世界的なエネルギー転換の中で、アルミニウムは銅の需要の大部分を代替できるでしょうか？

世界的なエネルギー転換に伴い、アルミニウムは新たに増加した銅の需要を大量に代替できるでしょうか？現在、多くの企業や業界の学者が「銅をアルミニウムに置き換える」より良い方法を模索しており、アルミニウムの分子構造を調整することで導電性を向上させることができると提案しています。

銅は優れた導電性、熱伝導性、延性を持つことから、電力、建設、家電、輸送など、様々な産業で広く使用されています。しかし、電気自動車や再生可能エネルギーといったグリーンエネルギーへの移行が進むにつれ、銅の需要は急増しており、供給源の確保がますます困難になっています。例えば、電気自動車は従来の自動車の約4倍の銅を使用し、再生可能エネルギー発電所で使用される電気部品や、それらを送電網に接続する電線には、さらに多くの銅が必要です。近年の銅価格の高騰により、一部のアナリストは銅の供給不足がますます深刻化すると予測しています。業界アナリストの中には、銅を「新しい石油」と呼ぶ人もいます。脱炭素化と再生可能エネルギーの活用に不可欠な銅は、市場が供給不足に直面しており、今後4年以内に60%以上も価格が上昇する可能性があります。一方、アルミニウムは地殻に最も豊富な金属元素であり、その埋蔵量は銅の約1000倍です。アルミニウムは銅よりもはるかに軽量であるため、採掘コストと採掘の容易さにおいて優れています。近年、技術革新により、一部の企業は希土類金属の代替としてアルミニウムを採用しています。電気製品から空調機器、自動車部品に至るまで、あらゆるメーカーが銅からアルミニウムへの切り替えによって数億ドルのコスト削減を実現しています。さらに、高圧電線は、経済的で軽量なアルミニウム電線を使用することで、より長距離の配線を実現できます。

しかし、一部の市場アナリストは、この「銅をアルミニウムで代替する」動きは鈍化していると指摘しています。より広範な電気用途において、アルミニウムの導電性は銅の3分の2に過ぎず、これが主な制約となっています。研究者たちは既に、アルミニウムの導電性を向上させ、銅よりも市場性の高いものにするための研究を進めています。研究者たちは、金属の構造を変え、適切な添加剤を導入することで、実際に金属の導電性に影響を与えることができると考えています。この実験技術が完全に実現されれば、超伝導アルミニウムが実現し、電力線以外の市場でも役割を果たし、自動車、電子機器、電力網を変革する可能性があります。

アルミニウムの導電性を銅の80%、あるいは90%にまで高めることができれば、銅に取って代わることができ、大きな変化をもたらすでしょう。なぜなら、アルミニウムは銅よりも導電性が高く、軽量で、安価で、しかも豊富だからです。銅と同等の導電性を持つ軽量アルミ線を使用すれば、モーターやその他の電気部品の軽量化が可能になり、車の走行距離を延ばすことができます。車載電子機器から発電、そして電力網を通して家庭に電力を供給し、車のバッテリーを充電するまで、電気で動くあらゆるものの効率を高めることができます。

2世紀も続くアルミニウム製造工程を刷新することは価値があると研究者たちは述べている。将来的には、この新しいアルミニウム合金を用いて線材、棒材、板材などを製造し、工業用途に十分な導電性、強度、柔軟性を備えていることを確認するための一連の試験に合格する予定だ。試験に合格すれば、研究チームはメーカーと協力してこのアルミニウム合金の生産量を増やす予定だ。