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Kupfer oder Aluminium?

Text: Jessica Schuster, A&D
Die hohen Preise für Kupfer führen dazu, dass immer mehr Branchen auf Stromkabel aus Aluminium setzen. Aber welches Material eignet sich besser? Was sind die Vor- und Nachteile? Was will die Industrie? A&D hat hier bei Herstellern nachgefragt.

Kupfer gehört zu den ältesten von Menschen genutzten Metallen. Es besitzt eine sehr gute Leitfähigkeit für elektrischen Strom, hohe Resistenz gegen jegliche Art von Korrosion und ist leicht zu verformen. Aluminium hingegen ist erst seit 1825 bekannt und hatte in jener Zeit einen höheren Preis als Gold. Heute ist das Metall aus keiner Industrie mehr wegzudenken. Leichtigkeit bei gleichzeitiger Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit sowie gute Recyclingeigenschaften machen Aluminium im Transport- und Bauwesen, im Maschinenbau und im Verpackungsbereich sowie zahlreichen anderen Anwendungsbereichen unentbehrlich. Auch in Überlandleitungen wird Aluminium als Leitungsmaterial verwendet. Kupferleitungen mit der gleichen Leitfähigkeit hätten zwar einen geringeren Querschnitt, aber eine höhere Masse. Ein Viertel der Herstellungskosten für Aluminium sind Energiekosten. Daher korreliert der Preis häufig stark mit dem Ölpreis. Aluminium wird derzeit (Stand 10. September 2015) mit 1,63 Euro je Kilo an den Aktienmärkten gehandelt – Kupfer liegt bei 5,38 Euro je Kilo.

Leitfähigkeit und Verformbarkeit stehen in harter Konkurrenz zum Preis. Die etablierten und bewährten Kupferkabel bekommen zunehmend Konkurrenz vom silber glänzenden Aluminium. Das Leichtmetall weist nur rund zwei Drittel der elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer auf. Deshalb erfordert bei gleicher Länge und gleichem Widerstand eine Leitung aus Aluminium einen etwa 1,5-fach größeren Querschnitt gegenüber einer Kupferleitung. Dem entgegen beträgt das Gewicht von Aluminium nur rund ein Drittel von Kupfer. „Dort wo Gewichts- oder Kostenvorteile des Aluminiums stark ins Gewicht fallen, wird schon länger auf Aluminium gesetzt. So nutzt insbesondere der Flugzeugbau die Gewichtsvorteile. Hochspannungsleitungen werden vor allem aus Kostengründen mit Aluminium realisiert. Bei Schienenfahrzeugen und Automobilen sprechen beide Vorteile für Aluminium“, sagt Philipp Teepe, Marketing Manager bei Nexans.

Jedoch sieht Teepe in der Automatisierungstechnik Aluminiumleitungen als noch nicht vollständig umsetzbar. Die Nachteile liegen auf der Hand: größerer Durchmesser durch geringeren Leitwert, schlechtere Kontaktierung aufgrund des unedleren Materials und geringe mechanische Belastbarkeit. Deshalb sieht er einen Trend zum Aluminium bisher vor allem bei Anwendungen mit sehr langen und schweren Schleppketten. Anderseits wird durch das geringere Gewicht Energie gespart, und gleichzeitig Kosten, da das Leitmaterial im Einkauf günstiger ist.

Der Hersteller Metrofunk Kabel-Union setzt allerdings weiter auf Kupfer, „denn wir stellen zum Großteil Datenleitungen mit geringen Querschnitten wie 0,06 mm2 her, welche in kleinen Geräten verwendet werden“, so ein Unternehmenssprecher. Durch die geringere Leitfähigkeit von Aluminium müssen größere Durchmesser verbaut werden. Zwar ist das Gewicht geringer, jedoch der Platzbedarf höher, was sich nicht für filigrane und kleine Geräte eignet.

„Die gute Leitfähigkeit und Verformbarkeit machen Kupfer zum Standardmaterial für Kabel und Leitungen, doch es ist im Vergleich zu Aluminium schwer und teuer. Ein Wechsel auf das leichtere und kostengünstigere Aluminium ist in vielen Fällen eine interessante Option“, sagt Uwe Schenk, Global Segment Manager Wind bei Helukabel.

Ob Kupfer oder Aluminium, eines ist Sicher: jedes Metall hat an und für sich Vor- und Nachteile. Aluminium besticht mit dem geringerem Anschaffungspreis, Gewicht und Energieverbrauch, Kupfer mit dem geringeren Materialverbrauch durch höhere Leitfähigkeit. Der Endverbraucher muss wissen, wo er sein Kabel einsetzen möchte, damit er mit seiner Lösung das bestmöglich Ergebnis erzielt.

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