Liệu nhôm có thể thay thế lượng lớn nhu cầu đồng trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu hay không?

Với sự chuyển đổi năng lượng toàn cầu, nhôm có thể thay thế một lượng lớn nhu cầu đồng mới tăng lên không? Hiện nay, nhiều công ty và học giả trong ngành đang tìm hiểu cách “thay thế đồng bằng nhôm” tốt hơn và đề xuất rằng việc điều chỉnh cấu trúc phân tử của nhôm có thể cải thiện độ dẫn điện của nó.

Do có độ dẫn điện, dẫn nhiệt và độ dẻo tuyệt vời, đồng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong điện, xây dựng, đồ gia dụng, vận tải và các ngành công nghiệp khác. Nhưng nhu cầu về đồng đang tăng vọt khi thế giới chuyển sang các nguồn năng lượng xanh hơn, chẳng hạn như xe điện và năng lượng tái tạo, và nguồn cung cấp ngày càng trở nên có vấn đề. Ví dụ, một chiếc ô tô điện sử dụng lượng đồng gấp khoảng bốn lần so với một chiếc ô tô thông thường, và các thành phần điện được sử dụng trong các nhà máy điện năng lượng tái tạo và dây dẫn kết nối chúng với lưới điện thậm chí còn cần nhiều đồng hơn. Với giá đồng tăng vọt trong những năm gần đây, một số nhà phân tích dự đoán rằng khoảng cách về đồng sẽ ngày càng lớn hơn. Một số nhà phân tích ngành thậm chí còn gọi đồng là "dầu mới". Thị trường đang phải đối mặt với tình trạng nguồn cung đồng khan hiếm, đây là yếu tố quan trọng trong quá trình khử cacbon và sử dụng năng lượng tái tạo, có thể đẩy giá đồng lên hơn 60% trong vòng bốn năm. Ngược lại, nhôm là nguyên tố kim loại dồi dào nhất trong lớp vỏ trái đất và trữ lượng của nó gấp khoảng một nghìn lần so với đồng. Vì nhôm nhẹ hơn nhiều so với đồng nên việc khai thác nhôm tiết kiệm và thuận tiện hơn. Trong những năm gần đây, một số công ty đã sử dụng nhôm để thay thế kim loại đất hiếm thông qua đổi mới công nghệ. Các nhà sản xuất mọi thứ từ điện đến điều hòa không khí đến phụ tùng ô tô đã tiết kiệm được hàng trăm triệu đô la bằng cách chuyển sang nhôm thay vì đồng. Ngoài ra, dây điện cao thế có thể đạt được khoảng cách xa hơn bằng cách sử dụng dây nhôm tiết kiệm và nhẹ.

Tuy nhiên, một số nhà phân tích thị trường cho biết rằng "việc thay thế đồng bằng nhôm" này đã chậm lại. Trong các ứng dụng điện rộng hơn, độ dẫn điện của nhôm là hạn chế chính, chỉ bằng hai phần ba độ dẫn điện của đồng. Các nhà nghiên cứu hiện đang nỗ lực cải thiện độ dẫn điện của nhôm, khiến nó dễ tiếp thị hơn đồng. Các nhà nghiên cứu tin rằng việc thay đổi cấu trúc của kim loại và đưa vào các chất phụ gia phù hợp thực sự có thể ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại. Kỹ thuật thử nghiệm, nếu được hiện thực hóa hoàn toàn, có thể dẫn đến nhôm siêu dẫn, có thể đóng vai trò trong các thị trường ngoài đường dây điện, biến đổi ô tô, thiết bị điện tử và lưới điện.

Nếu bạn có thể làm cho nhôm dẫn điện tốt hơn, thậm chí dẫn điện 80% hoặc 90% như đồng, nhôm có thể thay thế đồng, điều này sẽ mang lại sự thay đổi lớn. Bởi vì nhôm như vậy dẫn điện tốt hơn, nhẹ hơn, rẻ hơn và dồi dào hơn. Với cùng độ dẫn điện như đồng, dây nhôm nhẹ hơn có thể được sử dụng để thiết kế động cơ nhẹ hơn và các thành phần điện khác, cho phép ô tô di chuyển quãng đường dài hơn. Bất cứ thứ gì chạy bằng điện đều có thể trở nên hiệu quả hơn, từ thiết bị điện tử ô tô đến sản xuất năng lượng cho đến cung cấp năng lượng qua lưới điện đến nhà bạn để sạc lại ắc quy ô tô.

Các nhà nghiên cứu cho biết việc tái tạo quy trình sản xuất nhôm đã có từ hai thế kỷ trước là điều đáng làm. Trong tương lai, họ sẽ sử dụng hợp kim nhôm mới để sản xuất dây, cũng như thanh, tấm, v.v. và vượt qua một loạt các thử nghiệm để đảm bảo rằng chúng dẫn điện tốt hơn, bền hơn và đủ linh hoạt để sử dụng trong công nghiệp. Nếu các thử nghiệm đó vượt qua, nhóm nghiên cứu cho biết họ sẽ làm việc với các nhà sản xuất để sản xuất nhiều hợp kim nhôm hơn.