理性看待铜铝替代问题
矿产资源消费有其自身的规律性，要理性慎重看待铜铝替代问题
一段时间以来，一些企业、媒体提出“以铝代铜”具有“战略意义”，应视为“发展方向”，认为可节约短缺的铜资源等。近日，由国务院发展研究中心资源环境与政策研究所承担的《我国铜铝资源在电力电缆市场应用战略规划研究》课题，经深入调研后提出：要理性慎重看待铜铝替代问题，发挥市场在铜铝资源配置中的决定性作用；我国电力电缆行业不宜推行“以铝代铜”。就有关问题，记者近日采访了课题组负责人——国务院发展研究中心资源与环境政策研究所副所长谷树忠研究员。
谷树忠研究员介绍，我国电力电缆行业呈现出“以铜为主”的格局。目前，我国电线电缆工业年产值已突破万亿元大关，成为制造业中仅次于汽车制造业的第二大产业，同时也极大地带动了铜、铝等重要原材料产业和上、下游相关产业的快速发展，在国民经济发展中具有十分重要的作用。目前我国电线电缆工业铜、铝导体总产量分别为484 万吨和220 万吨，分别约占全国用铜、铝量的64%和13%，约占全球电线电缆铜导体产量的33%。国内电力电缆的“以铝代铜”的替代竞争主要集中在低压和中压地下电力电缆。从整体来讲，铜导体一直是电力电缆行业用量的主力。
在我国，电缆工业是铜的第一用户。在电缆工业中，铝能否代替铜？消费哪一种资源是基于何种原则的呢？谷树忠研究员说，矿产资源消费有其自身的规律性。我们课题组进行了综合研究，结论是：铜导体在电力电缆领域综合性能优于铝导体。比较而言，铜导体拥有更优的物理、化学和机械性能，特别是具有优良的导电性、抗腐蚀性和抗蠕变性，且技术成熟、安全可靠、维护方便、安装容错率高，是世界各国电力电缆领域普遍采用的主要导体材料。有四个理由提醒我们必须要理性慎重看待铜铝替代问题，不宜推行“以铝代铜”。
第一，从电力电缆行业铜铝替代的可行性角度看，无论是导电性能、机械性能还是耐腐蚀性能，均为铜优于铝、铝合金。具体来说，导电性能方面：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的多，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他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。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。
第二，从技术安全角度看，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。特别在居民住宅线路中，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在架空输电线路、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。事实上，对铝及铝合金电缆的使用，美国等发达国家作了严格限制。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，从经济效益的角度看，电力电缆的经济选型主要考虑整个全生命周期（30年）投资、损耗和运营维护费用之和要最小。在电缆线路运行过程中，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。就初期投资讲，铜电缆成本较高，但由于铜导体导电率高、可靠性高，最终平均损耗要低于铝导体和铝合金导体，铜电缆的损耗和运营维护费用较低。
第四，从化解产能过剩角度看，目前冶炼企业产能过剩问题是电解铝行业的难题，也在铜冶炼行业显现。推行铜铝替代，对化解我国铝工业产能过剩杯水车薪，却可能对铜工业造成严重打击。以铝电缆替代铜电缆不仅不能解决电解铝行业产能过剩，反而会带来更严重的铜行业产能过剩。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，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%；而5年前行业产能利用率还保持在60%以上。而我国现有电线电缆厂家近4000家，其中生产铜电线电缆厂家占大多数，行业年产值1.2万亿元。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、投资浪费。
谷树忠研究员说，近些年，一些企业在铜铝替代问题上没有从国家、社会整体利益出发，编造数据,误导舆论，盲目提倡“以铝代铜”。这将对政府决策、技术进步、行业发展造成误导。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，要防止盲目推行“以铝代铜”等使产品质量下降、市场秩序被破坏。
