“鋁代銅”之爭:必須跨越三道關(guān)鍵門檻
關(guān)鍵詞: 銅價上漲 鋁代銅 家電行業(yè) 供需失衡 技術(shù)挑戰(zhàn)
進入2025年末,全球大宗商品市場依舊波詭云譎。其中,被譽為“銅博士”的銅價走勢尤為引人注目。

實際上,自2024年初以來,LME期銅價格整體呈現(xiàn)強勁的上升通道,期間雖有短暫回調(diào),但整體重心不斷上移。進入2025年,這一勢頭得以延續(xù),銅價在多個交易日突破了11,000美元/噸大關(guān),甚至在今年10月接近12,000美元/噸,逼近或刷新了歷史最高紀錄。
在此背景下,一個多年的話題——“鋁代銅”,被重新推上了風(fēng)口浪尖。這不僅是企業(yè)應(yīng)對成本壓力的“無奈之舉”,更演變?yōu)橐坏狸P(guān)乎技術(shù)創(chuàng)新、供應(yīng)鏈安全與市場戰(zhàn)略的“必答題”。
一方面,鋁的資源儲量遠比銅豐富,價格優(yōu)勢顯著,且中國作為全球最大的電解鋁生產(chǎn)國,推動“鋁代銅”有助于降低對進口銅礦的依賴,保障國家資源安全。另一方面,鋁在導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、機械強度等方面的固有性能弱于銅,引發(fā)了業(yè)界對于產(chǎn)品性能、耐用性和安全性的擔憂與爭議 。
目前,消費者、制造商、行業(yè)協(xié)會乃至標準制定機構(gòu),都被卷入了這場“銅鋁之爭”的激烈討論中。作為銅消費大戶,家電行業(yè)首當其沖。近日,美的、海爾、奧克斯、海信、小米、TCL、美博等多家空調(diào)企業(yè)高調(diào)宣布推動“空調(diào)鋁強化應(yīng)用研究工作組自律公約”,該公約禁止惡意攻擊行為,科學(xué)宣傳鋁換熱器空調(diào)的特點,不得夸大或進行虛假承諾。
然而,“空調(diào)龍頭”格力卻選擇“按兵不動”。董明珠多次公開表態(tài):“直到鋁能夠完全替代銅,我一定上鋁?!边@一立場贏得大量消費者支持,“格力良心”“董明珠硬氣”等話題熱度高漲,資本市場也給出積極反饋。
這一場看似是材料替代的技術(shù)討論,實則折射出中國制造業(yè)在全球資源格局劇變、地緣政治沖突加劇、綠色轉(zhuǎn)型加速背景下的深層焦慮與戰(zhàn)略重構(gòu)。
銅價飆升的驅(qū)動因素
2024年至2025年的銅價上漲并非短期市場炒作,而是由供需基本面的結(jié)構(gòu)性失衡所驅(qū)動的長期趨勢。
從供給端來看,本輪銅價上漲的最根本原因在于全球銅供應(yīng)增長的乏力,難以匹配需求的擴張速度,導(dǎo)致市場長期處于緊平衡甚至短缺狀態(tài)。
全球主要礦山運營中斷與減產(chǎn):近年來全球多個大型銅礦遭遇了運營困境。比如,巴拿馬政府下令關(guān)閉第一量子礦業(yè)公司旗下的Cobre Panama銅礦,該礦山產(chǎn)量占全球總供應(yīng)量的1%以上,其關(guān)閉對市場造成了直接的供應(yīng)沖擊 。此外,智利、秘魯?shù)葌鹘y(tǒng)產(chǎn)銅大國的礦山也因品位下降、水資源短缺、勞工問題和社區(qū)沖突等因素,面臨產(chǎn)量下滑或增長不及預(yù)期的困境 。印尼的Grasberg、剛果(金)的Kamoa-Kakula等世界級礦山也時有生產(chǎn)擾動發(fā)生 。這些意外的供應(yīng)中斷事件疊加在一起,顯著削減了全球精煉銅的原料供應(yīng)。
新項目開發(fā)周期長、投資不足:銅礦的勘探與開發(fā)是一個資本密集、技術(shù)復(fù)雜且周期漫長的過程,一個新礦從發(fā)現(xiàn)到投產(chǎn)通常需要10-15年時間 。過去十年,由于銅價相對低迷,全球礦業(yè)資本開支普遍不足,導(dǎo)致近年來可投產(chǎn)的新增大型項目寥寥無幾。即便當前銅價高企,也很難在短期內(nèi)迅速形成新的有效供應(yīng)來彌補缺口。
