Стратегический выбор Китая в решении кризиса поставок меди

За каждым электромобилем, солнечной панелью и ветряной турбиной скрывается редко обсуждаемое противоречие: интенсивный спрос на медь сталкивается с хрупкими международными цепочками поставок.

В 2022 году мировой спрос на медь достиг примерно 26 миллионов метрических тонн (ММТ), в то время как производители поставили только около 22 ММТ, что привело к дефициту в 4 ММТ. Аналитики предупреждают, что к 2034 году этот годовой дефицит поставок может увеличиться до 8 ММТ.

Сталь с медным покрытием (CCS), биметаллический композитный материал, становится важным технологическим решением. Он значительно снижает затраты на строительство, сохраняя при этом проводимость, аналогичную чистой меди.

---

Стратегическая дилемма ресурсов меди

Медь стала незаменимой для глобального энергетического перехода. Достижение углеродной нейтральности требует создания масштабной «зеленой» инфраструктуры, которая в значительной степени зависит от меди.

Статистика показывает, что достижение для достижения нулевого уровня выбросов углерода к 2050 году потребуется 50 млн тонн меди в год—двойной спрос на электроэнергию. В то время как традиционные секторы увеличат потребление меди лишь на 0,51 трлн тонн к 2040 году, основной рост будет обеспечен за счет экологически чистых технологий. Электромобили и зарядная инфраструктура потребуют 111 трлн тонн меди, расширение энергосети — 191 трлн тонн, а возобновляемые источники энергии — 71 трлн тонн.

Этот всплеск спроса противоречит сокращению предложения. Цены на медь неоднократно достигали исторических максимумов, превысив $5 за фунт в 2025 году. Такая волатильность увеличивает экономические издержки «зеленого» перехода и обнажает уязвимость цепочки поставок. Многие эксперты предупреждают, что без эффективных контрмер дефицит меди может серьезно помешать достижению глобальных климатических целей.

Технологический прорыв с помощью биметаллических композитов

Материаловедение предлагает инновационное решение: биметаллические композиты. Эти “суперметаллы” объединяют различные металлы с помощью металлургических процессов, используя преимущества каждого компонента.

Медь-плакированная сталь является примером такого подхода. Она имеет высокопрочный стальной сердечник, равномерно покрытый слоем меди, толщина которого обычно превышает 0,254 мм. Производители используют процессы гальванического покрытия, непрерывного литья или холодной прокатки и горячей волочки.

При производстве CCS используется холодная прокатка и горячая волочка для создания прочного металлургического соединения между медью и сталью. Этот метод позволяет преодолеть проблемы соединения, характерные для более старых технологий. Полученный материал выдерживает изгиб на 180 градусов без растрескивания и демонстрирует превосходную межфазную адгезию.

Плоские стержни CCS достигают толщины медного слоя более 0,3 мм и прочности на разрыв, превышающей 600 Н/мм². Проволока CCS достигает прочности на разрыв более 1400 МПа с электропроводностью выше 30% IACS (Международный стандарт для отжигаемой меди).

Преимущества в производительности и потенциал энергосбережения

По сравнению с чистой медью CCS демонстрирует превосходные характеристики по целому ряду параметров. Он обеспечивает коррозионную стойкость более 30 лет с приростом окисления менее 0,15 мг/см² после 240-часового испытания в солевом тумане.

С механической точки зрения CCS выделяется среди других материалов. Жгуты CCS обеспечивают в три раза большую прочность на разрыв по сравнению с цельными медными проводниками. Эта прочность предотвращает обрывы и ослабление соединений в суровых условиях эксплуатации, снижая количество отключений электроэнергии и риски для безопасности.

CCS демонстрирует исключительные характеристики электропроводности. Жгуты CCS достигают коэффициента проводимости от 14% до 53%, а провода CCS превышают 30% IACS. Более низкое удельное сопротивление материала по сравнению с традиционными заземляющими материалами обеспечивает надежные электрические соединения.

CCS также обещает значительную экономию энергии. Хотя конкретные данные требуют дополнительных исследований, аналогичные биметаллические материалы, такие как проводники из алюминия с медным покрытием, демонстрируют на 2,71 TP3T большую энергоэффективность, чем медь. CCS, вероятно, предлагает сопоставимые преимущества.

Разнообразные применения и экономическая ценность

Материалы CCS играют важную роль во многих секторах. В области передачи электроэнергии CCS в основном используется в качестве высоковольтных воздушных проводов с проводимостью в диапазоне 17,21–21,61 ТП3Т IACS.

Для заземления электрооборудования CCS подходит для использования в сложных условиях, таких как подстанции, высокоскоростные железные дороги и ветряные электростанции. Он демонстрирует высокую адаптивность в солевых, щелочных и влажных почвах, где важна коррозионная стойкость.

Коммуникационная отрасль ценит CCS за экранирование коаксиальных кабелей. Проволока диаметром менее 0,6 мм демонстрирует коэффициент поломки менее 0,3 случая на тонну. Медный слой обеспечивает электромагнитное экранирование более 80 дБ.

В транспортной отрасли CCS используется в автомобильных жгутах проводов, где он позволяет снизить вес на 30% при сохранении токовой нагрузки. В электрифицированных железных дорогах CCS-жилы используются в качестве проводников, отвечая требованиям высокоскоростной эксплуатации.

Неоспоримое преимущество в соотношении цена-качество способствует внедрению CCS. Использование CCS значительно снижает затраты на строительство по сравнению с чистой медью. Годовой спрос на проволоку CCS в Китае уже превышает 100 000 тонн и продолжает расти вместе с экономическим ростом.

Состояние промышленности Китая и ее позиции на мировом рынке

Перспективы развития и стратегическое значение

Отрасль улавливания и хранения углерода демонстрирует многообещающий потенциал роста. 15-й пятилетний план Китая (2026–2030 гг.) должен принести новые возможности для развития, при этом отрасль будет сохранять годовой рост на уровне около 6,01 ТП3Т.

Как экологически чистый продукт, CCS способствует достижению национальных целей в области энергосбережения и сокращения выбросов. Он позволяет экономить медь, снижать затраты, уменьшать вес проводников и сокращать потребление энергии, что особенно выгодно для энергетики, связи и электроники.

Поддерживающая политика способствует развитию CCS. Китайские стандарты теперь включают композитные материалы CCS для заземляющих проводников. Обновленные стандарты энергетической отрасли, такие как DL/T 2727-2023, будут способствовать дальнейшей стандартизации и расширению применения CCS.

Для Китая развитие CCS несет в себе множество стратегических преимуществ. Оно повышает национальную безопасность в области ресурсов меди и снижает зависимость от импорта. Широкое внедрение CCS обеспечивает важную материальную поддержку перехода Китая к зеленой энергетике.

Промышленная цепочка CCS продолжает расширяться и внедрять инновации. В настоящее время компании разрабатывают более широкий спектр биметаллических композитов — медные и стальные, медные и нержавеющие стальные, а также медные и алюминиевые полосы — создавая новые решения для низковольтных электрических приложений.

---

Сталь с медным покрытием теперь поддерживает энергетическую инфраструктуру Китая по всей стране — помимо передающих сооружений, под коммуникационными башнями, вдоль железнодорожных путей и вокруг станций возобновляемой энергии. Эти конструкции на основе CCS тихо поддерживают национальную энергетическую сеть после наступления темноты.

На китайских заводах по производству CCS инженеры работают до поздней ночи, стремясь повысить проводимость и коррозионную стойкость материалов. Их инновационные материалы незаметно меняют будущее мировых металлических ресурсов.