須跨越三道關鍵門檻　鋁代銅趨勢可望萌芽

進入2025年末，全球大宗商品市場依舊波詭雲譎。其中，被譽為「銅博士」的銅價走勢尤為引人注目。

事實上，自2024年初以來，倫敦金屬交易所(London Metal Exchange)交易的期貨合約中，銅價格整體呈現強勁的上升態勢，期間雖有短暫回檔，但整體重心不斷上移。進入2025年，這一趨勢得以延續，銅價在多個交易日突破了11,000美元/噸大關，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」，被重新推上了風口浪尖。這不僅是企業應對成本壓力的「無奈之舉」，更演變為一道關乎技術創新、供應鏈安全與市場戰略的「必答題」。

一方面，鋁的資源儲量遠比銅豐富，價格優勢顯著，且中國作為主要電解鋁生產國，推動「鋁代銅」有助於降低對進口銅礦的依賴，保障本土資源安全。另一方面，鋁在導熱性、耐腐蝕性、機械強度等方面的固有性能弱於銅，引發了業界對於產品性能、耐用性和安全性的擔憂與爭議 。

目前，消費者、製造商、產業協會乃至標準制定機構，都被捲入了這場「銅鋁之爭」的激烈討論中。作為銅消費大戶，家電產業首當其衝。近日，美的、海爾、奧克斯、海信、小米、TCL、美博等多家中國空調企業宣佈推動「空調鋁強化應用研究工作組自律公約」，該公約禁止惡意攻擊行為，科學宣傳鋁換熱器空調的特點，不得誇大或進行虛假承諾。然而，格力卻選擇按兵不動。該公司董事長董明珠多次公開表態：「直到鋁能夠完全替代銅，我一定上鋁。」這一立場贏得大量消費者支持，資本市場也給出積極回饋。

這一場看似是材料替代的技術討論，實則反映出中國製造業在全球資源格局劇變、地緣政治衝突加劇、綠色轉型加速背景下的深層焦慮與戰略重構。

銅價飆升的驅動因素

2024~2025年的銅價上漲並非短期市場炒作，而是由供需基本面的結構性失衡所驅動的長期趨勢。從供給端來看，本次銅價上漲的最根本原因在於全球銅供應成長的乏力，難以匹配需求的擴張速度，導致市場長期處於緊平衡甚至短缺狀態。

全球主要礦山營運中斷與減產：近年來全球多個大型銅礦遭遇了營運困境。例如，巴拿馬政府下令關閉第一量子礦業公司旗下的Cobre Panama銅礦，該礦山產量佔全球總供應量的1%以上，其關閉對市場造成了直接的供應衝擊。此外，智利、秘魯等傳統產銅大國的礦山也因品位下降、水資源短缺、勞工問題和社區衝突等因素，面臨產量下滑或成長不及預期的困境。印尼的Grasberg、剛果(金)的Kamoa-Kakula等世界級礦山也時有生產擾動發生。這些意外的供應中斷事件疊加，顯著削減了全球精煉銅的原料供應。

新專案開發週期長、投資不足：銅礦的勘探與開發是一個資本密集、技術複雜且週期漫長的過程，一個新礦從發現到投產通常需要10~15年時間 。過去10年，由於銅價相對低迷，全球礦業資本開支普遍不足，導致近年來可投產的新增大型項目寥寥無幾。即便當前銅價高，也很難在短期內迅速形成新的有效供應來彌補缺口。

日益嚴格的環境法規與營運挑戰：更為關鍵的是，全球對環境保護和ESG的要求日益提高，這增加了銅礦開發的合規成本和不確定性。同時，勞動力短缺、能源成本上升、極端天氣等自然災害也頻繁對礦山營運構成挑戰，進一步限制了供應彈性。

與供應端的產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型驅動的結構性成長。

新能源車(NEV)的滲透式成長：電動車的銅消耗量是傳統燃油車的3~4倍，主要用於電池、馬達、電控系統，以及充電樁。隨著全球主要經濟體加速推進汽車電氣化，新能源車市場的蓬勃發展正創造著巨大的銅需求增量。

