钛媒体:引领未来商业与生活新知 10月22日 17:32
以铝节铜:应对全球铜资源短缺的新策略
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文章探讨了在铜价飙升和全球供应紧张的背景下,中国“以铝节铜”战略的重要性和可行性。面对电网升级、AI和新能源带来的铜需求爆发式增长,以及国内铜储量不足、对外依存度高的困境,通过研发铜铝复合材料,利用铝的成本优势和轻量化特性,可以有效缓解铜资源压力,降低成本,并契合“双碳”战略。文章介绍了国内在铜铝复合材料技术研发和产业化方面的代表性企业,如孚信达和万宇科技,并指出这一策略不仅关乎中国产业安全,也将影响全球资源分配规则。

💡 铜价飙升与供应紧张驱动“以铝节铜”战略:随着铜价突破历史高点,以及全球供应因地缘政治和安全事故而紧张,铜已成为战略资源。中国作为全球铜产业链枢纽,面临储量约束和高进口依存度的双重困境,迫切需要探索替代方案。“以铝节铜”成为破解当前铜资源供需矛盾的重要战略选择。

🚀 新能源与AI加速铜需求增长,加剧供需失衡:电网升级、电动汽车、光伏、风电以及AI数据中心和5G基站的普及,正以前所未有的速度推动铜需求增长。国际能源署预测,到2035年全球铜供应将面临显著缺口,这使得探索替代材料和技术成为必然趋势。

🔧 技术创新与产业落地推动铜铝复合材料发展:政策支持与技术突破正将“以铝节铜”从概念推向实践。铜铝复合材料集成了铜的导电性和铝的轻量化、低成本优势,具有显著的“1+1>2”效应。国内企业如孚信达和万宇科技在铜铝界面结合、固相复合等关键技术上取得突破,实现了从技术到产业化的跨越,为缓解铜资源压力提供了可行路径。

🌍 “以铝节铜”战略的战略意义与全球影响:中国在“以铝节铜”领域的实践,不仅关乎自身产业安全和能源安全,也可能重塑全球金属产业格局,推动行业从“铜为主”向“铜铝协同”转型。通过技术创新激活优势资源价值,构建产业链韧性,是中国在全球资源博弈中掌握主动的关键。

文 | 产业观察室,作者 | 方建华, 国科新能创投创始合伙人

2025年,伦敦金属交易所三个月期铜价格突破1.05万美元/吨历史关口,印证了高盛“铜是未来新石油”的判断。电网升级、AI与新能源形成的“三重共振”,让铜跃升为影响国家科技竞争力和能源安全的战略资源,而全球第二大铜矿Grasberg因安全事故大幅减产的“黑天鹅”事件,更加剧了全球供应紧张。 

图片来源:SMM上海有色网

当前,铜价已超越商品范畴,深度绑定能源革命与地缘博弈,兼具宏观晴雨表与战略溢价双重属性,其价格中枢上移倒逼中国探索资源保障新路径,“以铝节铜”成为破解困局的重要选择。

作为全球铜产业链枢纽,我国的结构性失衡问题尤为突出,体现了“以铝节铜”的现实紧迫性。2024年,中国精炼铜、铜加工材产量均居全球第一,承载全球近半数消费需求,但光鲜数据背后是储量约束与高依存度的双重困境。国内铜矿平均品位低于全球均值,80%以上为中小型矿床,2024年铜矿产量仅612万吨,远不能满足1364万吨精炼铜的生产需求,原料缺口完全依赖进口。

中国铜精矿对外依存度超80%,与此同时,需求侧呈爆发式增长,电动汽车用铜量是传统燃油车的4倍左右,光伏、风电单位装机用铜量显著高于传统发电设施,2024 年中国新能源汽车产量为 1288.8 万辆,同比增长 34.4%,可带动铜需求大幅度增加;AI数据中心、5G基站更是打开新的增长极,AI的普及或将带来至少三成以上的额外铜需求。

国际能源署测算,到2035年铜供应缺口将达30%,这一缺口在“加速生产情景”中扩大至35%,而在“净零排放情景”中则超过40%;而必和必拓等机构预测未来十年缺口达1000万吨。可见,供需失衡成为长期趋势,亟需替代路径破局。

