Эра алюминия: ждать ли второго пришествия?

Как известно, история развивается по спирали. Проще говоря, шествует по кругу, периодически возвращаясь в уже пройденные точки траектории. Некоторое время назад алюминиевые провода активно меняли на медные практически везде, где это было технически возможно и экономически оправдано. И вот – новый виток, на фоне рванувшей было в небеса цены на медь спровоцировавший обсуждение возврата к ТПЖ из электротехнического алюминия и его сплавов. Основной довод прост и незамысловат: технологии совершенствуются, и эти материалы успешно лишились значительной части традиционных недостатков, обучивших сквернословию не одно поколение электриков. Звучит интригующе, вызывая желание ознакомиться с приводимыми аргументами.

Предыстория с теорией

Для начала следует разобраться, из чего делается КПП с алюминиевой ТПЖ. Разработан широкий спектр материалов на основе электротехнического алюминия для энергетиков и кабельной промышленности.

«Самый массовый вариант – так называемая 1-я серия, т.е. сплавы 1050 и 1070, известные кабельщикам как катанка АКЛП-ПТ-5Е и АКЛП-ПТ-7Е (по ГОСТ 13843-2019 соответственно А5Е-ПТ и А7Е-ПТ), – уточняет руководитель направления продаж на рынке кабельной промышленности и черной металлургии АО «ОК РУСАЛ ТД» И.В. Куликов.

  Илья Куликов

 Руководитель направления продаж на рынке кабельной промышленности и черной металлургии АО «ОК РУСАЛ ТД»

Эти материалы используются в низко-, средне- и высоковольтных проводах, а также СИП. Далее следует упомянуть 8-ю серию (сплавы 8176, 8030 и др.), которая продолжает разрабатываться и внедряться, она отражена в ГОСТ 31996-2012 и другой нормативно-технической документации на силовые кабели, в данном случае бытового сегмента (АсВВГ, АсППГ и т.д.), предназначенные для административных и жилых зданий». При четком соблюдении термических режимов изготовленные из них ТПЖ будут обладать необходимой гибкостью при отсутствии электротехнической ползучести и коррозии. Как результат, кабели не доставят хлопот при фиксации в зажимах автоматов, розеток, выключателей и т.п. К слову, ряд известных производителей электроустановочных изделий выпускает серии продукции специально под алюминиевую проводку.

Сплавы 8-й серии в настоящее время используются при изготовлении гибких кабелей типа АсКГ, которые применяются, в частности, для нестационарной прокладки и в качестве подвижных шнуров.

«Кроме того, как показали проведенные нами НИОКР, эти материалы выступают хорошей альтернативой медному экрану в кабелях на 6-35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена», – дополняет И.В. Куликов.

На рынке представлены алюмоциркониевые сплавы, обладающие высокой прочностью на разрыв и при этом меньшей массой. Из них делают ТПЖ для более высокотехнологичных кабелей, работающих при повышенных температурах (до 250°C), в составе бортовых систем сложной техники, в т.ч. военной, в электромобилях и т.д. Те же материалы успешно используют в нефтепогружных кабелях, что подтверждено рядом опытно-промышленных испытаний на объектах ПАО «Газпром нефть», ПАО «Татнефть» и других компаний ТЭК России. Даже при том, что такой сплав имеет более высокое электрическое сопротивление, чем медь, и для достижения равных характеристик проводимости ТПЖ из алюмоциркония приходится делать большего сечения, кабель все равно получается не тяжелее медного аналога при незначительном увеличении поперечных габаритов. Благодаря высокой рабочей температуре ТПЖ и механической прочности, а также пониженной массе алюмоциркониевый сплав находит применение в высоковольтных (выше 110 кВ) проводах. Они характеризуются меньшей стрелой провиса, что позволяет сократить число опор ВЛЭП, не принимать дополнительных мер по укреплению линии при вынужденном увеличении расстояния между опорами (например, при переходе широких водоемов) или в зонах повышенного риска обледенения. Разумеется, этот материал дороже аналогов, но итоговая стоимость монтажа всей кабельной линии и владения ею может оказаться ниже, чем при использовании классических проводов.

Но наиболее массовым сплавом алюминия в кабельной отрасли, по словам А.М. Боева, выступает АВЕ, который применяют для изготовления ТПЖ в составе СИП.

«Жилы СИП и немагнитную проволочную броню для силовых кабелей делают из алюминиево-кремниевого сплава, – развивает мысль генеральный директор ООО «БКЗ» В.Г. Савченко. – При производстве нефтепогружных кабелей и экранов для силовых кабелей используется алюминиево-циркониевый сплав».

