过剩。


以铝电缆替代铜电缆不仅不能解决电解铝行业的产能过剩问题,反而会带来更严重的铜行业产能过剩问题。据估算,替代100万吨铜,仅产生50万吨铝需求,这对于化解总产能3000万吨、过剩产能800万吨的铝冶炼行业恐怕是杯水车薪。而减少的100万吨铜需求,则会对精铜消费总需求仅900万吨的铜市场造成巨大冲击。


而目前我国电缆相关行业已经产能过剩,据统计,2014年国内铜杆行业产能约为1162万吨,实际产量约为565万吨,行业产能利用率仅为49%;然而在5年前,行业产能利用率还保持在60%以上。






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