L'alluminio può sostituire gran parte della domanda di rame nell'ambito della transizione energetica globale?

Con la trasformazione energetica globale, l'alluminio può sostituire gran parte della domanda di rame, in aumento rispetto al passato? Attualmente, molte aziende e studiosi del settore stanno esplorando come "sostituire il rame con l'alluminio" e propongono che modificando la struttura molecolare dell'alluminio si possa migliorarne la conduttività.

Grazie alla sua eccellente conduttività elettrica, conduttività termica e duttilità, il rame è ampiamente utilizzato in vari settori, in particolare nell'energia elettrica, nell'edilizia, negli elettrodomestici, nei trasporti e in altri settori. Tuttavia, la domanda di rame sta aumentando vertiginosamente con il passaggio globale a fonti energetiche più ecologiche, come i veicoli elettrici e le energie rinnovabili, e la fonte di approvvigionamento è diventata sempre più problematica. Un'auto elettrica, ad esempio, utilizza circa quattro volte più rame di un'auto convenzionale, e i componenti elettrici utilizzati nelle centrali elettriche a energia rinnovabile e i cavi che li collegano alla rete richiedono quantità ancora maggiori di rame. Con l'impennata del prezzo del rame negli ultimi anni, alcuni analisti prevedono che il divario di rame diventerà sempre più ampio. Alcuni analisti del settore hanno persino definito il rame il "nuovo petrolio". Il mercato si trova ad affrontare una scarsità di rame, fondamentale per la decarbonizzazione e l'utilizzo delle energie rinnovabili, che potrebbe far aumentare i prezzi del rame di oltre il 60% entro quattro anni. Al contrario, l'alluminio è l'elemento metallico più abbondante nella crosta terrestre e le sue riserve sono circa mille volte superiori a quelle del rame. Poiché l'alluminio è molto più leggero del rame, è più economico e pratico da estrarre. Negli ultimi anni, alcune aziende hanno utilizzato l'alluminio per sostituire le terre rare grazie all'innovazione tecnologica. I produttori di ogni genere, dall'elettricità all'aria condizionata ai ricambi auto, hanno risparmiato centinaia di milioni di dollari passando all'alluminio anziché al rame. Inoltre, i cavi ad alta tensione possono raggiungere distanze maggiori utilizzando cavi di alluminio economici e leggeri.

Tuttavia, alcuni analisti di mercato hanno affermato che questa "sostituzione del rame con l'alluminio" ha subito un rallentamento. Nelle applicazioni elettriche più ampie, la conduttività elettrica dell'alluminio rappresenta il principale limite, con una conduttività pari solo a due terzi di quella del rame. I ricercatori stanno già lavorando per migliorare la conduttività dell'alluminio, rendendolo più commerciabile rispetto al rame. I ricercatori ritengono che modificando la struttura del metallo e introducendo additivi adeguati si possa effettivamente influire sulla conduttività del metallo. La tecnica sperimentale, se pienamente implementata, potrebbe portare all'alluminio superconduttore, che potrebbe avere un ruolo in mercati che vanno oltre le linee elettriche, trasformando automobili, elettronica e reti elettriche.

Se si riesce a rendere l'alluminio più conduttivo, anche dell'80% o del 90% rispetto al rame, l'alluminio può sostituire il rame, il che determinerà un enorme cambiamento. Perché questo tipo di alluminio è più conduttivo, più leggero, più economico e più disponibile. Con la stessa conduttività del rame, fili di alluminio più leggeri potrebbero essere utilizzati per progettare motori e altri componenti elettrici più leggeri, consentendo alle auto di percorrere distanze maggiori. Tutto ciò che funziona a elettricità può essere reso più efficiente, dall'elettronica delle auto alla produzione di energia, fino alla distribuzione dell'energia attraverso la rete elettrica fino alle case per ricaricare le batterie delle auto.

Reinventare il processo di produzione dell'alluminio, vecchio di due secoli, vale la pena, affermano i ricercatori. In futuro, utilizzeranno la nuova lega di alluminio per produrre fili, barre, lamiere, ecc., e supereranno una serie di test per garantirne una maggiore conduttività, resistenza e flessibilità, sufficienti per l'uso industriale. Se questi test saranno superati, il team afferma che collaborerà con i produttori per produrre maggiori quantità di lega di alluminio.