再生能源發電的蓬勃發展：無論是風力發電還是太陽能光電發電，其發電設備本身(如發馬達、逆變器)，以及配套的輸電網路都需要消耗大量的銅。風電和太陽能的單位發電量耗銅量遠高於傳統的火電和水電。值得一提的是，當前AI大模型的訓練，需要巨大的算力支援，也直接導致了大量的電力需求，而再生能源被認為是滿足這一電力需求的重要路徑之一。

電網升級與擴建：為了接納大規模的再生能源併網、滿足電動車充電需求，以及提升電網韌性，全球各國都在大力投資於電網的現代化升級和擴建，這同樣是銅需求的一個關鍵成長點 。

當然，除了新興領域，建築、家電、電子、工業機械等傳統領域對銅的需求依然穩固。全球尤其是在發展中經濟體的基礎設施投資熱潮，也為銅需求提供了有力支撐。值得一提的是，美國正透過紐約商品交易所(COMEX)的期貨溢價機制，大規模囤積銅資源。美國的戰略目標是建立160萬~180萬噸的銅戰略儲備，以應對未來新能源、AI、國防等關鍵產業對銅的剛性需求。當前72萬噸的庫存僅完成不到一半，缺口仍達100萬噸左右。有機構分析指出，若美國對中國加徵銅關稅的預期不變，這種「虹吸效應」將持續至2026年關稅落地前夕，甚至可能加速。

鋁代銅：成本「倒逼」下的技術突圍

資料顯示，目前上海現貨銅價及期貨價格均接近9.5萬元/噸，創歷史新高。而鋁現貨價格約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」成為家電產業降低成本、增加效率的焦點。然而，這並非簡單的材料替換，而是一項涉及材料科學、結構設計、製程和產品可靠性的系統工程。

「鋁代銅」在家電產業中並非一個全新的概念。早在數十年前，產業內就已開始探索在特定零組件上使用鋁材。其中，冰箱是“鋁代銅”應用最為成熟的領域之一，冷凝器、蒸發器的鋁化率已相當高，技術和市場均已接受。在汽車空調領域，全鋁的微通道換熱器也早已成為主流技術，證明了鋁材在製冷換熱系統中的應用潛力。

然而，在家用空調領域，「鋁代銅」的進程則相對緩慢且充滿爭議。這是因為空調的運做工況(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。傳統的「銅管鋁翅片」式換熱器因其成熟的製程和可靠的性能，長期佔據主導地位。隨著的銅價飆升，無疑為家用空調的「鋁代銅」進程踩下油門。

在此，透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。

從導熱與導電性能對比來看，純銅的導熱係數約為386~401W/(m·K)，而純鋁約為237W/(m·K)。這意味著，在相同的結構尺寸下，鋁制換熱器的換熱效率會低於銅制換熱器。而且，銅是僅次於銀的優良導體，其導電率通常被定義為100% IACS。鋁的導電率約為61~64% IACS。在馬達繞組等需要高導電性的應用中，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，這會影響馬達的體積和效率。

從機械性能與加工性比較來看，鋁的密度約為2.7g/cm³，而銅的密度為8.96g/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品的重量，這不僅有利於運輸和安裝，也符合產品輕量化的發展趨勢。同時，純鋁的機械強度遠低於銅，但透過添加合金元素(如鋅、鎂、矽等)和熱處理，可以顯著提高鋁合金的強度。儘管如此，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，易於擠壓、拉伸和鑄造成型，適合大規模工業化生產，但鋁材較軟，在彎管、脹管等加工過程中更容易出現劃傷或破裂。

耐久性則是「鋁代銅」爭議最大、也是消費者最為關心的問題。在耐腐蝕性方面，在一般大氣環境下，鋁的耐腐蝕性甚至優於銅。這是因為鋁在空氣中會迅速形成一層緻密、穩定的氧化鋁(Al₂O₃)薄膜，具有優異的耐腐蝕性，能有效阻止內部金屬的進一步氧化。然而，這層氧化膜在氯離子(如沿海地區的鹽霧環境)，或某些酸鹼性介質中容易被破壞，引發點蝕或縫隙腐蝕。

