Перспективы замены меди алюминием в кабельно-проводниковой продукции

Page 1
background image

Page 2
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru

30

Тема номера

ÌÅÄÜ È ÀËÞÌÈÍÈÉ

ТЕНДЕНЦИИ НА МИРОВОМ РЫНКЕ МЕДИ

 И АЛЮМИНИЯ

Медь

. В начале августа этого года цена на медь 

достигла 9800 долл./т, что выше исторически пико-
вых значений 2008 года, когда цена поднималась до 
уровня 9000 долл./т, после чего последовало резкое 
её снижение до 3500 долл./т в первом квартале 2009 г. 
С тех пор цена постепенно устойчиво росла, до-
бравшись до отметки 7243 долл./т в первом квар-
тале 2010 года. Затем последовала временная па-

Перспективы замены 
меди алюминием 
в кабельно-проводниковой 
продукции

В статье рассматривается развитие рынков таких ключевых для изготов-
ления кабельной продукции материалов, как медь и алюминий, за прошед-
шие два года, а также обсуждается влияние цен этих материалов на не-
которые сектора кабельного рынка. Кроме этого, показываются потенци-
альные возможности относительно замены меди алюминием в некоторых 
типах кабеля.

Даниил ВЫШЕГОРОДСКИЙ, к.э.н., Уральская академия государственной службы

уза перед тем, как цена снова пошла вверх. В фев-
рале этого года значение цены превысило 10 тысяч 
долл./т, после чего произошло её снижение (рис. 1).

Только частично рост цены на медь можно объяс-

нить удешевлением доллара. Значимыми фактора-
ми являются более быстрое, чем ожидалось, восста-
новление мирового потребления меди, особенно в 
Азии, и снижение настороженности по поводу насту-
пления второй фазы кризиса. Запасы меди на Лон-
донской бирже металлов стали снижаться. Ещё од-

ним фактором послужил интерес 
к меди со стороны представите-
лей финансового сектора, кото-
рые в условиях сильной неопре-
делённости на фондовом и де-
нежном рынках вкладывают ка-
питал в ликвидные металлы (тор-
гуемые на биржах).

После того как в 2009 году на 

мировом рынке избыток меди до-
стиг миллиона тонн, в 2010 году 
её производство увеличилось не-
значительно, тогда как спрос не-
ожиданно быстро вырос. В ре-
зультате по итогам прошлого 
года дефицит меди в мире был 
оценен в 252 тыс. тонн. Глобаль-

Рис. 1. Динамика цены на медь на Лондонской бирже 

металлов, долл./т


Page 3
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru

31

Тема номера

ÌÅÄÜ È ÀËÞÌÈÍÈÉ

ный спрос на провода и кабель, 
для изготовления которых ис-
пользуется около половины по-
требляемой меди, сейчас увели-
чивается довольно активно. Вто-
рой раз за последнее десяти-
летие (первый раз в 2004 г.) во 
всех главных регионах мира от-
мечено повышение потребления 
кабельно-проводниковой про-
дукции. В 2010 г. объём добытой 
меди практически не увеличился 
по сравнению с 2009 г., посколь-
ку крупные проекты по освоению 
новых месторождений не были 
реализованы, а качество руды 
на многих функционирующих ме-
стах добычи снизилось.

В последние годы скрап стал очень важным ком-

понентом на рынке меди. После обрушения цен на 
медь в четвёртом квартале 2008 г. вторичный ме-
талл практически исчез из обращения, и 2009 г. был 
бедным по предложению скрапа. Более того, трей-
деры не были склонны продавать скрап в Китай, по-
сле того как в конце 2008 г. китайские покупатели 
отказались выполнять ранее заключённые контрак-
ты, которые были основаны на высоких ценах. Также 
негативно сказалось падение промышленного про-
изводства в Северной Америке и Западной Европе, 
являющихся главными регионами по формирова-
нию процессного медного скрапа. Мировое предло-
жение вторичной меди снизилось более чем на 10% 
от предкризисного уровня. Эта нехват-
ка скрапа частично объясняет рост 
потребления первичной меди в 
последние годы.

