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

Kann Aluminium mit der globalen Energiewende einen großen Teil der neu gestiegenen Nachfrage nach Kupfer ersetzen? Derzeit erforschen viele Unternehmen und Branchenwissenschaftler, wie man Kupfer besser durch Aluminium ersetzen kann, und schlagen vor, dass eine Anpassung der molekularen Struktur von Aluminium seine Leitfähigkeit verbessern kann.

Aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Duktilität wird Kupfer häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt, insbesondere in der Elektrizitätswirtschaft, im Baugewerbe, bei Haushaltsgeräten, im Transportwesen und in anderen Branchen. Doch die Nachfrage nach Kupfer steigt rasant, da die Welt auf umweltfreundlichere Energiequellen wie Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien umsteigt und die Bezugsquelle zunehmend problematischer wird. Ein Elektroauto verbraucht beispielsweise etwa viermal so viel Kupfer wie ein herkömmliches Auto, und elektrische Komponenten, die in Kraftwerken für erneuerbare Energien verwendet werden, und die Leitungen, die sie mit dem Stromnetz verbinden, erfordern sogar noch größere Mengen Kupfer. Angesichts des in den letzten Jahren stark gestiegenen Kupferpreises gehen einige Analysten davon aus, dass die Lücke bei Kupfer immer größer werden wird. Einige Branchenanalysten nannten Kupfer sogar das „neue Öl“. Der Markt ist mit einem knappen Angebot an Kupfer konfrontiert, das für die Dekarbonisierung und Nutzung erneuerbarer Energien von entscheidender Bedeutung ist und die Kupferpreise innerhalb von vier Jahren um mehr als 60 % in die Höhe treiben könnte. Im Gegensatz dazu ist Aluminium das am häufigsten vorkommende Metallelement in der Erdkruste und seine Reserven sind etwa tausendmal so hoch wie die von Kupfer. Da Aluminium viel leichter als Kupfer ist, ist der Abbau wirtschaftlicher und bequemer. In den letzten Jahren haben einige Unternehmen durch technologische Innovationen Aluminium als Ersatz für Seltenerdmetalle eingesetzt. Hersteller von allem, von Elektrizität über Klimaanlagen bis hin zu Autoteilen, haben durch die Umstellung auf Aluminium anstelle von Kupfer Hunderte Millionen Dollar gespart. Darüber hinaus können Hochspannungskabel durch den Einsatz wirtschaftlicher und leichter Aluminiumdrähte längere Distanzen erreichen.

Einige Marktanalysten sagten jedoch, dass sich dieser „Ersatz von Kupfer durch Aluminium“ verlangsamt habe. Bei breiteren elektrischen Anwendungen stellt die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium die Hauptbeschränkung dar, da die Leitfähigkeit nur zwei Drittel der von Kupfer beträgt. Forscher arbeiten bereits daran, die Leitfähigkeit von Aluminium zu verbessern und es marktfähiger als Kupfer zu machen. Die Forscher glauben, dass eine Veränderung der Struktur des Metalls und die Einführung geeigneter Zusatzstoffe tatsächlich die Leitfähigkeit des Metalls beeinflussen können. Wenn die experimentelle Technik vollständig umgesetzt wird, könnte sie zu supraleitendem Aluminium führen, das in Märkten jenseits von Stromleitungen eine Rolle spielen und Autos, Elektronik und Stromnetze verändern könnte.

Wenn es gelingt, Aluminium leitfähiger zu machen, sogar 80 % oder 90 % so leitfähig wie Kupfer, kann Aluminium Kupfer ersetzen, was zu einer enormen Veränderung führen wird. Denn solches Aluminium ist leitfähiger, leichter, günstiger und reichlicher vorhanden. Mit der gleichen Leitfähigkeit wie Kupfer könnten leichtere Aluminiumdrähte verwendet werden, um leichtere Motoren und andere elektrische Komponenten zu konstruieren, sodass Autos längere Strecken zurücklegen könnten. Alles, was mit Strom betrieben wird, kann effizienter gemacht werden, von der Autoelektronik über die Energieerzeugung bis hin zur Energieversorgung über das Stromnetz zu Ihnen nach Hause, um Autobatterien aufzuladen.

Es lohnt sich, den zwei Jahrhunderte alten Prozess der Aluminiumherstellung neu zu erfinden, sagen Forscher. Künftig werden sie die neue Aluminiumlegierung zur Herstellung von Drähten sowie Stäben, Blechen usw. verwenden und eine Reihe von Tests bestehen, um sicherzustellen, dass sie leitfähiger und fester und flexibler für den industriellen Einsatz sind. Wenn diese Tests erfolgreich sind, wird das Team mit den Herstellern zusammenarbeiten, um mehr Aluminiumlegierungen herzustellen.