อลูมิเนียมสามารถทดแทนความต้องการทองแดงจำนวนมากภายใต้การเปลี่ยนแปลงพลังงานทั่วโลกได้หรือไม่?

ด้วยการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานทั่วโลก อลูมิเนียมสามารถทดแทนความต้องการทองแดงที่เพิ่มขึ้นใหม่จำนวนมากได้หรือไม่ปัจจุบัน บริษัทและนักวิชาการในอุตสาหกรรมจำนวนมากกำลังสำรวจวิธี "แทนที่ทองแดงด้วยอะลูมิเนียม" ให้ดีขึ้น และเสนอว่าการปรับโครงสร้างโมเลกุลของอะลูมิเนียมสามารถปรับปรุงการนำไฟฟ้าได้

เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้า การนำความร้อน และความเหนียวที่ดีเยี่ยม ทองแดงจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านพลังงานไฟฟ้า การก่อสร้าง เครื่องใช้ภายในบ้าน การขนส่ง และอุตสาหกรรมอื่นๆแต่ความต้องการทองแดงเพิ่มสูงขึ้นในขณะที่โลกเปลี่ยนไปสู่แหล่งพลังงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เช่น ยานพาหนะไฟฟ้าและพลังงานทดแทน และแหล่งที่มาของอุปทานก็กลายเป็นปัญหามากขึ้นตัวอย่างเช่น รถยนต์ไฟฟ้าใช้ทองแดงประมาณสี่เท่าของรถยนต์ทั่วไป และส่วนประกอบทางไฟฟ้าที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนและสายไฟที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายต้องใช้ทองแดงในปริมาณที่มากขึ้นด้วยราคาทองแดงที่พุ่งสูงขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิเคราะห์บางคนคาดการณ์ว่าช่องว่างของทองแดงจะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆนักวิเคราะห์อุตสาหกรรมบางคนถึงกับเรียกทองแดงว่าเป็น “น้ำมันใหม่”ตลาดกำลังเผชิญกับอุปทานทองแดงที่จำกัด ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดคาร์บอนและการใช้พลังงานหมุนเวียน ซึ่งอาจผลักดันราคาทองแดงให้สูงขึ้นมากกว่า 60% ภายในสี่ปีในทางตรงกันข้าม อะลูมิเนียมเป็นธาตุโลหะที่มีมากที่สุดในเปลือกโลก และยังมีปริมาณสำรองมากกว่าทองแดงประมาณพันเท่าเนื่องจากอลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่าทองแดงมาก จึงประหยัดและสะดวกในการขุดมากกว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บางบริษัทได้ใช้อะลูมิเนียมเพื่อทดแทนโลหะหายากผ่านนวัตกรรมทางเทคโนโลยีผู้ผลิตทุกอย่างตั้งแต่ไฟฟ้าไปจนถึงเครื่องปรับอากาศไปจนถึงชิ้นส่วนรถยนต์สามารถประหยัดเงินได้หลายร้อยล้านดอลลาร์ด้วยการเปลี่ยนมาใช้อะลูมิเนียมแทนทองแดงนอกจากนี้สายไฟฟ้าแรงสูงยังสามารถเดินทางได้ไกลขึ้นโดยใช้สายอลูมิเนียมที่ประหยัดและมีน้ำหนักเบา

อย่างไรก็ตาม นักวิเคราะห์ตลาดบางคนกล่าวว่า "การเปลี่ยนอะลูมิเนียมเป็นทองแดง" นี้ชะลอตัวลงในการใช้งานทางไฟฟ้าในวงกว้าง ค่าการนำไฟฟ้าของอะลูมิเนียมถือเป็นข้อจำกัดหลัก โดยมีค่าการนำไฟฟ้าเพียงสองในสามของทองแดงนักวิจัยกำลังทำงานเพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียม ทำให้สามารถวางตลาดได้มากกว่าทองแดงนักวิจัยเชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโลหะและการแนะนำสารเติมแต่งที่เหมาะสมอาจส่งผลต่อการนำไฟฟ้าของโลหะได้อย่างแท้จริงเทคนิคการทดลองนี้หากตระหนักได้อย่างเต็มที่ อาจนำไปสู่อะลูมิเนียมตัวนำยิ่งยวด ซึ่งอาจมีบทบาทในตลาดที่นอกเหนือไปจากสายไฟ การเปลี่ยนโฉมรถยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และโครงข่ายไฟฟ้า

หากคุณสามารถทำให้อลูมิเนียมเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น แม้กระทั่ง 80% หรือ 90% ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเหมือนกับทองแดง อลูมิเนียมก็สามารถเข้ามาแทนที่ทองแดงได้ ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่เนื่องจากอะลูมิเนียมชนิดนี้มีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เบากว่า ราคาถูกกว่า และมีปริมาณมากกว่าด้วยความนำไฟฟ้าเช่นเดียวกับทองแดง เส้นลวดอะลูมิเนียมน้ำหนักเบาจึงสามารถนำมาใช้ในการออกแบบมอเตอร์ที่มีน้ำหนักเบากว่าและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ซึ่งช่วยให้รถยนต์สามารถเดินทางในระยะทางที่ไกลขึ้นได้อะไรก็ตามที่ใช้พลังงานไฟฟ้าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้มากขึ้น ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ไปจนถึงการผลิตพลังงาน การส่งพลังงานผ่านโครงข่ายไฟฟ้าไปจนถึงบ้านของคุณเพื่อชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์

นักวิจัยกล่าวว่าการคิดค้นกระบวนการทำอะลูมิเนียมที่มีมายาวนานกว่า 2 ศตวรรษนั้นคุ้มค่าในอนาคต พวกเขาจะใช้อะลูมิเนียมอัลลอยด์ใหม่ในการผลิตสายไฟ เช่นเดียวกับแท่ง แผ่น ฯลฯ และผ่านการทดสอบหลายชุดเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า แข็งแรง และยืดหยุ่นเพียงพอสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมหากการทดสอบเหล่านี้ผ่าน ทีมงานกล่าวว่าจะทำงานร่วมกับผู้ผลิตเพื่อผลิตอะลูมิเนียมอัลลอยด์ให้มากขึ้น