用作導(dǎo)體的鋁合金是在上世紀(jì)60到70年代時(shí)，由于銅價(jià)的高速攀升而開(kāi)始進(jìn)行廣泛研究的線(xiàn)纜替代性導(dǎo)體材料。用作導(dǎo)體的鋁合金主要有aa1000系列即純鋁，aa6000和aa8000系列導(dǎo)體。aa1000系列導(dǎo)體主要用在高壓架空線(xiàn);aa6000al-mg-si(鋁鎂硅合金)系列導(dǎo)體主要用在高壓架空線(xiàn)和鋁母排;這兩類(lèi)導(dǎo)體都是以硬態(tài)導(dǎo)體存在，接頭的連接以焊接為主。aa8000al-mg-cu-fe(鋁鎂銅鐵合金)系列是真正用在配電線(xiàn)路上的軟質(zhì)鋁合金。
在北美aa8000al-mg-cu-fe(鋁鎂銅鐵合金)系列僅僅被用在低壓配電網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中應(yīng)用，而在歐洲則沒(méi)有被大范圍使用，歐洲國(guó)家基本上是采取銅芯電纜和純鋁電纜的解決方案。歐洲國(guó)家沒(méi)有采用鋁合金電纜的技術(shù)路線(xiàn)，原因主要由以下幾個(gè)方面組成：
1、從銅芯電纜和鋁合金電纜電氣性能比較
銅材質(zhì)和鋁材質(zhì)在電氣與機(jī)械性能上均有明顯區(qū)別。
鋁合金導(dǎo)線(xiàn)在電導(dǎo)率和電阻率方面與純鋁相近，因此只有采用加大截面到銅電纜的1.6倍的方法才能達(dá)到銅電纜的電氣性能。這就是說(shuō)鋁合金電纜在導(dǎo)電率和電阻率這兩個(gè)電纜最基本性能來(lái)看并沒(méi)有比純鋁有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，這是歐洲國(guó)家沒(méi)有選擇鋁合金電纜的第一個(gè)原因。
2、從能耗角度比較銅芯電纜和鋁合金電纜
英國(guó)巴斯大學(xué)的g.p.hammond和c.i.jones[5]對(duì)電網(wǎng)中使用的不同的原材料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中所包含的能耗進(jìn)行了深入的比較研究，如表2所示。可以看出，金屬鋁在生產(chǎn)和使用過(guò)程中的能耗約為銅的3倍。
鋁和鋁合金電纜在生產(chǎn)和使用中所消耗的能源比銅電纜高。
3、鋁合金電纜碳排量和對(duì)環(huán)境影響明顯高于銅電纜
根據(jù)英國(guó)巴斯大學(xué)的g.p.hammond和c.i.jones[5]對(duì)電網(wǎng)中使用的不同的原材料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中二氧化碳排放的比較研究，如表3所示?？梢钥闯觯饘黉X的二氧化碳排放是銅的2倍。
另外，荷蘭的wimboone和德國(guó)的arnavkacker在其“以生命周期視角廣泛比較銅芯電纜導(dǎo)線(xiàn)或鋁芯電纜導(dǎo)線(xiàn)”一文中指出，鋁合金電纜對(duì)環(huán)境的影響(酸化潛勢(shì))也高于銅電纜。
4、全生命周期成本
鋁的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銅從而使鋁合金電纜也具有了價(jià)格優(yōu)勢(shì)并為電纜企業(yè)帶來(lái)了利潤(rùn)空間，然而歐洲國(guó)家經(jīng)過(guò)對(duì)電纜全生命周期成本的比較研究，得出了鋁合金電纜與銅電纜相比并沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)的結(jié)論。
通常電力電纜可使用35年至50年以上。然而，電纜投資決策主要基于投資成本作出，而投資成本忽略了在電纜使用壽命中內(nèi)可能含有成本節(jié)約。電纜總體擁有成本 (以下稱(chēng)“生命周期成本”)不僅應(yīng)考慮電纜初始成本，也應(yīng)考慮電纜使用期的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。因此，總體生命周期成本應(yīng)將電纜使用期限內(nèi)的資本支出和運(yùn)營(yíng)成本計(jì)算在內(nèi)，只有這樣，才有可能在如銅，鋁等材料中選擇更為經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)電材料。
荷蘭的wimboone和德國(guó)的arnavkacker在其“以生命周期視角廣泛比較銅芯電纜導(dǎo)線(xiàn)或鋁芯電纜導(dǎo)線(xiàn)”中通過(guò)生命周期成本分析(lcca)得出以下結(jié)論：
1)銅制電纜與鋁制電纜間的成本差異在其運(yùn)營(yíng)期已大幅減少。在所有情況下，運(yùn)行期內(nèi)的成本差異在3%左右，且在某些情況下，銅制電纜甚至成為了最低的生命周期成本。
2)如果僅考慮一次性投入和采購(gòu)成本，鋁合金電纜和鋁材料無(wú)疑具有巨大優(yōu)勢(shì)，但從銅鋁電纜的全生命周期成本分析，銅與鋁的成本幾乎沒(méi)有什么差別，而與鋁合金電纜比較銅電纜從全生命周期成本角度更是優(yōu)于鋁合金電纜。
結(jié)論：歐洲國(guó)家不采用鋁合金電纜的技術(shù)路線(xiàn)，主要是對(duì)銅芯電纜和鋁合金電纜的電氣性能、能耗、二氧化碳排放、對(duì)環(huán)境影響、生命周期成本等進(jìn)行了充分的研究與論證，從而得出鋁合金電纜并不適合歐洲國(guó)家的結(jié)論。
評(píng)論