История о противостоянии

Принято считать, что основное преимущество КПП с ТПЖ из алюминия или его сплавов перед аналогами из меди кроется в цене.

«Это действительно так, даже с учетом меньшей проводимости и, соответственно, большего сечения алюминиевого кабеля по сравнению с медным, – поясняет В.Г. Савченко. — Другим немаловажным фактором выступает масса: благодаря относительно небольшой удельной плотности алюминия ТПЖ из него заметно легче медных. Ну и третий довод «за»: некоторые сплавы алюминия лучше переносят нахождение в агрессивных средах, чем медь, не столь подвержены коррозии».

  Владимир Савченко

 Член совета директоров ООО «БКЗ»

Типичный пример – нефтяные скважины, где кабели питания электронасосов подвергаются постоянному воздействию сероводорода и прочих коррозионно-активных газов. Кстати, алюминий обладает еще одним несомненным плюсом: это относительно невысокий (на фоне меди) интерес к такой КПП со стороны «охотников» за цветными металлами.

«Медь значительно дороже алюминия, а волатильность цен на медь всегда была, есть и будет выше, чем на алюминий. С 2014 года на графике изменения стоимости алюминия можно видеть практически прямую линию с небольшим наклоном, колебания минимальны. Ситуация с медью далеко не такая ровная, и делать прогнозы даже на ближайшую перспективу очень сложно. Готовя проект при минимальных ценах, позже на стадии его реализации можно столкнуться с проблемами и убытками, как это было в 2016-2018 годах».

  Павел Моряков

 Генеральный директор ГК «Москабельмет»

«Алюминий в 3,5 раза дешевле меди, а в самый пик недавнего скачка цен разница доходила до 5 раз, – подтверждает И.В. Куликов. – С экономической точки зрения даже при стационарной прокладке в жилых или административных зданиях стоимость алюминиевых и медных кабелей при правильном проектировании окажется одинаковой. Да, если для питания системы освещения достаточно медного кабеля 3х1,5 мм², то алюминиевые ТПЖ в таком случае должны иметь большее сечение – по 2,5 мм² каждая. Однако за счет меньшей цены алюминиевых ТПЖ затраты будут примерно такими же, как у медных. При этом габариты кабелей увеличатся довольно незначительно».

Итак, затраты примерно такие же. И в чем преимущество для потребителя? Зачем менять многократно проверенную и привычную медь на алюминий? По словам И.В. Куликова, если говорить про стационарную прокладку, то правильный проект и профессиональный, качественно выполненный электромонтаж делает алюминиевые провода сопоставимыми с медными по всем характеристикам. И снова выгода неочевидна. Снижение массы кабелей – немаловажный параметр, но только если речь идет о специфическом применении, например, в составе бортовых систем электропитания самолетов, электромобилей и т.п., где каждый лишний килограмм ухудшает их технические характеристики. И здесь алюминий уверенно выигрывает у меди. Зато по габаритам проигрывает.

«Из-за необходимости выбирать алюминиевую ТПЖ большего сечения, чем медную, кабели по размерам не всегда проходят в узких местах при стационарной скрытой укладке. Однако подобные проблемы возникают достаточно редко и, как результат, теряются на фоне имеющихся преимуществ», – уверяет П.В. Моряков. Однако ни одного безусловного преимущества пока не названо.

«С алюминиевыми проводами нужно уметь работать, – выражает свое экспертное мнение А.М. Боев. – Эффектом низкотемпературной текучести обладают и медь, и алюминий, но последний – в большей степени, что предполагает определенные требования к технологии подключения алюминиевых проводов к электроустановочным изделиям, соединению их между собой и тем более с проводами с медной ТПЖ».

 Андрей Боев

 Эксперт кабельного рынка

Соответственно, электромонтажные работы с применением алюминиевых кабелей подразумевают более ответственный подход и наличие необходимой квалификации, а также профессиональных знаний у монтажников. Медь может «простить» некоторые ошибки, алюминий – нет. К тому же алюминий и некоторые его сплавы уступают меди по механической прочности, что в ряде случаев играет решающую роль при выборе кабеля.

«Основной недостаток кабелей с алюминиевыми ТПЖ – отсутствие спроса, – констатирует учредитель ООО «Калужский кабельный завод» А.В. Тарасенко. – Затрудняюсь сказать, насколько он низкий, но, по моим данным, в секторе КПП небольшого сечения алюминиевые провода не востребованы практически совсем. Подходящие сплавы разработаны, но широкого применения в настоящее время они не получили».

