中國用銅量大，但銅的定價權不僅掌握在國外企業手中，而且年年漲價，2024年價格更是再創新高。據估計，銅價很可能突破每噸9萬元甚至10萬元。成本壓力面前，很多行業迫切地希望實作“銅替代”，比如電纜、導電排、電池、光伏、電磁線等。而作為家電産業中的用銅大戶，空調行業從第一次感受到銅價上漲帶來的産業鍊危機時，就萌生了這樣的想法。大約20年前，國内不少空調品牌選擇嘗試“鋁代銅”。
不斷深化“鋁應用”技術的研究、拓展應用
空調行業的“銅替代”選擇方向主要是鋁，很多其他行業也選擇用鋁進行替代，部分行業因為産品需要而選擇應用量更大、價格更低的不鏽鋼。比如鋁線電纜、鋁線電機、不鏽鋼閥件等，某些産品的鋁應用甚至已經發展了10多年。
20年前的中國空調行業還在成長中，對于鋁在空調産品上的應用缺乏堅實的技術儲備和紮實的實驗驗證，尤其是個别企業對于可靠性缺乏研究，簡單地将空調内外機的銅連接配接管換成鋁連接配接管，在輿論中造成不良影響，讓鋁在空調行業中的應用擱淺至今。
實際上，空調企業一直沒有放棄“鋁應用”技術的研究，始終堅信這是材料和加工工藝上的大趨勢。因為，銅是戰略資源，中國儲量不豐，且關鍵的定價權在國外企業手中，而銅漲價的趨勢越演越烈、價格更是年年創新高，直接威脅到産業鍊安全和産品價格的穩定。
雖然今年鋁的價格也在上漲，但與銅相比依然存在四五倍的價格差，且全球鋁礦存儲量中70%都屬于中國，中國掌控定價權。同時，鋁從性能上與銅極為接近，且具有輕量化、易回收、運輸費用低的優勢，是以從國家層面，鋁的應用對于産業鍊的安全、行業生态健康、産品價格穩定都具備很大優勢。
事實上，“銅替代”技術在家電和汽車行業已經取得了非常大的進展，進入規模化應用。例如，在冰箱行業，幾乎已經100%采用鋁換熱器；在汽車空調上，也已經100%實作了全鋁微通道換熱器；在閥件上，不鏽鋼材質成為主流；甚至在汽車充電線束上，也使用了鋁導體方案。不久前頻繁上熱搜的小米SU7，使用的就是鋁線充電線束，在小米汽車的官方回應中還提到，絕大部分新能源汽車主機廠都使用鋁導體方案。可以這麼說，在“銅替代”技術上，但凡用到銅的産品都在積極研發這一技術，鋁和不鏽鋼就是其中兩個重要的替代材料。
在空調行業，國外很多企業使用“銅替代”技術的産品都已經開始規模化生産，日本的大金、日立、三菱，南韓的LG、三星，美國的雷諾士、特靈、開利等空調企業在近年來均推出全鋁換熱器的空調室内外機。
在國内空調行業的鋁應用程序上，雖然難度較大，但相關各方也在做出努力。如2021年12月中國家用電器研究院成立空調行業鋁應用研究工作組并發出倡議：積極開展空調産品鋁應用的技術研究，積極采用氣候友好型制冷劑，持續推動空調節能技術的發展。2023年3月，這一工作組釋出了首個《空調行業鋁應用研究白皮書》。2023年7月，由中國家用電器研究院牽頭制定的《房間空氣調節器用鋁制熱交換器耐腐蝕性試驗方法》團體标準正式釋出。2024年7月3日第八次“空調行業鋁應用研究研讨會”将在中國國際鋁工業展覽會上召開。
解決方案豐富，仍有技術難點亟待解決
