世界的なエネルギー転換の下で、アルミニウムは大量の銅需要を置き換えることができるでしょうか?

世界的なエネルギー転換により、新たに増加した大量の銅の需要をアルミニウムに置き換えることができるでしょうか?現在、多くの企業や業界学者が「銅をアルミニウムに置き換える」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改善できると提案しています。

銅はその優れた電気伝導性、熱伝導性、延性により、電力、建設、家電、運輸などのさまざまな産業で広く使用されています。しかし、世界が電気自動車や再生可能エネルギーなどのより環境に優しいエネルギー源に移行するにつれて銅の需要は急増しており、供給源はますます問題になっています。たとえば、電気自動車は従来の自動車の約 4 倍の銅を使用しており、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大量の銅が必要です。近年の銅価格の高騰により、銅の価格差はますます大きくなると予測するアナリストもいる。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。市場は脱炭素化と再生可能エネルギーの利用に不可欠な銅の供給不足に直面しており、銅価格は4年以内に60％以上上昇する可能性がある。対照的に、アルミニウムは地殻の中で最も豊富な金属元素であり、その埋蔵量は銅の約1,000倍です。アルミニウムは銅よりもはるかに軽いため、採掘がより経済的で便利です。近年、技術革新によりレアアース金属の代わりにアルミニウムを使用する企業も出てきています。電気から空調、自動車部品に至るまで、あらゆる製品のメーカーは、銅の代わりにアルミニウムに切り替えることで、数億ドルを節約しました。また、高圧電線は経済的で軽量なアルミ電線を使用することで長距離化が可能になります。

しかし、一部の市場アナリストは、この「銅のアルミニウム代替」は減速していると述べた。より広範な電気用途では、アルミニウムの導電率が主な制限となり、導電率は銅の 3 分の 2 に過ぎません。すでに研究者らはアルミニウムの導電性を改善し、アルミニウムを銅よりも市場性の高いものにすることに取り組んでいます。研究者らは、金属の構造を変化させ、適切な添加剤を導入すると、実際に金属の導電性に影響を与える可能性があると考えています。この実験技術が完全に実現すれば、超電導アルミニウムが誕生し、送電線を超えた市場で役割を果たし、自動車、エレクトロニクス、送電網を変革する可能性がある。

アルミニウムの導電性を銅の 80% または 90% と同等に高めることができれば、アルミニウムが銅に取って代わることができ、大きな変化がもたらされます。なぜなら、そのようなアルミニウムはより導電性があり、より軽く、より安く、そしてより豊富に存在するからである。銅と同じ導電率を備えた軽量のアルミニウム線を使用して、より軽量なモーターやその他の電気部品を設計することができ、自動車の長距離走行が可能になります。カーエレクトロニクスからエネルギー生産、そして車のバッテリーを充電するためにグリッドを介して家庭にエネルギーを供給するまで、電気で動作するものはすべてより効率的にすることができます。

2世紀にわたるアルミニウムの製造プロセスを再発明することには価値があると研究者らは言う。将来的には、この新しいアルミニウム合金を使用してワイヤ、ロッド、シートなどを製造し、一連のテストに合格して、産業用途に十分な導電性と強度と柔軟性を確保する予定です。これらのテストに合格した場合、チームはメーカーと協力してより多くのアルミニウム合金を生産すると述べています。