而且，在實際工況中，腐蝕環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的協同作用，可能導致鋁管連接處或彎曲處出現微裂紋並最終擴展至失效。這是格力等企業對「鋁代銅」持謹慎態度的主要技術原因之一。

「鋁代銅」的技術挑戰與解決方案

整體來看，「鋁代銅」在家電領域是可行的。透過採用微通道換熱器、開發高性能鋁合金、優化結構設計和改進製造製程，可以有效克服鋁在導熱性、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、更權威的實驗資料和長期的市場驗證。

未來多元共存

儘管銅在導熱性、耐腐蝕性、焊接可靠性等方面顯著優於鋁，長期被視為空調換熱器的「黃金標準」，但高昂且不穩定的銅價已讓企業難以承受。相比之下，鋁的優勢顯而易見：

一是資源自主可控：中國鋁產能佔全球60%以上，產業鏈完整，價格相對穩定；

二是輕量化優勢：鋁密度僅為銅的1/3，有助於整機減重與運輸成本降低；

三是技術進步顯著：近年來，國內企業已在防腐、導熱效率等關鍵瓶頸上取得突破。

有產業報告指出，透過技術改進，冰箱冷凝器鋁化率已達90%，空調換熱器實現100%鋁化後，耐腐蝕性可提升50%。還有媒體報導稱，中國美的透過對微通道換熱器結構的持續優化和換熱面積的擴容設計，已經實現了鋁制換熱器整機能效與銅材持平，部分產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，設計壽命可達10年，並通過了嚴苛的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」的應用上，一些日本企業甚至走在了中國企業的前面。其中，大金(Daikin)、松下(Panasonic)、日立(Hitachi)、三菱(Mitsubishi)等日本空調巨頭，早已在市場上推出了採用全鋁換熱器的產品。日本市場對全鋁換熱器的接受度較高，相關技術應用也更為廣泛。據報導，大金等公司甚至已經開發出銅用量減少60%的全鋁空調原型機。這說明，「鋁代銅」是全球家電產業共同面對的課題和發展方向。

正因如此，「鋁代銅」並非簡單的降低配備，而是一場系統性的技術升級。中國家用電器協會近日明確指出：「這是技術路徑的多元化探索，而非產業整體的『一刀切』轉型。」

事實上，「鋁代銅」並非要徹底取代銅，而是構建一個多層次、場景化、可選配的產品體系。對此，中國家用電器協會也建議：一是在氣候溫和、使用強度低的地區優先試點鋁換熱器產品；二是高負荷、高腐蝕風險區域(如南方沿海、工業區)仍應堅持使用銅；三是高階機型可保留銅配置，滿足對性能與壽命有極致要求的用戶；四是中低階機型可採用鋁方案，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，既尊重技術規律，也兼顧市場現實。

目前，包括小米、格力、美的、海爾、海信、TCL、奧克斯在內的多家中國主流空調製造商，共同簽署了產業自律公約，承諾在確保產品性能和可靠性的前提下，有序推進空調核心元件中鋁對銅的替代。這標誌著產業內部就「鋁代銅」的大方向達成了初步共識。

當然，除材料替代外，還可透過能效提升、智慧製造、供應鏈優化、模組化設計等方式增強抗風險能力，避免將所有壓力轉嫁給材料端。

趨勢展望

可以預見，未來幾年，家電產業將形成一個銅、鋁及其他新材料(如複合材料)多元化共存、根據不同產品定位和應用場景進行最優化選擇的新材料應用格局。「銅=高階」的簡單標籤將被打破，材料的選擇將更多地回歸其應用價值本身。

而且，「鋁代銅」的成功經驗，也將為其他工業領域應對資源和成本挑戰提供寶貴的借鑒。銅作為戰略資源的地位將更加鞏固，其應用將更多地集中在無法替代的高階、核心領域。

不過，「鋁代銅」的最終成功，必須跨越三道關鍵門檻：一是技術成熟，確保產品性能和壽命不打折扣；二是標準法規，建立完善的體系為市場提供清晰指引；三是消費者信任，透過透明溝通和可靠品質扭轉市場偏見。

本文原刊登於EE Times China網站

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