日益嚴格的環(huán)境法規(guī)與運營挑戰(zhàn):更為關(guān)鍵的是,全球?qū)Νh(huán)境保護和ESG(環(huán)境、社會和治理)的要求日益提高,這增加了銅礦開發(fā)的合規(guī)成本和不確定性。同時,勞動力短缺、能源成本上升、極端天氣等自然災(zāi)害也頻繁對礦山運營構(gòu)成挑戰(zhàn) ,進一步限制了供應(yīng)彈性。
與供應(yīng)端的產(chǎn)能不足形成鮮明對比的是,全球銅需求正迎來一輪由綠色能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動的結(jié)構(gòu)性增長。
新能源汽車(EV)的滲透式增長:電動汽車的銅消耗量是傳統(tǒng)燃油車的3-4倍,主要用于電池、電機、電控系統(tǒng)以及充電樁。隨著全球主要經(jīng)濟體加速推進汽車電動化,新能源汽車市場的蓬勃發(fā)展正創(chuàng)造著巨大的銅需求增量 。
可再生能源發(fā)電的蓬勃發(fā)展:無論是風(fēng)力發(fā)電還是太陽能光伏發(fā)電,其發(fā)電設(shè)備本身(如發(fā)電機、逆變器)以及配套的輸電網(wǎng)絡(luò)都需要消耗大量的銅。風(fēng)電和光伏的單位發(fā)電量耗銅量遠高于傳統(tǒng)的火電和水電。值得一提的是,當前AI大模型的訓(xùn)練,需要巨大的算力支持,也直接導(dǎo)致了大量的電力需求。而可再生能源被認為是滿足這一電力需求的重要路徑之一。
電網(wǎng)升級與擴建:為了接納大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)、滿足電動汽車充電需求以及提升電網(wǎng)韌性,全球各國都在大力投資于電網(wǎng)的現(xiàn)代化升級和擴建,這同樣是銅需求的一個關(guān)鍵增長點 。
當然,除了新興領(lǐng)域,建筑、家電、電子、工業(yè)機械等傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)︺~的需求依然穩(wěn)固。全球范圍內(nèi),尤其是在發(fā)展中經(jīng)濟體的基礎(chǔ)設(shè)施投資熱潮,也為銅需求提供了有力支撐。
值得一提的是,美國正通過紐約商品交易所(COMEX)的期貨溢價機制,大規(guī)模囤積銅資源。美國的戰(zhàn)略目標是建立160萬–180萬噸的銅戰(zhàn)略儲備,以應(yīng)對未來新能源、AI、國防等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)對銅的剛性需求。當前72萬噸的庫存僅完成不到一半,缺口仍達100萬噸左右。有機構(gòu)分析指出,若美國對華加征銅關(guān)稅的預(yù)期不變,這種“虹吸效應(yīng)”將持續(xù)至2026年關(guān)稅落地前夕,甚至可能加速。
“鋁代銅”:成本倒逼下的技術(shù)突圍
數(shù)據(jù)顯示,目前上?,F(xiàn)貨銅價及期貨價格均接近9.5萬元/噸,創(chuàng)歷史新高。而鋁現(xiàn)貨價格約2.2萬元,兩者價差超過4倍,且鋁的密度僅為銅的1/3,在同等體積下,銅的材料成本是鋁的12.7倍。
面對高昂的銅價,“鋁代銅”成為家電行業(yè)降本增效的焦點。然而,這并非簡單的材料替換,而是一項涉及材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝和產(chǎn)品可靠性的系統(tǒng)工程。
“鋁代銅”在家電產(chǎn)業(yè)中并非一個全新的概念。早在數(shù)十年前,行業(yè)內(nèi)就已開始探索在特定部件上使用鋁材。其中,冰箱是“鋁代銅”應(yīng)用最為成熟的領(lǐng)域之一,其冷凝器、蒸發(fā)器的鋁化率已相當高,技術(shù)和市場均已接受。在汽車空調(diào)領(lǐng)域,全鋁的微通道換熱器也早已成為主流技術(shù),證明了鋁材在制冷換熱系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力 。
