為什么電力行業(yè)不適合鋁合金電纜取代銅電纜？

銅價(jià)居高不下，電纜生產(chǎn)企業(yè)利潤率急劇下滑。在這樣的情況下，為減少成本，電纜行業(yè)提出了“以鋁節銅”甚至是“以鋁代銅”的觀(guān)點(diǎn)。但是對于“以鋁節銅”是否行得通卻是各有說(shuō)法。在當前經(jīng)營(yíng)環(huán)境日趨復雜和環(huán)境壓力不斷增加的背景下，電力電纜的全生命周期過(guò)程中的環(huán)境影響到底有多大成為各方關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。

　　生命周期評價(jià)(LCA)首先辨識和量化整個(gè)生命周期階段中能量和物質(zhì)的消耗以及環(huán)境釋放，然后評價(jià)這些消耗和釋放對環(huán)境的影響，最后辨識和評價(jià)減少這些影響的機會(huì )。LCA區別于其它傳統評價(jià)方法有兩個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)。首先，它具有全程性的特點(diǎn)，亦即對所研究系統在整個(gè)生命周期內所造成的環(huán)境負荷或影響進(jìn)行評價(jià)。其次，它具有綜合性的特點(diǎn)，不僅考慮廢物對環(huán)境的影響,而且考慮因資源和能源的消耗而對環(huán)境造成的綜合影響。

　　我們要對銅纜和鋁合金電纜生命周期環(huán)境影響進(jìn)行對比的話(huà)，首先就要建立基礎性的對比條件，即相同的載流量、系統邊界、功能單位、環(huán)境影響類(lèi)型、評價(jià)工具以及所采集的數據來(lái)自生產(chǎn)技術(shù)水平和規模相當的銅電纜和鋁合金電纜生產(chǎn)企業(yè)。在此前提下，選定原材料獲取、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品使用、運輸和廢棄處置等5個(gè)階段作為兩種電纜的系統邊界，并根據國家標準GB50217電力工程電纜設計規范選取YJHLV82-4×185(交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋁合金帶連鎖鎧裝鋁合金電力電纜)和YJV224×120(交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套銅電纜)作為對比的產(chǎn)品。功能單位為1KM電纜。環(huán)境影響類(lèi)型主要包括全球變暖潛勢、酸化潛勢、富營(yíng)養化潛勢和能源消耗等4種主要環(huán)境影響類(lèi)型，分別采用CML2001和EI99的評價(jià)指標體系。

　　通過(guò)評價(jià)分析，可以發(fā)現以下五點(diǎn)。一、全球變暖環(huán)境影響類(lèi)型。鋁合金電纜在制造、使用階段溫室氣體排放高于銅電纜，在運輸和再生階段低于銅電纜，原材料獲取階段與銅電纜接近，略低于銅電纜。二、酸化環(huán)境影響。鋁合金電纜在制造、使用階段排放高于銅電纜，在原材料獲取、運輸和再生階段略低于銅電纜。三、富營(yíng)養化潛能環(huán)境影響。鋁合金電纜在制造、使用階段排放高于銅電纜，在原材料獲取、運輸和再生階段略低于銅電纜。四、能源消耗環(huán)境影響。鋁合金電纜在原材料獲取、制造和使用階段能源消耗高于銅電纜，在運輸和再生階段略低于銅電纜。五、總體環(huán)境影響。銅電纜優(yōu)于鋁合金電纜。

　　電力電纜產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響主要貢獻來(lái)自于電纜的使用階段，占各項環(huán)境影響貢獻率的98%以上，使用階段計算的使用年限為30年，產(chǎn)生的電力損耗相對巨大，同時(shí)與電纜的使用情景有直接的關(guān)系，不同的使用情景和不同的使用年限將在很大程度上影響計算結果。其次來(lái)自產(chǎn)品的原材料獲取階段，占比約為1%，貢獻最小的為產(chǎn)品的運輸階段，占比不足萬(wàn)分之一。

　　通過(guò)這一結果可發(fā)現，減少輸電過(guò)程中電力損耗是降低電力電纜生命周期環(huán)境影響的最主要、最有效和切實(shí)可行的重要手段。功率因數是供電系統一項重要技術(shù)經(jīng)濟指標，用電設備在消耗有功功率的同時(shí)，還需要大量的無(wú)功功率由電源送往負荷，功率因數反映的是電氣設備在消耗一定有功功率的同時(shí)所需的無(wú)功功率，用戶(hù)功率因數的高低，對于電力系統的發(fā)、供、用電設備的充分利用，有顯著(zhù)的影響。適當提高功率因數，不但可以充分發(fā)揮發(fā)、供、用電設備的生產(chǎn)能力，減少線(xiàn)路損失，改善電壓質(zhì)量，而且可以提高用戶(hù)設備的工作效率。同時(shí)合理配制導線(xiàn)截面、增建線(xiàn)路回路、增裝必要的無(wú)功補償設備以及加強管理措施等都可以不同程度上降低線(xiàn)路損耗，從而降低電力電纜在使用階段的環(huán)境影響。在這方面銅電纜明顯優(yōu)于鋁合金電纜。同時(shí)，對于電力電纜行業(yè)還存在再生原材料利用的問(wèn)題，不同的再生金屬材料替代原生材料工藝將產(chǎn)生不同的環(huán)境影響。

　　電力電纜生產(chǎn)企業(yè)可以從導體本身和提高生產(chǎn)工藝出發(fā)，進(jìn)一步提高金屬純度和合金工藝，增加導體的導電性能，縮小與發(fā)達國家的差距，減少無(wú)功消耗。同時(shí)還可以從原材料選擇、降低生產(chǎn)能耗、減少運輸距離和產(chǎn)品的再生利用等方面盡可能降低電力電纜和環(huán)境影響。