В ближайшем будущем 

прогнозируется превыше-
ние мирового потребления 
меди над производством. 
По оценке Международ-
ной группы изучения меди, 
уровень дефицита ме-
талла в мире будет равен 
377 тыс. т в 2011 г. и 
279 тыс. т в 2012 г. На-
чиная с 2013 г. ожидает-
ся ввод новых проектов в 
сфере добычи, и предложе-
ние меди начнёт расти бы-
стрее, чем спрос на неё, что 
должно привести к снижению 
цены до уровня около 7 тыс. 
долл./т по прогнозу Междуна-
родной федерации производите-
лей кабельной продукции.

В связи с ожидаемым сохранением высоких цен 

на медь в ближайшем будущем производителям 
кабельно-проводниковой продукции необходимо 
внимательно относиться к рынку меди, поскольку 
вырастет потребность в оборотном капитале и мо-
жет возникнуть нехватка сырья для тех из них, кто 
не позаботится о сырьевых запасах. Поэтому поня-
тен интерес к альтернативным по отношению к меди 
сырьевым материалам для изготовления проводов и 
кабелей, прежде всего к алюминию.

Алюминий

. В течение фазы роста цен, начав-

шейся в 2006 г., цена на алюминий следовала за ди-
намикой цены на медь, и, когда в четвёртом квар-

тале 2008 г. цены рухнули, поведе-

ние цен на алюминий мало отлича-

лось от изменений цен на медь. 

Хотя с тех пор уровень цен на 

медь восстановился и превзо-

шёл докризисные значения, 

цена на алюминий восста-

новилась лишь частично. В 

настоящее время она коле-

блется около 2400 долл./т 

(рис. 2), тогда как в 2008 г. 
достигала 3000 долл./т. 

Таким образом, на фоне 
обесценившегося амери-
канского доллара и высо-
ких цен на медь алюми-

ний стал выглядеть более 

привлекательно как сы-

рьевой материал для изго-

товления проводов с точки 

зрения издержек.

В отличие от рынка меди 

предложение первичного алю-

миния лучше соответствует 

спросу на него, и в результа-

Рис. 2. Динамика цены на алюминий на Лондонской бирже 

металлов, долл./т


Page 4
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru

32

те биржевые запасы алюминия достаточно высоки. 
Общее количество этих запасов в мире достигает 
6,5 млн т, которых должно хватить примерно на три 
месяца при текущем темпе потребления алюминия, 
хотя часть запасов хранится для финансовых целей, 
что делает их недоступными для текущего использо-
вания. Темпы роста производства алюминия не от-
стают от его потребления, даже несмотря на реше-
ние Китая сократить на территории страны мощно-
сти по производству алюминия с целью ограничения 
потребления энергии.

Поскольку запасы алюминия высоки и стабиль-

ны и планируются новые проекты по его производ-
ству, то прогнозируется, что рост мирового пред-
ложения этого металла будет соответствовать ро-
сту спроса на него, следовательно, не ожидается 
значительного повышения мировых цен на алюми-
ний. Единственный фактор, который может приве-
сти к росту цены, —  это возможность значительно-
го ограничения выпуска алюминия в Китае для эко-
номии электроэнергии, но его наступление считают 
маловероятным. Соответственно, цена на алюминий 
сохранится на текущем уровне (примерно 2200—
2500 долл./т) в последующие два года. Поэтому со-
отношение между ценами на медь и алюминий ожи-
дается высоким.

РАСЧЁТНАЯ ОЦЕНКА ЗАМЕНЫ МЕДИ 

АЛЮМИНИЕМ В ПРОВОДНИКАХ

Исследование относительных издержек изготов-

ления медных и алюминиевых проводников долж-
но опираться на три фактора: соотношение  цен на 
металлы, их веса и проводимости. Медь значитель-
но тяжелее алюминия (плотность меди составляет 
8,9 г/см

3

, алюминия — 2,7 г/см

3

), из чего следует, что 

медный проводник в 3,3 раза тяжелее алюминие-
вого такого же размера. Однако алюминий облада-
ет только 0,61% проводимости меди, и, чтобы про-

вести такой же ток, алюминиевый проводник дол-
жен быть больше медного по площади на 0,61%. Та-
ким образом, единица веса проводимости алюминия 
лишь в два раза выше (3,3х0,61), чем у меди. И по-
скольку ценовое отношение между медью и алюми-
нием в настоящее время достигает 3,5 раза (рис. 3), 
то медный проводник обойдётся в 7 (2х3,5) раз доро-
же, чем эквивалентный ему проводник из алюминия.

