21世紀(jì)鋁回收的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

編譯 / 蘇鴻英

廢鋁作為原材料經(jīng)過熔煉生產(chǎn)出鋁合金，普遍用于工業(yè)產(chǎn)品。采用原鋁與廢鋁制造出來的產(chǎn)品，不存在功能上的差異。在美國，鋁的回收利用幾乎和原鋁的第一次加工同時(shí)進(jìn)行。幾十年來，隨著鋁廢料可供應(yīng)能力的不斷增加，廢鋁在向最終用途市場(chǎng)的總發(fā)貨量中占有很大的比例。鋁的回收利用正在成為鋁工業(yè)一個(gè)不可或缺的戰(zhàn)略部分。2012年，美國回收利用鋁達(dá)到1640萬噸，其中有40萬噸在美國國內(nèi)市場(chǎng)上消費(fèi)，占美國國內(nèi)鋁供應(yīng)的三分之一強(qiáng)。事實(shí)上，近年來，美國的再生鋁產(chǎn)量一直要比原鋁高。

日益增長(zhǎng)的鋁回收利用是許多同步因素的結(jié)果。例如，鋁廢料供應(yīng)的增加，再生鋁市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)，能源價(jià)格的上漲和已改進(jìn)的回收技術(shù)。

鋁廢料資源

鋁回收利用的原材料，來自兩個(gè)可能的渠道：一是工業(yè)加工過程。從工業(yè)加工中產(chǎn)生的廢料通常被稱為新廢料，它是加工活動(dòng)中的結(jié)果，這樣廢料的產(chǎn)生通常是固定的數(shù)量，與向消費(fèi)者和最終鋁產(chǎn)品的總交貨量成比例。二是從已退出使用的鋁產(chǎn)品的廢料通常被稱為老廢料。其數(shù)量完全取決于各個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域的服務(wù)時(shí)間，以及有效收集這些產(chǎn)品的社會(huì)能力。在其使用階段，這些產(chǎn)品大多數(shù)使用了幾十年，有時(shí)甚至達(dá)到一個(gè)世紀(jì)。因?yàn)殇X是相對(duì)“年輕”的材料，大多數(shù)產(chǎn)品直到20世紀(jì)末，還沒有退出使用。

今天，在北美，越來越多已退出使用的鋁產(chǎn)品作為廢料來使用，運(yùn)輸和建筑工業(yè)成為老廢料快速增長(zhǎng)的領(lǐng)域。這是因?yàn)樵缙诖笈繎?yīng)用的一些產(chǎn)品逐漸達(dá)到其規(guī)定的使用壽命。因此，可以供應(yīng)回收利用。不斷增加的資源可利用性是該地區(qū)再生加工鋁工業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素。

需求與趨勢(shì)

市場(chǎng)需求是鋁工業(yè)發(fā)展的另一決定性因素。在過去的20年里，全球鋁消費(fèi)增長(zhǎng)迅猛，即從1989年略低于2000萬噸，到2013年一季度，全球原鋁的消費(fèi)約為1200萬噸。大多數(shù)預(yù)測(cè)表明，這一趨勢(shì)在未來20年會(huì)被繼續(xù)看好。市場(chǎng)需求的明顯增加不僅導(dǎo)致原鋁產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)，而且再生鋁的供應(yīng)也明顯增長(zhǎng)。例如，世界金屬統(tǒng)計(jì)局表示，1989年，全球再生鋁的供應(yīng)僅為500萬噸，但到2013年，再生鋁的供應(yīng)量已增長(zhǎng)到1534.5萬噸。

與此同時(shí)，消費(fèi)者的環(huán)保意識(shí)有助于加大再生鋁的消費(fèi)，因?yàn)榛厥绽娩X的能源消耗僅僅是生產(chǎn)原生鋁能耗的5%。同時(shí)，它還有減少對(duì)原生礦的需求，節(jié)省了許多重要的自然資源。此外，大大降低了污染物的排放和由原鋁產(chǎn)生的廢料?；厥?噸鋁能所節(jié)能的能源相當(dāng)于24桶原油的能源。由于回收鋁產(chǎn)品的相關(guān)環(huán)境優(yōu)勢(shì)，一些市場(chǎng)領(lǐng)域建立起鼓勵(lì)回收利用的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。例如，美國綠色建筑委員會(huì)（USGBC）開發(fā)的能源和環(huán)境設(shè)計(jì)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)（LEEO）制定了在建筑產(chǎn)品上采用再生鋁和回收利用材料的標(biāo)準(zhǔn)和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。

最后，上漲的能源價(jià)格和工藝技術(shù)的進(jìn)步，有助于進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)加大對(duì)再生鋁的需求。對(duì)能源消耗較低的產(chǎn)品——再生鋁，在能源價(jià)格居高不下的當(dāng)下，只要產(chǎn)品具有相同的功能和性能，就會(huì)顯得更具競(jìng)爭(zhēng)力。在過去的30年里，工藝技術(shù)的進(jìn)步，使鋁的回收成為一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。這表明，合金可以回收并再生成一樣的合金。從前，鋁被視為“下游回收再生”，在回收再生的過程中，造成不需要溶劑污染的一種現(xiàn)象。再生鋁只能用來加工高合金化鋁合金，其更能“耐受”有害元素。例如，傳統(tǒng)上，再生鋁大多用于鑄造產(chǎn)品。例如，汽車部件、家用電器、工具和工程設(shè)備。然而，在過去的20年里，再生鋁的使用延伸到幾乎所有合金系列、產(chǎn)品范疇和市場(chǎng)的各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)最近的一個(gè)由鋁協(xié)會(huì)開展的生命周期評(píng)估（LCA）調(diào)查顯示，大多數(shù)半加工產(chǎn)品含有超過50%的再生鋁。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)