   Александр Тарасенко

  Учредитель ООО «Калужский кабельный завод»

Интересно, почему? Как утверждает В.Г. Савченко, многие потребители интересуются возможностью перехода с меди на алюминий и его сплавы, однако действующие на сегодняшний день технические нормативы и требования безопасности, далеко не всегда позволяют это сделать:

«Для более или менее активной замены меди алюминием придется пересмотреть значительное число нормативных документов. Значительная часть реализуемых сейчас проектов разработаны 3-5 лет назад, до внесения ряда изменений в стандарты и правила. Переделывать документацию, адаптируя ее под применение кабелей с ТПЖ из алюминиевых сплавов, никто не хочет, т.к. это довольно сложный и долгий процесс».

Живой пример – строительство жилья. Домовые электросети проектировались когда-то под медь, и сейчас застройщики не готовы останавливать работы и менять проектную документацию ради экономии за счет перехода с медных на алюминиевые кабели.

«Многие строительные компании, предлагающие квартиры с отделкой, используют алюминиевые кабели не только при вертикальной прокладке по стоякам, но также и при горизонтальной, включая внутриквартирную разводку, – не подтверждает эту точку зрения И.В. Куликов. – Есть данные о том, что применение проводов с ТПЖ из алюминиевых сплавов 8-й серии вместо медных способно обеспечить экономию в размере стоимости материалов для электромонтажных работ в одной-двух однокомнатных квартирах с каждого подъезда. Таким образом, замена меди алюминием вполне экономически оправдана, причем без снижения качества предлагаемой недвижимости».

Возникает логичный вопрос: а жильцы квартир готовы в будущем постоянно помнить о применении алюминиевой проводки и покупать только подходящие для нее электроустановочные изделия (розетки, выключатели и т.д.)? Здравый смысл подсказывает, что в этой идиллии не все так безоблачно, и покупателю недвижимости, весьма вероятно, рано или поздно придется расплачиваться за выгоду строителей. Впрочем, как всегда. Ничего нового.

Подведем промежуточные итоги. Алюминий дешевле меди вне зависимости от стабильности или нестабильности экономической ситуации и внешнеполитического курса страны. Так было, есть и, с крайне высокой вероятностью, будет. Соответственно, и стоимость провода с алюминиевыми ТПЖ ниже, чем с медными. Но его можно применять не всегда и не везде. К тому же ценовую сторону вопроса следует всерьез рассматривать как определяющую только на силовых кабелях большого сечения. Иначе экономия получается не столь существенной, чтобы оправдать требовательность алюминиевой КПП к корректности монтажа по сравнению с медью.

«Все зависит от преследуемых целей и поставленных задач, – поясняет А.М. Боев. – Нужно смотреть не на закупочную стоимость КПП, а оценивать проект в целом, с учетом всех возможных нюансов. Может получиться, что, сэкономив на закупке кабеля, потребитель понесет существенные расходы на монтаж и дальнейшую эксплуатацию электросетей, в итоге выйдя в ноль или даже оказавшись в финансовом проигрыше».

Кстати, на западе довольно широкое распространение получила алюмомедь – механический композит, который вполне можно использовать при изготовлении ТПЖ. Материал объединяет преимущества обоих входящих в него элементов, т.е. относительную дешевизну алюминия с техническими и электрическими параметрами меди, обладает достаточной механической прочностью и стойкостью к окислению. Однако в России он не распространен в связи с отсутствием нормативной базы для производства и применения.

По задумке, КПП с ТПЖ из высокотехнологичных алюминиевых сплавов должна быть существенно дешевле медных аналогов, но по факту ничего подобного не наблюдается. Для массового внедрения алюминия в таких условиях нужно некое волевое решение, чье-то очень мощное лобби. Например, приказ свыше, обязывающий застройщиков использовать алюминий, только алюминий и ничего кроме алюминия. И да поможет им закон Ома.

Переход не пройдет!

Итак, несмотря на то, что алюминий и его сплавы дешевле меди, общая экономия от использования алюминиевых кабелей выглядит спорной. Самое время рассмотреть проблему с практической стороны. Где могут использоваться такие кабели, став достойной заменой медным аналогам? Очень удачный пример – организация временной проводки: небольшая масса упрощает ее монтаж, а низкая стоимость, помимо прочего, делает неинтересной для хищения.

«Обычно временная электропроводка по проекту должна отработать некоторое ограниченное и довольно короткое время, после чего гарантированно будет демонтирована, – соглашается А.М. Боев. – Здесь можно и даже нужно использовать более дешевый кабель с ТПЖ из алюминиевого сплава. Такое решение вполне оправдано и экономически, и технически».