然而,在家用空調(diào)領(lǐng)域,“鋁代銅”的進程相對緩慢且充滿爭議。
這是因為空調(diào)的運行工況(如高溫高壓、頻繁振動)比冰箱更為嚴苛,對材料的耐壓性、耐腐蝕性和抗疲勞性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的“銅管鋁翅片”式換熱器因其成熟的工藝和可靠的性能,長期占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著的銅價飆升,無疑為家用空調(diào)的“鋁代銅”進程踩下了“加速油門”。
在此,通過對兩種材料的核心性能進行量化對比,來評估“鋁代銅”的可行性。
從導(dǎo)熱與導(dǎo)電性能對比來看,純銅的導(dǎo)熱系數(shù)約為386-401 W/(m·K) 而純鋁約為237 W/(m·K)。這意味著,在相同的結(jié)構(gòu)尺寸下,鋁制換熱器的換熱效率會低于銅制換熱器。而且,銅是僅次于銀的優(yōu)良導(dǎo)體,其導(dǎo)電率通常被定義為100% IACS(國際退火銅標準)。鋁的導(dǎo)電率約為61%-64% IACS 。在電機繞組等需要高導(dǎo)電性的應(yīng)用中,用鋁替代銅意味著需要更粗的線徑才能達到相同的載流量,這會影響電機的體積和效率。
從機械性能與加工性對比來看, 鋁的密度約為2.7 g/cm3,而銅的密度為8.96 g/cm3,鋁的密度僅為銅的三分之一。這意味著“鋁代銅”可以顯著減輕家電產(chǎn)品的重量,這不僅有利于運輸和安裝,也符合產(chǎn)品輕量化的發(fā)展趨勢。同時,純鋁的機械強度遠低于銅,但通過添加合金元素(如鋅、鎂、硅等)和熱處理,可以顯著提高鋁合金的強度。盡管如此,在同等強度下,鋁合金的延展性和韌性通常仍不及銅。此外,鋁材的塑性好,易于擠壓、拉伸和鑄造成型,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),但鋁材較軟,在彎管、脹管等加工過程中更容易出現(xiàn)劃傷或破裂。

從耐久性來看,這是“鋁代銅”爭議最大、也是消費者最為關(guān)心的問題。在耐腐蝕性方面,在一般大氣環(huán)境下,鋁的耐腐蝕性甚至優(yōu)于銅。這是因為鋁在空氣中會迅速形成一層致密、穩(wěn)定的氧化鋁(Al?O?)薄膜,具有優(yōu)異的耐腐蝕性,能有效阻止內(nèi)部金屬的進一步氧化。然而,這層氧化膜在氯離子(如沿海地區(qū)的鹽霧環(huán)境)或某些酸堿性介質(zhì)中容易被破壞,引發(fā)點蝕或縫隙腐蝕。
而且,在實際工況中,腐蝕環(huán)境會顯著降低鋁合金的疲勞壽命,即所謂的“腐蝕疲勞”。振動、壓力波動和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用,可能導(dǎo)致鋁管連接處或彎曲處出現(xiàn)微裂紋并最終擴展至失效。這是格力等企業(yè)對“鋁代銅”持謹慎態(tài)度的主要技術(shù)原因之一。
“鋁代銅”的技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案

資料來源:根據(jù)公開資料整理
整體來看,“鋁代銅”在家電領(lǐng)域是可行的。通過采用微通道換熱器、開發(fā)高性能鋁合金、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和改進制造工藝,可以有效克服鋁在導(dǎo)熱性、強度等方面的固有弱點。然而,在長期可靠性,特別是腐蝕疲勞壽命和連接點可靠性方面,仍需更多、更權(quán)威的實驗數(shù)據(jù)和長期的市場驗證。
未來路徑:多元共存,而非非此即彼
盡管銅在導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、焊接可靠性等方面顯著優(yōu)于鋁,長期被視為空調(diào)換熱器的“黃金標準”,但高昂且不穩(wěn)定的銅價已讓企業(yè)難以承受。相比之下,鋁的優(yōu)勢顯而易見:
一是資源自主可控:中國鋁產(chǎn)能占全球60%以上,產(chǎn)業(yè)鏈完整,價格相對穩(wěn)定。
