글로벌 에너지 전환 속에서 알루미늄이 막대한 양의 구리 수요를 대체할 수 있을까?

전 세계적인 에너지 전환 속에서 알루미늄이 새롭게 증가한 구리 수요를 대체할 수 있을까요? 현재 많은 기업과 업계 학자들은 "구리를 알루미늄으로 대체"하는 방법을 연구하고 있으며, 알루미늄의 분자 구조를 조정하면 전도성을 향상시킬 수 있다고 주장합니다.

뛰어난 전기 전도성, 열 전도성, 그리고 연성 덕분에 구리는 다양한 산업, 특히 전력, 건설, 가전, 운송 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 그러나 세계가 전기차 및 재생 에너지와 같은 친환경 에너지원으로 전환함에 따라 구리 수요가 급증하고 있으며, 공급원 확보가 점점 더 어려워지고 있습니다. 예를 들어 전기차는 기존 자동차보다 약 4배 많은 구리를 사용하며, 재생 에너지 발전소에 사용되는 전기 부품과 이를 전력망에 연결하는 전선에는 훨씬 더 많은 양의 구리가 필요합니다. 최근 몇 년간 구리 가격이 급등함에 따라 일부 분석가들은 구리 부족 현상이 더욱 커질 것이라고 예측합니다. 일부 업계 분석가들은 구리를 "새로운 석유"라고 부르기도 합니다. 시장은 탈탄소화 및 재생 에너지 활용에 필수적인 구리 공급 부족에 직면해 있으며, 이로 인해 구리 가격은 4년 안에 60% 이상 상승할 수 있습니다. 반면 알루미늄은 지각에서 가장 풍부한 금속 원소이며, 매장량은 구리의 약 1,000배에 달합니다. 알루미늄은 구리보다 훨씬 가볍기 때문에 채굴이 더 경제적이고 편리합니다. 최근 몇 년 동안 일부 기업들은 기술 혁신을 통해 희토류 금속을 대체하기 위해 알루미늄을 사용해 왔습니다. 전기부터 에어컨, 자동차 부품에 이르기까지 모든 제조업체는 구리 대신 알루미늄으로 전환함으로써 수억 달러를 절약했습니다. 또한, 경제적이고 가벼운 알루미늄 전선을 사용하면 고전압 전선의 전송 거리를 늘릴 수 있습니다.

그러나 일부 시장 분석가들은 이러한 "구리를 알루미늄으로 대체하는" 움직임이 둔화되고 있다고 지적했습니다. 더 광범위한 전기 응용 분야에서 알루미늄의 전기 전도도는 구리의 3분의 2에 불과하여 주요 한계점입니다. 이미 연구자들은 알루미늄의 전도도를 개선하여 구리보다 시장성을 높이기 위한 연구를 진행하고 있습니다. 연구진은 금속의 구조를 변화시키고 적절한 첨가제를 도입하는 것이 실제로 금속의 전도도에 영향을 미칠 수 있다고 생각합니다. 이 실험 기술이 완전히 실현된다면 초전도 알루미늄 개발로 이어질 수 있으며, 이는 전력선을 넘어 자동차, 전자 제품, 전력망에까지 영향을 미칠 수 있습니다.

알루미늄의 전도성을 구리의 80% 또는 90% 수준으로 높일 수 있다면, 알루미늄은 구리를 대체할 수 있으며, 이는 엄청난 변화를 가져올 것입니다. 알루미늄은 전도성이 더 뛰어나고, 가볍고, 저렴하며, 더 풍부하기 때문입니다. 구리와 동일한 전도성을 가진 가벼운 알루미늄 전선은 더 가벼운 모터와 기타 전기 부품을 설계하는 데 사용될 수 있으며, 이를 통해 자동차의 장거리 주행을 가능하게 합니다. 자동차 전자 장치부터 에너지 생산, 그리고 전력망을 통해 가정으로 에너지를 공급하여 자동차 배터리를 충전하는 것까지, 전기로 작동하는 모든 것의 효율을 높일 수 있습니다.

200년 된 알루미늄 제조 공정을 재창조하는 것은 가치 있는 일이라고 연구진은 말합니다. 앞으로 연구팀은 이 새로운 알루미늄 합금을 사용하여 와이어는 물론 막대, 판재 등을 제작하고, 전도성과 강도, 그리고 산업용으로 사용할 수 있을 만큼의 유연성을 확보하기 위한 일련의 테스트를 통과할 예정입니다. 이 테스트가 통과되면 연구팀은 제조업체들과 협력하여 알루미늄 합금 생산량을 늘릴 계획이라고 밝혔습니다.