Однако сопоставление медных и алюминиевых 

проводников этим не исчерпывается. Потребляе-
мый кабель обладает стандартными размерами, но 
невозможно изготовить алюминиевый проводник по 
размерам, точно совпадающим с медным. Потребу-
ется изготовлять проводник из алюминия по разме-
рам примерно в два раза больше, чем из меди. Со-
ответственно, необходимо больше изолирующего и 
защитного материала, что снизит ценовую привле-
кательность алюминия.

Например, если мы возьмём 70 мм

2

 медного ка-

беля, в котором расходы на проводник составят 65% 
от общих издержек производства кабеля, то эквива-
лентные 120 мм

2

 алюминиевого кабеля будут дешев-

ле на 23,5%. Но если доля медного проводника в ка-
беле составит 80% от общих издержек производства 
кабеля, то экономия от использования алюминиевого 
кабеля достигнет 46%. Только в случае, если расходы 
на медный проводник будут ниже 50% от общей сто-
имости кабеля, эквивалентный ему алюминиевый ка-
бель будет незначительно дешевле. В большинстве 
низковольтных и во многих средневольтных кабелях 
доля расходов на проводник в издержках изготовле-
ния составляет в настоящее время более 50%, поэто-
му переход к алюминиевому проводнику может дать 
значительную экономию.

ОМЕДНЁННЫЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ (COPPER CLAD 

ALUMINIUM) ПРОВОДНИК

Омеднённый алюминиевый (Copper Clad 

Aluminium, ССА) проводник из-
вестен уже много лет наряду с 
омеднённым стальным прово-
дником. Первоначально его ис-
пользовали в телекоммуникаци-
онных кабелях. Проводники CCA 
состоят из двух различных ма-
териалов — жил, изготовленных 
из алюминия, снаружи покры-
тых медью. Причина такой кон-
струкции очевидна — медь вно-
сит весомую составляющую в об-
щую стоимость кабеля, и частич-
ная замена меди алюминием су-
щественно её снижает. Такие ка-
бели должны иметь хорошие ха-
рактеристики при передаче вы-
сокочастотных сигналов из-за 

Рис. 3. Изменение соотношения между ценами на 

медь и алюминий

Тема номера

ÌÅÄÜ È ÀËÞÌÈÍÈÉ


Page 5
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru

33

проявления поверхностного эффекта 
(скин-эффект), когда сигнал распро-
страняется только по поверхности про-
водника, то есть по внешнему медному 
слою жилы. В условиях высоких цен на 
медь предпринимаются попытки изуче-
ния применения ССА-проводника для 
изготовления силовых кабелей. В жиле 
ССА-проводника медь обычно занима-
ет 10% объёма, 5% от поперечного се-
чения жилы, 43% от веса.

Производители ССА-проводника 

утверждают, что этот материал облада-
ет по сравнению с медью такими преи-
муществами алюминия, как малый вес 
и дешёвая стоимость, без наличия его 
недостатков. На практике эти преиму-
щества в материальных издержках мо-
гут быть нивелированы более высокими расходами 
по изготовлению такого проводника, так как процесс 
плакирования сложнее, чем обычное волочение про-
волоки. Более низкая проводимость ССА означа-
ет, что при изготовлении кабеля потребуется жила 
большего размера по сравнению с медным прово-
дником. Следовательно, в таких обстоятельствах 
ценовое преимущество ССА-проводника перед мед-
ным будет снижаться.

Множество производителей ССА-проводников 

находится в Китае, крупнейшим из них является ком-
пания Fushi Copperweld. Эта компания также вла-
деет крупной американской фирмой Copperweld. 
За пределами Китая и США производство ССА-
проводников незначительно. Общая мощность Fushi 
Copperweld составляет 36 тысяч тонн, тогда как ми-
ровое производство ССА-проводников в 2009 г. оце-
нивалось в 180 тысяч тонн. Большая часть этого объ-
ёма пошла на изготовление коммуникационных ка-
белей, в других областях кабельного производства 
применение ССА-проводников ограниченно.