Однако следует оговориться, что речь во всех случаях идет о продукции надлежащего качества. Сравнение добротных алюминиевых проводов, изготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ, и фальсифицированных «аналогов» из низкокачественной меди заниженного сечения, сделанных с нарушением всех возможных норм, априори неуместно и нерепрезентативно.

По мнению И.В. Куликова, везде, где замена меди алюминием (и наоборот) была возможна, она уже произошла:

«Оба материала четко разделили сферы применения и прочно заняли свои ниши. Кабели с ТПЖ из алюминиевого сплава могут применяться, например, в условиях радиационного излучения, под воздействием которого характеристики этого материала, как механические, так и электротехнические, улучшаются».

Кстати, в репортаже о производстве «кабеля судного дня», опубликованном на портале RusCable.Ru, рассказывается о кабелях, разработанных и выпускаемых, например, для зоны реактора АЭС. И ТПЖ в них как раз медные. То есть эффективная технология защиты меди от воздействия радиационного излучения существует и успешно используется. Таким образом, мнение о безальтернативности алюминия в данной области было бы некорректным. Выбор есть. А вот есть ли экономический смысл перехода с меди на алюминий?

«Однозначно да, – считает П.В. Моряков. – При этом потребитель экономит около 30%, а в некоторых случаях – до 50% бюджета на закупку кабелей. Производители КПП с ТПЖ из алюминиевого сплава могут закладывать маржу не 5-6%, как на медный провод, а значительно (в разы) больше. Когда эта простая арифметика укоренится в сознании поставщиков и потребителей, рынок КПП развернется в сторону алюминия».

Тем не менее, во взрывоопасных зонах используются только медные ТПЖ, применение алюминиевых исключено. На АЭС в настоящее время тоже применяют только медь, т.к. эта сфера энергетики по понятным причинам очень консервативна, любые перемены требуют долгих испытаний и многочисленных согласований. В любом случае, речь идет о специальных кабелях для особых условий, где на первый план выходят специфические свойства того или иного металла либо сплава. Кроме того, медь остается безальтернативным вариантом там, где важны именно габариты кабелей, например, при необходимости обеспечить большую электрическую мощность при ограниченности пространства в кабельном коллекторе.

«По моему убеждению, в массовом сегменте, где нет никаких серьезных эксплуатационных нюансов, следует использовать ТПЖ из алюминиевого сплава. Медные ТПЖ должны применяться точечно – только там, где это действительно необходимо», – добавляет П.В. Моряков.

«Существуют объекты, на которых по ряду причин необходимо и целесообразно использовать только кабели с медной ТПЖ. Однако могу сказать, что там, где возможна замена меди алюминием, мы почувствовали определенный рост потребления алюминиевых кабелей», – рассуждает И.В. Куликов.

«В 2021 году был внесен ряд изменений в ГОСТ 22483-2012, открывающий возможность широкого применения ТПЖ из алюминия и его сплавов. Насколько я помню, единственная загвоздка в том, что стандарты на гибкие кабели в настоящее время не предусматривают возможности использования алюминия для ТПЖ, только медь. Существуют и другие ограничения, прописанные в ПУЭ, а также в некоторых стандартах, к примеру, на крановое и сварочное оборудование. Объективно во всех упомянутых там случаях можно использовать кабели с ТПЖ из алюминиевых сплавов, однако нормативы не позволяют», – напоминает о вполне типовой проблеме В.Г. Савченко.

Однако массовой экспансии алюминиевых кабелей на рынке мешают не только нормативные барьеры. По словам А.В. Тарасенко, основные потребители КПП с ТПЖ из алюминия – регионы, в которых ключевое значение имеет цена:

«Все прочие параметры, включая надежность, срок службы, удобство монтажа и т.д., абсолютно вторичны. Ни явных причин для массовой замены меди алюминием или его сплавами, ни условий для мало-мальски заметного роста доли подобных кабелей я не вижу. И, кстати, не совсем понимаю преимуществ ТПЖ из алюминиевых сплавов перед обычным алюминием. Если необходимо повысить прочность на разрыв, гибкость и прочие механические параметры, вводят соответствующие добавки, которые снижают проводимость материала. Приходится увеличивать сечение, чтобы обеспечить требуемые характеристики. Соответственно, возрастает стоимость КПП и осложняется монтаж. На выходе получаем нечто среднее между простым электротехническим алюминием и медью».

Вспоминается известная поговорка про вытащенный нос и увязший хвост. Улучшили механику – ухудшились электрические характеристики. Подтянули проводимость – потеряли в прочности. Добавили антикоррозионных свойств – увеличили сопротивление и сопутствующие потери на нагрев. Заколдованный круг.