二是輕量化優(yōu)勢:鋁密度僅為銅的1/3,有助于整機減重與運輸成本降低。
三是技術(shù)進步顯著:近年來,國內(nèi)企業(yè)已在防腐、導(dǎo)熱效率等關(guān)鍵瓶頸上取得突破。有行業(yè)報告指出,通過技術(shù)改進,冰箱冷凝器鋁化率已達90%,空調(diào)換熱器實現(xiàn)100%鋁化后,耐腐蝕性可提升50%。
還有媒體報道稱,美的通過對微通道換熱器結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化和換熱面積的擴容設(shè)計,已經(jīng)實現(xiàn)了鋁制換熱器整機能效與銅材持平,部分產(chǎn)品甚至達到了國家一級能效標準。在耐用性方面,美的宣稱其鋁制換熱器的耐腐蝕性得到顯著提升,設(shè)計壽命可達10年,并通過了嚴苛的2000小時鹽霧測試,性能已非常接近銅材 。
值得一提的是,在“鋁代銅”的應(yīng)用上,一些日本企業(yè)甚至走在了中國企業(yè)的前面。其中,大金(Daikin)、松下(Panasonic)、日立(Hitachi)、三菱(Mitsubishi)等日本空調(diào)巨頭,早已在市場上推出了采用全鋁換熱器的產(chǎn)品。日本市場對全鋁換熱器的接受度較高,相關(guān)技術(shù)應(yīng)用也更為廣泛。據(jù)報道,大金等公司甚至已經(jīng)開發(fā)出銅用量減少60%的全鋁空調(diào)原型機。這表明,“鋁代銅”是全球家電行業(yè)共同面對的課題和發(fā)展方向。
正因如此,“鋁代銅”并非簡單的“降配”,而是一場系統(tǒng)性的技術(shù)升級。中國家用電器協(xié)會近日明確指出:“這是技術(shù)路徑的多元化探索,而非行業(yè)整體的‘一刀切’轉(zhuǎn)型。”
事實上,“鋁代銅”并非要徹底取代銅,而是構(gòu)建一個多層次、場景化、可選配的產(chǎn)品體系。
對此,中國家用電器協(xié)會也建議:一是在氣候溫和、使用強度低的地區(qū)優(yōu)先試點鋁換熱器產(chǎn)品;二是高負荷、高腐蝕風(fēng)險區(qū)域(如南方沿海、工業(yè)區(qū))仍應(yīng)堅持使用銅;三是高端機型可保留銅配置,滿足對性能與壽命有極致要求的用戶;四是中低端機型可采用鋁方案,降低購機門檻,惠及更廣泛人群。這種“因地制宜、因需制宜”的策略,既尊重技術(shù)規(guī)律,也兼顧市場現(xiàn)實。
目前,包括小米、格力、美的、海爾、海信、TCL、奧克斯在內(nèi)的多家主流空調(diào)制造商,共同簽署了行業(yè)自律公約,承諾在確保產(chǎn)品性能和可靠性的前提下,有序推進空調(diào)核心部件中鋁對銅的替代。這標志著行業(yè)內(nèi)部就“鋁代銅”的大方向達成了初步共識。
當然,除材料替代外,還可通過能效提升、智能制造、供應(yīng)鏈優(yōu)化、模塊化設(shè)計等方式增強抗風(fēng)險能力,避免將所有壓力轉(zhuǎn)嫁給材料端。
未來趨勢展望
可以預(yù)見,未來幾年,家電行業(yè)將形成一個銅、鋁及其他新材料(如復(fù)合材料)多元化共存、根據(jù)不同產(chǎn)品定位和應(yīng)用場景進行最優(yōu)化選擇的新材料應(yīng)用格局。“銅=高端”的簡單標簽將被打破,材料的選擇將更多地回歸其應(yīng)用價值本身。
而且,“鋁代銅”的成功經(jīng)驗,也將為其他工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對資源和成本挑戰(zhàn)提供寶貴的借鑒。銅作為戰(zhàn)略資源的地位將更加鞏固,其應(yīng)用將更多地集中在無法替代的高端、核心領(lǐng)域。
不過,“鋁代銅”的最終成功,必須跨越三道關(guān)鍵門檻:一是技術(shù)成熟門,確保產(chǎn)品性能和壽命不打折扣;二是標準法規(guī)門,建立完善的體系為市場提供清晰指引;三是消費者信任門,通過透明溝通和可靠品質(zhì)扭轉(zhuǎn)市場偏見。