Помимо традиционных сфер использования ССА 

в коаксиальных кабелях и некоторых специфичных 
обмоточных проводах, в настоящее время существу-
ют другие области его использования. Одной из них 
является производство LAN-кабелей, в основном в 
Китае. Конечно, главной целью в этом случае ста-
новится снижение издержек, однако следует пони-
мать, что такой кабель не соответствует требова-
ниям к качеству кабеля для деловых или промыш-
ленных помещений. Этот LAN-кабель вполне подхо-
дит для внутренних жилых помещений. Кроме того, 
существуют сведения, что ССА применяют в кабе-
ле для датчиков и для устройств выработки электро-
энергии в ветроустановках, где небольшой вес про-
водника имеет высокую значимость. Другие воз-
можные сферы использования ССА — это изготов-
ление внутреннего электропровода и силового кабе-

ля. Одним из главных препятствий применения тако-
го рода кабелей является то, что ССА-проводник не 
включён в спецификации. Ранее в некоторых стан-
дартах, например в Британском Стандарте, ССА 
упоминался как один из вариантов, но впоследствии 
он был оттуда убран, и сейчас у ССА-проводников 
появится возможность для роста потребления, толь-
ко если они будут включены в технические стандар-
ты. Это требует довольно много времени, поэтому 
не стоит ожидать расширения применения ССА в 
ближайшем будущем. Только в тех областях, где нет 
государственных стандартов, например, в изготов-
лении промышленного оборудования, производите-
ли которого используют собственные стандарты, у 
ССА-проводников есть шанс.

Другие проблемы расширения потребления ССА-

проводника состоят в трудности его рециклинга и 
риске загрязнения им чистого медного скрапа. Если 
покрытый оловом медный провод может быть обна-
ружен и выделен по внешним признакам, то сепа-
рация ССА-скрапа становится более сложной зада-
чей. Внешне ССА-провод выглядит так же, как мед-
ный, поэтому его нужно разрезать, чтобы обнару-
жить алюминий в сечении. Эта проблема станет се-
рьёзной, если произойдёт расширение использова-
ния ССА-проводов. В Европе наблюдается лишь не-
большая степень загрязнения ССА-скрапом вторич-
ного промышленного сырья, тогда как в Китае более 
внимательно относятся к контролю скрапа, посколь-
ку отработанные ССА-проводники там встречаются 
довольно часто.

В целом попытки использования ССА-проводов, в 

особенности для изготовления промышленного обо-
рудования, наблюдаются тогда, когда начинает уве-
личиваться цена на медь. Консервативность потре-
бителей и отсутствие упоминания ССА-проводников 
в стандартах остаются главными препятствиями для 
расширения их сбыта.

Тема номера

ÌÅÄÜ È ÀËÞÌÈÍÈÉ


Page 6
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2011, www.kabel-news.ru

34

ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ 

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ В ОТДЕЛЬНЫХ 

ВИДАХ ПРОВОДНИКОВО-КАБЕЛЬНОЙ 

ПРОДУКЦИИ

Применение алюминия в кабеле для внутрен-

ней прокладки в жилищном и промышленном стро-
ительстве в глобальной перспективе очень ограни-
ченно. Алюминий не пользуется популярностью на 
большинстве региональных рынков мира и занима-
ет очень незначительную часть в потреблении. Там, 
где раньше он широко использовался в строитель-
ном кабеле (например в Индии), сейчас алюминий 
вытеснен медью. Несмотря на значительный рост 
стоимости меди в последние годы, вряд ли произой-
дёт замещение меди алюминием, поскольку это при-
ведёт к ухудшению качества проводимости, даже 
несмотря на разработку новых сплавов и совершен-
ствование монтажных и соединительных устройств.