展望鋁回收利用的光明未來，一個(gè)挑戰(zhàn)是，廢鋁原材料的來源。正如先前所提及的，原材料可供應(yīng)性的增加主要來自退役的產(chǎn)品。這種可供應(yīng)性是可預(yù)見的。然而，實(shí)際回收這種廢料是另一回事。每年，有太多的鋁被回填土地，這些鋁就不能再被回收。

材料的損失問題在于回收利用價(jià)值鏈中的各個(gè)部分一直是脫節(jié)的。主要體現(xiàn)在三個(gè)部分，即廢料產(chǎn)生者收集商、加工商和新材料市場(chǎng)的回收商。在這三個(gè)方面，僅有回收者被認(rèn)為是鋁工業(yè)的一部分，確保實(shí)際回收的最重要方面是產(chǎn)生廢料者。廢品產(chǎn)生者有權(quán)控制廢料的去向，包括回填土地。另一方面，廢料收集商和加工商能影響廢料的質(zhì)量——是否被很好地分揀和干凈與否?；厥丈特?fù)責(zé)采用一種有效的、對(duì)環(huán)境友好的方式。

重要的是，大多數(shù)脫節(jié)的，是廢料產(chǎn)生者。在社會(huì)的工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域，例如，運(yùn)輸工業(yè)、建筑工業(yè)、公用事業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和加工工業(yè)，大多數(shù)產(chǎn)生的廢料最終被回收利用。在社會(huì)的每個(gè)消費(fèi)領(lǐng)域，由于數(shù)億個(gè)單獨(dú)的參與者參與，事情就變得更加復(fù)雜。在我們生活的社會(huì)里，沒有足夠的資金刺激每個(gè)消費(fèi)者回收他們用過的產(chǎn)品，特別是如包裝物、便攜的電子產(chǎn)品、玩具和電池等產(chǎn)品。立法規(guī)章的欠缺，使事情變得每況愈下。最典型的范例或許是鋁缸的回收。在美國，鋁缸的回收率為60%，因此，在北美，每年有價(jià)值超過10億美元的鋁損失掉。采用適當(dāng)?shù)闹贫然蚴袌?chǎng)刺激，可大大降低損失。

面對(duì)材料損失的挑戰(zhàn)，鋁工業(yè)已經(jīng)做出較大的努力來鼓勵(lì)回收，措施包括宣傳活動(dòng)、消費(fèi)者教育，對(duì)個(gè)人行為的研究、立法者和非政府組織的協(xié)調(diào)。需要做大量的工作去獲得大量使用壽命的珍貴材料，并使之用于未來一代產(chǎn)品。這既是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，也是一個(gè)偉大的機(jī)遇。只有通過更好的社會(huì)協(xié)調(diào)，才能使鋁回收利用工業(yè)更好地為人類服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是工藝技術(shù)的進(jìn)步。材料回收在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是一個(gè)低技術(shù)含量的過程，因此，往往為研究和創(chuàng)新機(jī)構(gòu)所忽視。這一狀況應(yīng)當(dāng)在21世紀(jì)有所改變。假如我們面對(duì)自然資源的挑戰(zhàn)，鋁回收再利用工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)證明，技術(shù)總能驅(qū)動(dòng)更高效、更完善的回收，在鋁回收利用價(jià)值鏈的每個(gè)階段，都蘊(yùn)含著巨大的商機(jī)。例如，在消費(fèi)電子產(chǎn)品的傳感定位和跟蹤技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)開啟了未來鋁廢料回收的收集和分揀的許多可能性。目前，已經(jīng)有這樣的技術(shù)被用于鋁的回收利用工業(yè)。例如，近紅外線X光系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)用來分辨和分揀出鋁廢料中的污染物。又如，手持X光熒光裝置可幫助確定鋁廢料合金的種類和化學(xué)成分。在這方面進(jìn)行技術(shù)強(qiáng)化，仍然大有潛力可挖。例如，未來鋁產(chǎn)品可以有“身份證”；在它們被回收之前的所有生命周期里可以一直被跟蹤，這樣一個(gè)系統(tǒng)可大大改進(jìn)鋁回收再利用工業(yè)準(zhǔn)確“開采”原材料和閉環(huán)回收的方式。技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)領(lǐng)域是回收再利用的設(shè)計(jì)，包括開發(fā)更多的、環(huán)境友好的回收合金和設(shè)計(jì)產(chǎn)品。這樣，它們能更容易被拆卸和回收。

工藝技術(shù)機(jī)遇的第三個(gè)領(lǐng)域是爐內(nèi)技術(shù)。在過去30年里，取得了巨大的進(jìn)步。今日的爐子比過去的爐子更加有效和干凈，更加注意爐子中的不需要的污染物和化學(xué)成分的處理和排出。這樣回收的鋁能夠具有嚴(yán)格要求的技術(shù)規(guī)范，最大限度地減少混合廢鋁料資源。

展望21世紀(jì)后期，鋁回收利用的重要性日益凸顯，鋁工業(yè)改進(jìn)實(shí)踐的機(jī)遇將擴(kuò)大。挑戰(zhàn)將總是伴隨著社會(huì)發(fā)展，挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存。只有抓住機(jī)遇，才能更好的發(fā)展鋁回收利用工業(yè)。