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電纜行業銅鋁材料的循環利用之別

time:2018-06-01 17:14:28
  電纜作為電力工程中的主要材料,在電力工程中起著至關重要的作用。電纜的種類多種多樣,選擇合適的電纜不僅能增加電力系統的穩定性和安全性,對電力工程的造價也有著重要影響。當前業界對關電纜導體“鋁代銅”這一熱門話題的爭論仍在持續,這兩種重要的有色金屬應用于電纜行業也確實各有優劣。

  一般來說,銅電纜作為較為傳統的電纜類型,已為大家所熟知,因其優越的導電性能和機械特性,在電力工程中得到廣泛的應用。鋁合金電纜作為一種新型的電纜,雖然歷史不長,但因其優越的性能和相對較低的價格,近年來迅猛發展,成為電纜行業中一股新生力量,引起越來越多的關注。

  有色金屬材料均可實現資源回收利用

  從全社會的角度來看,作為最重要的有色金屬基礎原材料品種——銅和鋁,均可以實現循環利用。最近十多年來我國再生有色金屬得到了快速發展,已經成為我國有色金屬工業的重要組成部分,為有色金屬工業滿足經濟社會發展需求、實現有色金屬工業的節能減排做出了積極的貢獻,其中銅和鋁的循環利用是起著決定性地位的。

  由此可見,電纜行業中銅鋁材料未來都可以得到回收利用,均可以回到全社會資源大循環的系統中去,這是他們的相同的地方。但是在循環利用的同時,他們之間還有很大的不同之處。最重要的就是電纜行業用的銅可以實現閉路循環,而電纜行業所用的鋁則較難實現閉路循環。

  電纜行業用鋁目前尚未實現閉路循環

  銅電纜在產品壽命到期后可以再次循環利用為銅電纜。整體來說,銅在電力行業的應用占其總消費量的60%以上,廢銅的回收形態多數是以電力行業報廢的銅線纜等的狀態存在,并且由于用于電力行業均為純度很高的電工用銅,屬于高品質的99.95%和99.99%的電解銅,生產標準比較統一,因此便于實現閉路循環利用。由報廢的電纜循環利用為新的電纜,目前在國內外的工程實踐中也已經非常普通了,是廢銅循環利用的最為重要的組成部分。

  而鋁合金電纜限于其技術要求及再生鋁行業的特點,無法再次循環為鋁合金電纜,廢鋁合金電纜被用作熔煉其他鋁合金時的配料,從而進入了鋁資源的大循環中。這是因為鋁用于電力行業,主要是合金化了的鋁合金。鋁在電力行業的用量僅占鋁的總消費量的10%以下,在未來回收時以電纜形態的廢料量也占少量,況且鋁合金電纜的牌號、執行標準較多,指標要求各異,對回收標準有一定要求,并且鋁合金電纜的加工性能對鋁合金熔鑄坯料的成分、組織要求極高,循環利用為電纜的難度較大,目前還未形成閉路循環。

  當然,未來如果能夠很好的解決了鋁合金電纜的生產標準、回收標準和完善的回收體系,并且必須通過專門的鋁合金電纜回收企業進行循環利用,也是可以實現從電纜到電纜的閉路循環的,但還要滿足合理的技術經濟性,因此還有很長的路要走。

  從循環利用的角度對電纜行業用銅鋁全生命周期的分析

  上海電纜研究所與美國通用電纜公司曾經在2013年聯合做了對鋁合金電纜與銅電纜的生命周期評價的研究,其中在電纜導體回收過程中的環境影響是以能耗分析為主,簡單的按照再生鋁和再生銅的能耗來進行了測算。但實際上,鋁合金電纜未能再生循環成鋁合金電纜,從這一點上和銅電纜有著很大的差異,因此如果按照從電纜到電纜的全生命周期的評價方式,則應該可以得到更有說服力的結論。從全生命周期來看,銅鋁循環的差異應該受到充分重視。

  1.銅的大量使用可以使電纜行業實現永續循環

  未來隨著我國電纜行業用銅量的增加,會逐漸達到發達國家的人均用銅水平,因此回收利用前景十分廣闊。有研究結果稱2050年前后,我國人均銅累積量將達到峰值,國內循環利用銅即可完全滿足消費需求。銅在我國將不再是短缺礦產,礦山生產銅可用于出口,為全球銅消費作出貢獻。未來只要每年投入少量的原生銅,就可以實現我國電纜行業的自循環系統,因此從資源戰略角度考慮,電纜行業用銅量越多,未來我國對外界銅資源的依賴越少,再加上對全生命周期的評價,用銅成本也會越來越低。

  2.大量用鋁對電纜行業長期發展的負面影響

  雖然電纜行業的鋁資源可以得到循環利用,但是該類廢鋁回收后,是被用作熔煉其他鋁合金時的配料,而沒有返回再制成電纜,沒有得到閉路循環,甚至在鋁的循環利用過程中被降級使用,帶來了鋁資源的浪費。眾所周知,電解鋁是高耗能、高污染行業,如果大力推廣鋁在電纜行業的應用,未來需要不斷投入大量的高耗能、高污染的電解鋁來滿足電欄行業的需求,其對環境、經濟、社會會帶來一定程度的負面影響。

  3.循環利用中導電材料的殘值對電纜行業的影響

  電纜行業選用銅或鋁合金的電纜,應由設計和用戶根據綜合經濟技術效果和運行安全的可靠性來決定。過去我國銅產量較低,并且價格偏高,導致了一定時期“以鋁節銅”的權宜之計。當前我國有色金屬工業格局發生了很大的變化,銅鋁的產量均居世界第一位。因此,片面地強調我國鋁多銅少而采用“以鋁代銅”、“以鋁節銅”已經是不合時宜的提法了。

  盡管銅的價格高于鋁,但同樣的道理,報廢的銅電纜的殘值也高于報廢的鋁電纜。因此當未來電纜行業的銅導體材料實現自循環后,實現了從電纜到電纜的循環利用,只需要付出一定的材料加工成本即可完成新的電纜的制造,其經濟性會比投入新的原材料而制造的鋁合金電纜更好。到時電纜行業也就不存在用不起銅,舍不得用銅的困境了。

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