Лёгкий вес алюминия может сыграть важную 

роль в автомобильной промышленности, где посто-
янно ищут способы снижения массы автомобиля. 
Конечно, здесь следует соблюдать баланс с необхо-
димостью увеличения пространства для алюминие-
вых проводов при замене ими медной проводки. Се-
годня алюминиевый провод в автомобилях исполь-
зуется для аккумуляторных кабелей, но существу-
ют планы применять его и в основных жгутах элек-
тропроводки. Например, компания Sumitomo Electric 
начала снабжать фирму Toyota алюминиевой авто-
мобильной электропроводкой. Алюминиевый ком-
плект автопроводов на 40% легче комплекта с мед-
ным проводником. Одной из возможностей замены 
меди в этой сфере может стать применение ССА-
проводника, который тоньше алюминиевого, что 
приведёт к экономии пространства в автомобиле.

Провода для бытовых электроприборов так же, 

как и автомобильные провода, собирают в пуч-
ки перед установкой в изделие. Однако объём та-
ких проводов обычно мал, и снижение веса не яв-
ляется важной задачей. Поэтому интерес к возмож-
ностям использования алюминия в этой области до-
вольно мал. Впрочем, если применение алюминие-
вых автомобильных проводов станет технологиче-
ски успешным, то будет легко приспособить эти тех-
нологии для изготовления проводов для бытовых 
электроприборов из алюминия, в результате снизят-
ся издержки их производства. Другим направлени-
ем, связанным с использованием алюминия в элек-
трооборудовании, является разработка облуживаю-
щегося алюминиевого провода. ССА-проводник так-
же может потенциально стать заменителем меди в 
проводах для электроприборов.

Алюминиевый обмоточный провод традицион-

но применяют в ограниченной мере, что обуслов-
лено определённой спецификой. В трансформато-
рах мощностью 15 кВА и выше часто используется 
алюминиевая обмотка, в частности, для трансфор-
маторов, устанавливаемых на мачтах, когда важен 
лёгкий вес алюминия. Также алюминий применяют 
в моторах с низким рабочим циклом, таких, как из-
мельчители, двери гаражей с автоматическим от-
крыванием. В остальных областях использования 
обмоточных проводов алюминий не рассматрива-
ется как эффективный заменитель меди, хотя ССА-
провод применяется в высокочастотных катушках. 
Можно ожидать продолжения замены меди алюми-
нием в обмоточных проводах, но это будет постепен-
ный и нераспространённый процесс.

ВЫВОД 

Таким образом, в ближайшие годы прогнозирует-

ся довольно высокий уровень мировых цен на медь, 
что негативно сказывается на расчётах издержек про-
изводства кабельно-проводниковых изделий. В таких 
условиях поставщики этих изделий более вниматель-
но изучают перспективы замещения меди алюмини-
ем, чья цена в последнее время в 3,5 раза ниже цены 
на медь, тогда как в прошлом эта разница была гораз-
до меньше. Определённые препятствия, связанные с 
физико-химическими свойствами алюминия и ограни-
чениями технических стандартов, не позволяют пол-
ноценно заменить медные проводники алюминиевы-
ми. Тем не менее в ряде случаев, как было показа-
но в статье, поиск возможностей по такой замене мо-
жет увенчаться успехом при определённых усилиях. В 
частности, это касается автомобильных проводов, не-
которых силовых кабелей, обмоточного провода.

При подготовке статьи использованы материалы 

Международной федерации производителей

 кабельной продукции, Международной

 группы изучения меди.

Тема номера

ÌÅÄÜ È ÀËÞÌÈÍÈÉ


Читать онлайн

В статье рассматривается развитие рынков таких ключевых для изготовления кабельной продукции материалов, как медь и алюминий, за прошедшие два года, а также обсуждается влияние цен этих материалов на некоторые сектора кабельного рынка

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

Технологический суверенитет в российской энергетике: энергоэффективные трансформаторы с сердечниками из аморфной стали

Энергоснабжение / Энергоэффективность Оборудование Экология
ООО «НПК «АВТОПРИБОР»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

Разработка методики точной оценки фактической загрузки трансформаторов 6(10)–0,4 кВ с помощью данных от интеллектуальных систем учета электрической энергии

Энергоснабжение / Энергоэффективность Оборудование
Мусаев Т.А. Хабибуллин М.Н. Шагеев С.Р. Федоров О.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(73), июль-август 2022

О ремонтах оборудования распределительных устройств 220‑500 кВ узловых подстанций и их схемах

Управление производственными активами / Техническое обслуживание и ремонты / Подготовка к ОЗП Оборудование
Гринев Н.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»