政策与技术双轮驱动下,“以铝节铜”从技术可行走向产业落地,成为破解供需矛盾的关键。工信部等11部门联合发布的《铜产业高质量发展实施方案(2025—2027年)》与铝产业相关发展方案,共同确立“以铝节铜”的战略路径,通过铜铝复合材料研发应用缓解铜资源压力,这一路径的核心优势在于价值重构。

铜铝复合材料作为一种外层为铜、内层为铝或铝合金的轻量化、高性价比复合导体材料,融合了铜优良的导电性和铝突出的轻量化特性及成本优势,实现“1+1>2”的效果。

优质铜铝复合材料更具战略意义的是绿色价值,铝循环利用能耗仅为原生铝的5%-8%,远低于铜回收的20%,且铝芯电缆输电损耗比铜缆低8%,这非常契合“双碳”战略。

铜铝复合材料产品选图(图片来源:孚信达)

国内企业已实现“以铝节铜”从技术突破到产业化的跨越,成为产业实践的核心力量。国家级“专精特新”企业——烟台孚信达双金属股份有限公司(简称“孚信达”)联合北京科技大学谢建新院士团队,攻克铜铝界面结合难题,采用“水平连铸高效成型——轧制”技术实现冶金结合,产品良率超82%优于国际同行。

该企业主导编写了有色金属领域唯一ASTM国际标准。在输配电、新能源发电、储能系统、通信电气等领域,其研发的铜铝复合材料,如复合导电排、复合导电棒等产品应用在相关设备的关键导电部件中,可节约铜资源40%左右,降低成本35%左右。在航空航天、海工装备、轨道交通、新能源汽车、机电设备等领域,与之相关的电源系统、电气系统、接触网系统等使用孚信达的铜铝复合材料产品,可实现减重20%左右,降低成本35%左右。

而安徽万宇机械设备科技有限公司(简称“万宇科技”)在装备端取得重要突破,其研发的高强度固相复合关键技术装备(SCP),被称为固相复合领域的“金属织布机”,实现铝与铜等金属高强度连接,技术处于国际先进水平,为高端领域提供“以铝节铜”新型材料解决方案,在一定程度上体现中国制造关键技术的自主创新能力。

万宇科技应用在头部新能源车企的铜铝Busbar导电排产品示意图(图片来源:万宇科技)

该技术不熔化材料,通过大塑性变形热机耦合结合多种金属,突破传统工艺限制,将铝、铜等在微观层面“无缝编织”,形成高强度复合材料。

SCP采用固态加工,减少高能激光等使用,能耗比熔融型增材制造降低30%-50%,高效实现“以铝节铜”轻质合金增材制造,广泛应用于新能源汽车等领域,助力装备轻量化升级。日期,该技术获2025世界制造业大会十大成果之一。

这些突破背后是中国铝资源禀赋支撑,我国铝储量与制造能力居世界前列,通过技术创新转化为竞争力,通过“以铝节铜”推动全球金属产业从“铜为主”向“铜铝协同”转型。

2025年铜价20%的涨幅,本质是资源配置与需求结构变化的价值修正,沪铜主连价格稳定在8.4万元/吨以上,印证了高盛“1万美元/吨或成价格下限”的判断。短期看,铜价上涨推高终端成本,但长期倒逼资源效率提升与材料创新。从“石油安全”到“铜安全”的战略重心转换中,统筹国内国际两种资源的原则,正是政策与市场平衡的体现。

电气化浪潮下,铜的“新石油”地位日益稳固,资源竞争最终是产业链韧性的比拼。中国作为全球最大铜生产国、消费国和进口国,其“以铝节铜”为主的应对策略,不仅关乎自身产业安全,更将影响全球资源分配规则与定价体系。

瞻望2035年,在铜铝复合材料等领域实现突破的企业,必将在“新石油”时代占据有利位置。这正是铜资源战略的核心启示,通过技术创新激活优势资源价值,以“以铝节铜”等多元路径构建产业链韧性,方能在全球资源博弈中掌握主动。

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