Mobilität

Kupfer spielt eine bedeutende Rolle in Transportsystemen aller Art.  Ob im Auto, im Zug oder in Flugzeugen – Kupfer komm überall dort zum Einsatz, wo es auf eine hohe elektrische Leitfähigkeit oder auf spezifische Werkstoffeigenschaften ankommt.

 

Automobil

Kupfer wird in breitem Umfang in Automobilen und Lastwagen eingesetzt, vor allem in Elektroteilen, gefolgt von Wärmeübertragungssystemen wie Kühlern bzw. Ölkühlern und Gleitlagern aus Bronze. Zudem werden unzählige Armaturen, Halterungen sowie Schrauben aus Kupfer und Kupferlegierungen mit Messing hergestellt.

In einem Pkw der Mittelklasse steckt heute durch den Einbau elektronischer Komponenten und elektrisch betriebener Zubehörteile rund ein Kilometer Kupferkabel. Vor fünfzig Jahren waren es nur ca. 45 Meter. Der Trend hin zu intelligenten Fahrzeugen hat den Kupferverbrauch ebenfalls erheblich um rund 40 % gesteigert, so u. a. für Antiblockiersysteme (ABS), Diebstahlschutzsysteme, Navigationscomputer usw. Elektrofahrzeuge und Fahrzeuge mit Hybridantrieb, bei denen ein herkömmlicher Motor durch einen Elektromotor ergänzt wird, haben eine neue Stufe der Entwicklung erreicht. Führende Autohersteller haben bereits beträchtliche Arbeit und finanzielle Mittel in die Entwicklung und Erprobung solcher Systeme investiert. Da in beiden Fahrzeugtypen ein Elektromotor zum Einsatz kommt, enthalten sie wesentlich mehr Kupfer als herkömmliche Autos, in denen heute durchschnittlich 25 Kilogramm Kupfer und Kupferlegierungen eingesetzt werden.

 

Schiene

Moderne Schienenfahrzeuge sind ebenfalls ausgesprochen kupferintensiv. In Hochgeschwindigkeitszügen kommen beispielsweise zehn Tonnen Kupfer pro Fahrzeug zum Einsatz. Je Gleiskilometer ist eine Tonne Kupfer nötig –  für eine zweigleisige Strecke das Doppelte.

Die leistungsfähigsten E-Loks enthalten mehr als acht Tonnen Kupfer, während in einem Verkehrsflugzeug dieses Metall zwar nur rund zwei Prozent des Gewichts ausmacht, die aber mehr als 190 Kilometern Kupferleitung entsprechen.

Durch die Benutzung angemessener Leiterquerschnitte wird Energie im Schienenverkehr gespart und die Zuverlässigkeit der bestehenden Schieneninfrastrukturen gesteigert.

Vor allem macht Kupfer jedoch erst die Elektrifizierung möglich – und die spart dann so richtig: Geld, CO2 und Rohstoffe. Mehr dazu im Paper “Wie grün ist de Schienenverkehr”.

 

Paper: Wie "grün" ist der Schienenverkehr?

Flugzeug

Gigantische Zahlen: Das größte Passagierflugzeug der Welt, der Airbus A 380, kann bis zu 853 Passagiere befördern. Dabei hat das aktuelle Modell A380-800 hat eine überdurchschnittliche Länge von 72,30 Metern, eine Höhe von 24,10 Metern und eine Flügelspannweite von 79,80 Metern. Das Leergewicht einer Maschine beträgt 275 Tonnen, das maximale Startgewicht darf 569 Tonnen betragen. Die Flugreichweite liegt bei maximal 15.200 Kilometern. Der A 380 kann eine Höchstgeschwindigkeit von 1.020 Stundenkilometern erreichen.

Um die Flugzeugelektronik zu steuern, sind rund 550 km Kabel und Leitungen eingebaut, davon viele aus Kupfer. Mehrzweckdrähte und -kabel für Zellen kommen im gesamten Flugzeug zum Einsatz: im Cockpit, im Passagierbereich, in den Tragwerken und Tragflächen. Sie werden verwendet, um Signale und Schwachstrom mit 27 Volt DC oder 115 Volt AC RMS zu übertragen. Diese Drähte repräsentieren auch einen signifikanten Teil Kabel in einem durchschnittlichen Passagierflugzeug. Sie steuern alle möglichen Funktionen, vom Fasten-Seatbelt-Zeichen bis zu komplexen Fly-by-Wire-Subsystemen.

Ein durchschnittliches Passagierflugzeug kommt auf rund 50 Meter Länge. Setzt man hier nur ein einziges 20-adriges Kupferkabel ein, kommt man alleine schon dafür auf 1 Kilometer. Kupfer wird hier wie in vielen anderen spitzentechnologischen Anwendungen aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit eingesetzt, die nur noch von derjenigen des Silbers übertroffen wird:  Die elektrische Leitfähigkeit von hochreinem Kupfer (» 99,998 % Cu) kann annähernd den Wert 60 m/W*mm2 erreichen. Mit dieser höchsten Volumen-spezifischen elektrischen Leitfähigkeit aller technisch gebräuchlichen Leiterwerkstoffe vermindert Kupfer Energieverluste. Das verbessert die Energieeffizienz und senkt damit die Betriebskosten – auch für den König der Lüfte.

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Elektromobilität

Energieeffiziente Kupferwerkstoffe sind wichtige Komponente der Elektromobilität.

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