Экономический смысл в переходе с меди на алюминий, безусловно, есть. Там, где он вообще возможен и оправдан хоть с какой-нибудь стороны. Алюминий дает производителям более высокую маржинальность, чем медь, особенно если считать в процентах. Однако в реальных деньгах разница не столь грандиозна, а иногда и вовсе незначительна. Что касается потребителей, то перейти на алюминий могут только те, кто обладает самостоятельностью в принятии подобных решений с точки зрения возможных отступлений от стандартов и нормативов. А еще умеет считать деньги. В целом, как отмечает В.Г. Савченко, активного вытеснения алюминия медью не наблюдается. Там, где проектом заложен алюминий, медь никогда не сможет составить ему конкуренцию, это вопрос цены. Более того, идет обратный процесс, когда медь вытесняется алюминиевыми сплавами, опять-таки, по экономическим соображениям.

С такой точкой зрения категорически не согласен А.В. Тарасенко:

«Говорить об экономической выгоде от замены кабелей с медными ТПЖ на алюминиевые аналоги в условиях наблюдаемого сейчас падения цены на медь не приходится. На бирже ее стоимость уже дошла до 550-560 тыс. руб. за тонну с НДС, т.е. откатилась на уровень 2019 года или даже к более ранним временам. В такой ситуации нет смысла переходить на алюминий или его сплавы, т.к. медь – намного более привычный и надежный материал для ТПЖ».

Фальсификатанка нерентабельна

Единственное безусловное преимущество КПП с ТПЖ из алюминия и его сплавов – практически полное отсутствие фальсификата в этом сегменте кабельного рынка.

«Отсутствие спроса порождает отсутствие фальсификата, – пожимает плечами А.В. Тарасенко. – Те довольно незначительные объемы алюминиевой КПП, которые можно найти на рынке, – исключительно продукция надлежащего качества».

Будет приказ о переходе на алюминий – образуется спрос, появится и фальсификат. Но на данный момент проще и дешевле соблюдать все технологии и пропорции, чем пытаться ухудшить механические и электротехнические свойства алюминия и его сплавов. Недобросовестным производителям гораздо выгоднее «экономить» на меди, чем на алюминии или его сплавах. Занижая сечение алюминиевой ТПЖ, изготовитель и близко не подойдет к той прибыли, которую получил бы от аналогичных махинация с медью.

Отсутствие фальсификата следует считать своего рода доказательством низкой востребованности алюминиевых кабелей на рынке. Может показаться, что всему виной невозможность фальсифицировать такую КПП, но это не так. Способы есть, и они лежат на поверхности.

«Можно при выпуске ТПЖ использовать обычный алюминий, а в маркировке указывать более дорогостоящий алюминиевый сплав, – делится информацией В.Г. Савченко. – Ни визуально, ни с помощью подручных приборов, ни по физико-механическим характеристикам потребитель такую подмену не обнаружит. Специалисты, сотрудники лабораторий ее заметят, обычный человек – нет».

«Алюминиевая катанка из сплавов 8-й серии поставляется отожженной или не отожженной, соответственно, вторую нужно отжигать, – рассказывает о еще одном способе П.В. Моряков. – При выпуске фальсификата производитель не будет этого делать, сэкономит на технологическом процессе, в результате чего алюминий потеряет в пластичности. Однако затраты на отжиг крайне малы, экономия – на уровне долей процента. Невыполнение этой операции, скорее, не столько намеренное изготовление фальсификата, сколько безалаберность, безответственность, можно сказать, вредительство».

«Действительно, в отличие от медного, алюминиевый кабель подделывают нечасто, – не спорит И.В. Куликов. – В основном используют лом алюминия, который дешевле первичного металла. Сделанные из алюминиевого лома ТПЖ обладают более высоким электрическим сопротивлением, что в процессе эксплуатации приводит к повышенному нагреву кабеля со всеми негативными последствиями. Даже электротехнический лом не обеспечивает такой чистоты, которая требуется. Например, получить из него катанку А7Е в принципе невозможно».

В компании РУСАЛ обязались, например, сплав 8-й серии поставлять по цене не дороже обычной алюминиевой катанки. Поэтому нет никакого экономического смысла в подмене, когда вместо сплава в готовой продукции используется просто алюминий. Такое решение принято, чтобы избежать появления контрафакта хотя бы в этой области.

Победит ли алюминий?

Единого мнения на этот счет нет ни у производителей, ни у потребителей, хотя вторые, как показывает практика, в своей массе консервативно продолжают голосовать рублем за медь. Похоже, планы по массовой экспансии алюминия и его сплавов в качестве материала для ТПЖ накрываются медным тазом. Как минимум, до следующего резкого подорожания меди.