我国铜铝矿产资源相对短缺，铜铝再生资源及世界铜铝矿产资源总量相对充足。2050年，国内回收的再生铜便能全部满足铜消费的需求
那么，铜铝资源资源状况究竟怎样？以铝代铜可以节约铜资源么？
谷树忠研究员说，这需要对世界与中国铜铝资源状况、铜铝再生资源回收、市场供需等进行综合分析。
谷树忠研究员认为，铜铝资源作为重要矿产资源和重要有色金属材料，已广泛应用于建筑业、电气电子、机械制造、交通运输等领域，是我国国民经济和社会发展的重要物质基础。“我们的看法是，我国铜铝矿产资源相对短缺，铜铝再生资源及世界铜铝矿产资源总量相对充足。世界铜铝矿产资源可满足未来我国经济发展的需求。我国目前已在使用的铜铝材料将在使用寿命期后循环使用，2050年国内回收的再生铜便能全部满足铜消费的需求。”
谷树忠研究员介绍：第一，全球铜铝资源储量丰富，我国铜铝资源相对短缺。从全球来看，根据USGS（美国地质调查局）最新数据，全球铜储量6.9亿吨。而随着目前和今后的探矿进展，将会使储量和资源量进一步增加。以2014年全球矿产铜产量1870万吨计（USGS数据），全球铜资源静态保证年限为34年。如按已探明有潜在开采价值的铜资源量计算，可开采超过100年，供应总体相对充裕。全球铝土矿资源同样十分丰富，探明储量280亿吨，资源量估计在550~750亿吨之间，静态保证年限为109年，能够满足世界未来对铝的需求。
从国内来看，据国土资源部数据，我国铜矿查明资源储量9690万吨，预测资源量3亿吨，资源查明率为30%。按当前矿产铜产量计算，静态保障年限20年。尽管近年来我国加大了铜矿开发力度，但远不能满足国内对铜的需求，自给率约30%左右。我国铝土矿查明资源储量为42亿吨，但国内铝土矿开采量巨大。我们占世界储量2.96%，产量占世界铝土矿的20.91%，过度开采；资源保障程度低，静态保障年限仅6~7年。
第二，我国铜铝资源需求量持续增长，对外依存度不断提升。随着我国工业化和城镇化的快速推进，国内铜铝资源的需求持续增长，铜铝矿产开采量呈稳步上升态势。我国矿产铜产量从2003年的60万吨（金属量）增长到2014年的174万吨（金属量），铝土矿产量从2006年的2100万吨增长到2014年的5921万吨。与此同时，我国铜铝矿产的进口量基本呈上升趋势，铜精矿、铝土矿从2006年的494万吨和968万吨，攀升到2013年1008万吨和7075万吨。鉴于我国铜铝资源需求顶点尚未到来，预计我国在未来一段时间将继续面临“缺铜少铝”局面，中国铜铝资源的对外依存度仍将保持较高水平。
第三，长期来看，国内再生铜可完全满足消费需求。据中国有色金属工业协会预计，十三五末期，我国铝消费将达到峰值4400万吨/年，即仍有1000万吨以上的增长空间，并将在峰值水平维持很长一段时间。另据国土资源部信息中心研究成果：从长期看，全球铜需求持续增长，预计2050年全球矿山铜累计需求量约11亿吨，至2100年约32亿吨，达到最高水平。预计到2050年我国铜累计需求量约为4.24亿吨，需求旺盛。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。
电缆形成铜消费为主的格局是经济发展、技术进步、用户需求的必然结果
电力电缆行业逐步形成为以铜电缆为主的格局原因何在？谷树忠研究员认为，是经济发展、技术进步、用户需求的必然结果，反映出市场与用户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。
谷树忠研究员说：“我国电缆工业国家标准明确在导电性、安全性、可靠性要求较高的场合，必须采用铜。铝本身有其优点，在电力电缆行业中有其适合的场合：主要在架空输电线路；对铜有腐蚀但对铝腐蚀较小的地方，应采用铝；中频高频线路应优先采用铝。”总的来看，铜以其优良的导电性能主要被电力领域使用，铝是很好的结构材料，因而在建筑业、交通运输等领域等被更多地使用。这是市场选择的结果。”据介绍，我国铜资源消费目前主要在电力（41%）、电子通讯（15%）、日用消费品（15%）、机械制造（10%）等领域，铝资源消费主要在建筑业（38%）、交通运输（17%）、耐用消费品（16%）、电力（15%）等领域。其中，电力领域铜消费是我国铜消费的最大用户，铝在一定范围内也有使用。