在空調行業中“鋁應用”最熱門的技術研究主要指的是換熱器的部分鋁制或全鋁制。空調内外機連接配接管的“鋁應用”技術難度不大，行業早已有了解決方案；閥件類的不鏽鋼應用也已廣泛推廣；換熱器是空調最重要的部件，對整機性能影響大，而鋁換熱器尤其是全鋁換熱器，是目前行業主要研究和普及的方向。值得一提的是，鋁箔是目前空調用鋁量最大的一種型式。
全鋁換熱器目前主要分為鋁管翅式換熱器和微通道換熱器。對于全鋁換熱器來說，因為鋁材料雜質的問題，最突出的可靠性幹擾因素是腐蝕，主要是點狀腐蝕和電化學腐蝕。針對這一問題，空調企業在建設生産線時采用銅、鋁換熱器生産線的隔離，并進行防塵處理；在生産時，與鋁換熱器有關的加工裝置，盡量用鋁制，減少銅鐵等元素的接觸，減少跨彎、三通設計等，不使用帶氯元素的清洗劑等。
此外，鋁換熱器制熱時的結霜、化霜問題也是空調行業以前面臨的一大難題。目前，企業通過采用橢圓管翅片微通道換熱器、豎插翅片微通道換熱器、親水鋁箔等方式改進排水效果。
豎插翅片微通道換熱器以單排32mm扁管替代五排7mm銅管鋁翅片，傳熱非常高效，能夠解決全鋁換熱器制熱性能不足的問題，同時制冷劑充灌量能夠減少20%~30%。此外，豎插翅片微通道換熱器無須傾斜且扁管在水準位置就能解決凝露、融霜排水問題。
以上僅是目前空調全鋁換熱器的部分解決方案，并非全部。但這足以說明，與20年前相比，中國空調企業的鋁應用研究已經儲備的足夠豐厚，規模化生産全鋁換熱器家用分體空調很快就可以實作。
然而，全鋁換熱器家用分體空調大規模應用的阻礙依然存在，亟待解決4個技術點。第一，鋁鍛造行業需要提高鋁錠中純鋁的含量，高純度的鋁能夠提高鋁合金的力學性能和耐腐蝕性能。第二，鋁換熱器抗蟻穴腐蝕性好，但其點腐蝕、晶間腐蝕、電化學腐蝕等問題比較突出。第三，鋁管換熱器的全自動釺焊裝置，以及微通道換熱器全自動組裝裝置，國内仍在起步階段，需要各行各業的參與和投入。第四，行業對鋁棒、鋁箔等産品的需求持續上漲，鋁加工費呈震蕩上行趨勢，一旦規模化應用，如何穩定供求平衡将成為新課題。
最為關鍵的是，20年前的空調行業“黑心管”事件對于如今的消費者接受“鋁應用”技術有何影響，仍是行業要考慮的問題。對此，有企業負責人表示：“20年前中國空調行業曾經宣傳過‘誰家空調重誰家的品質好’這一簡單的判斷方法。這在當時并沒有問題，但現在推動‘鋁應用’，如何讓消費者接受‘空調并不能隻看用料、重量’這個變化，企業和行業在做産品宣傳時要充分考慮，做好引導工作。”
行業發展不應陷入“鋁代銅”的糾結，因為無論用銅、用鋁，最終的目的都是為了給消費者呈現更好的産品，用銅和用鋁是可以并存的技術方向，關鍵是看哪種技術更佳，更能在同樣品質下控制成本，在資源、雙碳等國家戰略層面提供更多意義。
時過境遷，鋁應用元年也許就在今朝。在2023年武漢舉辦的“第七次空調行業鋁應用研究研讨會”上，美的樓宇科技的李豐部長介紹說：“美的樓宇科技從2012年開始研究鋁換熱器，2017年開始批量應用，目前AHU、Acoil、FFM、FCU系列應用鋁換熱器，主要為室内蒸發器；從2017年開始研究微通道換熱器，2020年開始應用于北美屋頂機系列，主要為室内和單冷外機。”不僅是美的樓宇，包括海信、海爾、TCL在内的各大空調企業均也早已經開始了技術儲備并且應用到出口機上。2024年很有可能成為鋁應用的元年，會有更多的企業開啟全鋁換熱器的應用。
（本文首發于《電器》雜志，作者蘇亮）