อะลูมิเนียมสามารถทดแทนความต้องการทองแดงจำนวนมากภายใต้การเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานระดับโลกได้หรือไม่?

ด้วยการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานระดับโลก อะลูมิเนียมสามารถทดแทนความต้องการทองแดงที่เพิ่มขึ้นอย่างมากได้หรือไม่ ปัจจุบัน บริษัทและนักวิชาการในอุตสาหกรรมจำนวนมากกำลังศึกษาว่าจะ "แทนที่ทองแดงด้วยอะลูมิเนียม" ได้อย่างไร และเสนอว่าการปรับโครงสร้างโมเลกุลของอะลูมิเนียมสามารถปรับปรุงสภาพการนำไฟฟ้าได้

เนื่องจากทองแดงมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้า นำความร้อน และมีความเหนียวที่ดีเยี่ยม จึงทำให้ทองแดงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมไฟฟ้า การก่อสร้าง เครื่องใช้ในบ้าน การขนส่ง และอุตสาหกรรมอื่นๆ แต่ความต้องการทองแดงก็เพิ่มสูงขึ้นเนื่องจากโลกกำลังเปลี่ยนไปสู่แหล่งพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าและพลังงานหมุนเวียน และแหล่งที่มาของทองแดงก็กลายเป็นปัญหาเพิ่มมากขึ้น ตัวอย่างเช่น รถยนต์ไฟฟ้าใช้ทองแดงมากกว่ารถยนต์ทั่วไปประมาณ 4 เท่า และส่วนประกอบไฟฟ้าที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนและสายไฟที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าต้องการทองแดงในปริมาณที่มากขึ้น ด้วยราคาทองแดงที่พุ่งสูงขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิเคราะห์บางคนคาดการณ์ว่าช่องว่างของทองแดงจะยิ่งเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ นักวิเคราะห์อุตสาหกรรมบางคนถึงกับเรียกทองแดงว่า "น้ำมันใหม่" ตลาดกำลังเผชิญกับอุปทานทองแดงที่ตึงตัว ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดคาร์บอนและใช้พลังงานหมุนเวียน ซึ่งอาจผลักดันให้ราคาทองแดงพุ่งสูงขึ้นมากกว่า 60% ภายในสี่ปี ในทางตรงกันข้าม อะลูมิเนียมเป็นธาตุโลหะที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก และมีปริมาณสำรองมากกว่าทองแดงประมาณหนึ่งพันเท่า เนื่องจากอลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่าทองแดงมาก จึงประหยัดและสะดวกกว่าในการขุด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทบางแห่งได้ใช้อลูมิเนียมเพื่อทดแทนโลหะหายากด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยี ผู้ผลิตทุกอย่างตั้งแต่ไฟฟ้าไปจนถึงเครื่องปรับอากาศและชิ้นส่วนรถยนต์ประหยัดเงินได้หลายร้อยล้านดอลลาร์ด้วยการเปลี่ยนมาใช้อลูมิเนียมแทนทองแดง นอกจากนี้ สายไฟแรงสูงยังสามารถทำระยะทางได้ไกลขึ้นด้วยการใช้สายไฟอลูมิเนียมที่ประหยัดและมีน้ำหนักเบา

อย่างไรก็ตาม นักวิเคราะห์ตลาดบางรายกล่าวว่า "การทดแทนทองแดงด้วยอลูมิเนียม" นี้ได้ชะลอตัวลงแล้ว ในการประยุกต์ใช้ไฟฟ้าในวงกว้าง สภาพนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมเป็นข้อจำกัดหลัก โดยมีค่าการนำไฟฟ้าเพียงสองในสามของทองแดงเท่านั้น ขณะนี้ นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อปรับปรุงสภาพนำไฟฟ้าของอลูมิเนียม ทำให้สามารถจำหน่ายได้ดีกว่าทองแดง นักวิจัยเชื่อว่าการเปลี่ยนโครงสร้างของโลหะและการนำสารเติมแต่งที่เหมาะสมมาใช้สามารถส่งผลต่อสภาพนำไฟฟ้าของโลหะได้ หากใช้เทคนิคการทดลองนี้จนสำเร็จ ก็จะนำไปสู่การผลิตอลูมิเนียมที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวด ซึ่งอาจมีบทบาทในตลาดนอกเหนือจากสายส่งไฟฟ้า โดยจะแปลงโฉมรถยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และโครงข่ายไฟฟ้า

หากคุณสามารถทำให้อลูมิเนียมนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น แม้จะได้ 80% หรือ 90% ของทองแดง อลูมิเนียมก็สามารถทดแทนทองแดงได้ ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ เนื่องจากอลูมิเนียมนำไฟฟ้าได้ดีกว่า เบากว่า ราคาถูกกว่า และมีปริมาณมากกว่า ด้วยคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่เท่ากันกับทองแดง สายอลูมิเนียมที่เบากว่าจึงสามารถใช้ออกแบบมอเตอร์และส่วนประกอบไฟฟ้าอื่นๆ ที่เบากว่าได้ ทำให้รถวิ่งได้ไกลขึ้น ทุกสิ่งที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสามารถทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นได้ ไม่ว่าจะเป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ การผลิตพลังงาน ไปจนถึงการส่งพลังงานผ่านโครงข่ายไปยังบ้านของคุณเพื่อชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์

นักวิจัยกล่าวว่าการคิดค้นกระบวนการผลิตอลูมิเนียมซึ่งใช้มานานถึงสองศตวรรษนั้นคุ้มค่า ในอนาคต พวกเขาจะใช้โลหะผสมอลูมิเนียมชนิดใหม่ในการผลิตลวด แท่ง แผ่น ฯลฯ และผ่านการทดสอบชุดหนึ่งเพื่อให้แน่ใจว่าโลหะผสมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น แข็งแรงขึ้น และยืดหยุ่นเพียงพอสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม หากการทดสอบเหล่านี้ผ่าน ทีมงานกล่าวว่าจะทำงานร่วมกับผู้ผลิตเพื่อผลิตโลหะผสมอลูมิเนียมเพิ่มมากขึ้น