谷树忠研究员介绍，在电力电缆领域，20世纪60~70年代，当时在“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，20 世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 %。主要原因是：其一，利用铜资源生产铜电缆，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；从安全可靠角度出发，使用铝芯电缆的关键点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。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”的口号可笼统地解决问题。
谷树忠研究员说，从铜铝资源的生产能耗、使用能耗和铜铝电力电缆全生命周期（30年）成本看，不考虑加工环节，从采矿到选矿再到冶炼的铜生产过程中，每生产1吨阴极铜的能耗为1.6吨标煤。而从采矿到氧化铝再到电解铝，每生产1吨原铝的能耗为3.5吨标煤，即原铝单位能耗是阴极铜单位能耗的2.2倍。综合载流量等因素，铜电缆2吨用铜量等效于铝电缆1吨用铝量，即使是在此条件下，1吨原铝的生产能耗仍然比2吨阴极铜的生产能耗高出约10%。
“根据行业发展规划，2015年从采矿到冶炼，阴极铜单位能耗将下降到每吨阴极铜1.2吨标煤；从铝土矿到电解铝，原铝的单位能耗将下降到每吨原铝3.33吨标煤，即原铝单位能耗约是阴极铜单位能耗的2.8倍；1吨原铝的能耗比2吨阴极铜的能耗约高39%。”
“从铜铝电缆的使用能耗看,按照现行国家标准计算，铜和铝电缆寿命期内总损耗的能耗差不容小觑，铝电缆每公里能耗高于铜电缆达62640千瓦时。”
谷树忠研究员说，上述分析表明，用铝电力电缆替代铜电力电缆，将对保护环境、解决总体产能过剩等社会综合效益方面带来负面影响。“以铝节铜”、“以铝代铜”，也违背了市场与用户的需求，且不利于我国铜工业和铝工业转型升级、提质增效、健康发展，甚至会打破有色金属领域的供求平衡，影响我国战略资源的安全保障。
加强多渠道获取资源能力，发挥市场在配置资源中的决定性作用
谷树忠研究员介绍，针对铜铝资源状况、行业发展实际等，课题组通过研究提出了相关政策建议：
一是加强我国多渠道获取铜铝资源的能力。其一，要努力以双赢多赢的策略争取全球优质铜铝资源，根据国内铜铝资源需求和世界市场变化情况，适时开展铜铝资源储备工作；要强化政策支持，建立和完善政府对海外办矿的宏观调控政策和激励机制，实施企业海外办矿的扶持政策。要推动矿业企业、冶炼企业和加工企业合作，实行强强联合大集团战略，培育有国际竞争力的大企业，对外形成谈判合力。支持我国企业与外企开展经济、技术合作，联合进行矿产勘探、资源开采和冶炼加工，共同开发海外铜铝资源。鼓励国内企业采取企业兼并、股份收购、购买开采权、技术换资源等方式，多途径拓宽海外铜精矿、铝土矿等资源的进口渠道。其二，要增加资源储量，增强我国矿产资源在国际市场的话语权。其三，金属回收再生是获取铜铝资源的重要渠道，要积极推进废旧铜铝资源回收利用，统筹兼顾国内外废旧铜铝资源市场。目前我国再生铜占铜产量的近40%，废铝回收率也已达20%，预计未来随着我国铜铝消费量的增加，金属回收再生比例将进一步提高。要严格废杂铜进口商资格审批，调查国外废杂铜供应商资信状况，推进进口商与国外高信誉供货商建立长期合作伙伴关系，稳定和拓展废杂铜的进口渠道。规范废杂铜进口的审批检验程序，严格限制低品位废杂铜进口，降低废杂铜通关时间与经济成本，提高优质废杂铜原料通关效率。加强国内铜铝资源的回收利用，推广城市矿山利用方面的先进技术与模式等。
二是推进我国铜铝产业转型升级、提质增效。 转型升级、提质增效要解决我国铜铝冶炼和加工产业目前存在的不同程度的产能过剩、技术水平落后和环境污染等问题：需要控制行业总量规模，严格审查新上低附加值铜铝项目，提高铜铝冶炼行业准入门槛，促进铜铝工业有序平稳发展；减少政府对市场的直接干预，加强市场在铜铝资源配置中的作用，通过提高技术标准、环境污染物排放标准、能耗、地耗、矿耗等标准，让市场自行消化过剩产能、淘汰落后企业；促进上下游及周边产业的产业链整合，延伸产业链长度，扩大产业规模，优化产业、产品结构等；严格环境准入标准，推进铜铝产业绿色生产技术与装备升级，倡导全产业节能减排。
三是发挥市场在电力电缆行业铜铝资源配置中的决定性作用，加强政府监督力度。让企业和用户依据铜铝产品的技术和经济特点做出适合自身情况的选择，减少政府直接干预产业政策对市场秩序造成的干扰；加大政府对电力电缆行业市场监督力度，要严格技术标准，通过明确电力电缆产业中铜铝材料选用的技术标准，淘汰落后产能，减少低品质产品恶性竞争对市场秩序的扰乱；严防在技术标准过程中出现的寻租腐败行为，杜绝个别企业左右技术标准制定的情况发生，保持技术标准的公正性和合理性。杜绝错误的宣传引导，谨防错误口号误导舆论、损及企业利益和国家发展。
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