Kann Aluminium im Rahmen der globalen Energiewende einen großen Teil des Kupferbedarfs ersetzen?

Kann Aluminium im Zuge der globalen Energiewende einen großen Teil des gestiegenen Kupferbedarfs decken? Viele Unternehmen und Branchenexperten erforschen derzeit Möglichkeiten, Kupfer durch Aluminium zu ersetzen. Sie schlagen vor, die Leitfähigkeit von Aluminium durch eine Anpassung der Molekularstruktur zu verbessern.

Aufgrund seiner hervorragenden elektrischen und thermischen Leitfähigkeit sowie seiner Duktilität wird Kupfer in verschiedenen Branchen eingesetzt, insbesondere in der Energieversorgung, im Baugewerbe, in der Haushaltsgeräteindustrie, im Transportwesen und anderen Branchen. Die Nachfrage nach Kupfer steigt jedoch rasant, da weltweit auf umweltfreundlichere Energiequellen wie Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien umgestiegen wird. Die Versorgung mit Kupfer wird dadurch zunehmend schwieriger. Ein Elektroauto beispielsweise verbraucht etwa viermal so viel Kupfer wie ein konventionelles Auto, und elektrische Komponenten in Kraftwerken für erneuerbare Energien sowie die Leitungen, die sie mit dem Stromnetz verbinden, benötigen sogar noch mehr Kupfer. Angesichts des in den letzten Jahren stark gestiegenen Kupferpreises prognostizieren einige Analysten, dass die Kupferlücke immer größer werden wird. Manche Branchenanalysten bezeichneten Kupfer sogar als das „neue Öl“. Der Markt ist mit einem knappen Kupferangebot konfrontiert, das für die Dekarbonisierung und die Nutzung erneuerbarer Energien von entscheidender Bedeutung ist. Dies könnte die Kupferpreise innerhalb von vier Jahren um über 60 % in die Höhe treiben. Aluminium hingegen ist das am häufigsten vorkommende metallische Element in der Erdkruste, und seine Reserven sind etwa tausendmal so hoch wie die von Kupfer. Da Aluminium deutlich leichter als Kupfer ist, lässt es sich wirtschaftlicher und einfacher fördern. In den letzten Jahren haben einige Unternehmen durch technologische Innovationen Aluminium als Ersatz für Seltenerdmetalle eingesetzt. Hersteller von Elektro- und Klimaanlagen sowie Autoteilen konnten durch die Umstellung auf Aluminium statt Kupfer Hunderte Millionen Dollar einsparen. Darüber hinaus können Hochspannungsleitungen durch den Einsatz kostengünstiger und leichter Aluminiumdrähte größere Entfernungen überbrücken.

Einige Marktanalysten berichten jedoch, dass sich dieser Prozess des „Ersetzens von Kupfer durch Aluminium“ verlangsamt hat. In breiteren elektrischen Anwendungen ist die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium die größte Einschränkung; sie beträgt nur zwei Drittel der Leitfähigkeit von Kupfer. Forscher arbeiten bereits daran, die Leitfähigkeit von Aluminium zu verbessern und es dadurch marktfähiger als Kupfer zu machen. Sie glauben, dass eine Veränderung der Metallstruktur und die Zugabe geeigneter Additive die Leitfähigkeit des Metalls tatsächlich beeinflussen können. Die experimentelle Technik könnte, wenn sie vollständig umgesetzt wird, zu supraleitendem Aluminium führen, das auch jenseits von Stromleitungen eine Rolle spielen und Autos, Elektronik und Stromnetze revolutionieren könnte.

Wenn es gelingt, Aluminium leitfähiger zu machen, sogar 80 oder 90 Prozent so leitfähig wie Kupfer, kann Aluminium Kupfer ersetzen, was einen gewaltigen Wandel mit sich bringen wird. Denn solches Aluminium ist leitfähiger, leichter, günstiger und häufiger. Mit der gleichen Leitfähigkeit wie Kupfer könnten leichtere Aluminiumdrähte zur Konstruktion leichterer Motoren und anderer elektrischer Komponenten verwendet werden, wodurch Autos längere Strecken zurücklegen können. Alles, was mit Strom betrieben wird, kann effizienter gestaltet werden – von der Autoelektronik über die Energieerzeugung bis hin zur Energieversorgung Ihres Hauses zum Aufladen von Autobatterien.

Die Neuerfindung des zwei Jahrhunderte alten Aluminiumherstellungsverfahrens lohnt sich, sagen Forscher. Künftig werden sie die neue Aluminiumlegierung zur Herstellung von Drähten, Stäben, Blechen usw. verwenden und eine Reihe von Tests bestehen, um sicherzustellen, dass sie leitfähiger, stabiler und flexibler für den industriellen Einsatz sind. Sollten diese Tests erfolgreich verlaufen, will das Team nach eigenen Angaben mit Herstellern zusammenarbeiten, um mehr Aluminiumlegierung zu produzieren.