鋁加工行業(yè)的低碳發(fā)展之路

何向問(wèn),李 鵬

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039; 2.中國(guó)一拖集團(tuán)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471000)

1 鋁加工行業(yè)“雙碳”目標(biāo)及意義

我國(guó)在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。鋁工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的重要基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)家“雙碳”目標(biāo)達(dá)成的重要組成部分。鋁加工屬于鋁工業(yè)全生命周期中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，耗能相對(duì)較少，但其上承耗能較高的電解鋁企業(yè)，下接社會(huì)應(yīng)用的各個(gè)方面，其在節(jié)能降碳的重要性和廣泛性上有著更深刻的影響。鋁加工行業(yè)的“雙碳”目標(biāo)與國(guó)家“雙碳”目標(biāo)一致，需要通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，采用節(jié)能降碳的工藝和先進(jìn)的低碳排放設(shè)備、采取綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)、采用低碳能源、樹(shù)立全民低碳意識(shí)等多方面多舉措才能加以實(shí)現(xiàn)。

鋁加工行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有著重要而深遠(yuǎn)的意義。首先，目前鋁加工行業(yè)大多數(shù)產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)大過(guò)剩，因此降低鋁加工產(chǎn)品的碳排放是響應(yīng)國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展的必然需求。其次，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有利于限制和淘汰落后產(chǎn)能，有助于行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。再次，促進(jìn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展能有效達(dá)成“雙碳”目標(biāo)，使行業(yè)的發(fā)展走向良性循環(huán)之路。最后，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的過(guò)程就是中國(guó)鋁加工不斷爭(zhēng)取在國(guó)際上的話(huà)語(yǔ)權(quán)，破除部分國(guó)家設(shè)置的國(guó)際低碳貿(mào)易壁壘的過(guò)程。

2 鋁加工行業(yè)的碳足跡

鋁加工行業(yè)的碳足跡主要是指鋁加工企業(yè)各種機(jī)構(gòu)、各項(xiàng)活動(dòng)、各個(gè)產(chǎn)品所引起的溫室氣體排放的集合。這種排放又分為直接排放和間接排放。直接排放主要是生產(chǎn)生活中由于原輔材料、燃料等的使用直接產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳；間接排放則是指生產(chǎn)生活中使用了其他能源，而這種能源需要產(chǎn)生溫室氣體才能得到。

鋁加工行業(yè)的碳足跡涉及其原料、燃料、其他能源介質(zhì)和各種加工工藝、設(shè)備設(shè)施，直到最終的排放廢氣、廢渣等。典型鋁加工產(chǎn)品生產(chǎn)全流程碳足跡見(jiàn)圖1。

圖1 典型鋁加工產(chǎn)品生產(chǎn)全流程碳足跡簡(jiǎn)圖Fig.1 Schematic diagram of carbon footprint of whole process of typical aluminum processing products

3 “雙碳”政策對(duì)鋁加工行業(yè)的影響

“雙碳”政策的提出和實(shí)施，時(shí)間緊迫，任重道遠(yuǎn)，其對(duì)鋁加工行業(yè)將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。第一，鋁加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將隨之調(diào)整。循壞經(jīng)濟(jì)的需求日益迫切，礦山資源等消耗性原料占比將逐年降低。第二，鋁加工的能源結(jié)構(gòu)將逐步優(yōu)化，清潔能源如水電、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等使用占比將逐年提高。第三，由于國(guó)內(nèi)鋁加工所需資源和能源的分布不同，鋁加工的產(chǎn)業(yè)布局將隨之發(fā)生重大變化。如我國(guó)西北地區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電資源較豐富，而西南地區(qū)水電資源較豐富，因此鋁加工企業(yè)為降低其碳排放，將會(huì)逐步向這些地區(qū)遷移，尤其是水電資源較為豐富的西南地區(qū)。目前很多原先在山東、河南的大型鋁加工企業(yè)已經(jīng)向此區(qū)域布局和發(fā)展。第四，鋁加工企業(yè)更加傾向于集群式發(fā)展，工序上的上下游配套可以減少倒運(yùn)和周轉(zhuǎn)次數(shù)，減少不必要的碳排放。第五，鋁加工企業(yè)的自動(dòng)化和智能化水平將大大提升，用以提高生產(chǎn)效率，降低廢品率，從而減少單位產(chǎn)品的碳排放。第六，減少碳排放的需求將催生很多新的發(fā)展機(jī)遇。如采用以鋁代木，使用鋁模板、鋁制家具等可減少對(duì)木材的消耗，從而保護(hù)森林吸收二氧化碳間接的抵消了部分碳排放；采用以鋁代鋼，使汽車(chē)輕量化，能夠運(yùn)輸更多的人員和貨物，達(dá)到減少排放的目的；擴(kuò)大鋁應(yīng)用，采用鋁制公共設(shè)施，延長(zhǎng)使用壽命，提高回收率，也可以大大減少碳的排放；清潔能源的發(fā)展得到鼓勵(lì)從而引發(fā)鋁制太陽(yáng)能邊框、風(fēng)力發(fā)電設(shè)施用鋁量的增長(zhǎng)，均為鋁加工的發(fā)展帶來(lái)不小的機(jī)遇。

4 鋁加工行業(yè)的低碳發(fā)展方向

“雙碳”政策對(duì)現(xiàn)在的鋁加工行業(yè)既提出了限制和挑戰(zhàn)，又提供了方向和機(jī)遇。我們要在國(guó)家政策的指引下，大力向以下方向發(fā)展，以順應(yīng)趨勢(shì)，達(dá)成“雙碳”目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)鋁加工行業(yè)的全方位整體提升。其主要考慮的方向如下：

第一，大力發(fā)展再生鋁。鋁加工的原料主要來(lái)源于電解鋁液和再生鋁。目前電解鋁的生產(chǎn)耗能較高，在沒(méi)有突破性的技術(shù)出現(xiàn)之前，國(guó)家政策一步步收緊，使電解鋁總體產(chǎn)能受限，原則上不再新增產(chǎn)能，同時(shí)很多原有的電解鋁廠不得不轉(zhuǎn)移或者關(guān)停，使可以有效供應(yīng)的電解鋁大大減少，因此新建項(xiàng)目如果要采用電解鋁作為原料，必然會(huì)受到限制。鋁加工要繼續(xù)發(fā)展就需要大力發(fā)展另一個(gè)原料市場(chǎng)—再生鋁。而再生鋁的回收周期已經(jīng)到來(lái)。按照鋁的回收周期為20年計(jì)算，2000以后鋁加工的爆發(fā)式發(fā)展，為目前再生鋁的回收提供了足夠的原料保障，門(mén)窗料、汽車(chē)拆解料等再生原料近些年只會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。有了可靠的原料來(lái)源，再生鋁回收的政策文件也逐步完善起來(lái)了。再生鋁作為目前國(guó)家鼓勵(lì)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)范疇，相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方規(guī)范等文件正在密集出臺(tái)。同時(shí)，再生鋁的回收體系也正在不斷的建立和完善。再生鋁的應(yīng)用有助于在保持鋁加工產(chǎn)量的同時(shí)降低碳排放，使企業(yè)盡早完成碳中和的任務(wù)。國(guó)內(nèi)各大鋁加工企業(yè)受限于“雙碳”壓力，已經(jīng)在開(kāi)始布局再生鋁方向，而很多新進(jìn)鋁加工的企業(yè)更是直接開(kāi)始就以再生鋁作為主要原料。

第二，創(chuàng)新使用短流程工藝。短流程工藝技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的工藝技術(shù)路線(xiàn)，減少了生產(chǎn)工序和設(shè)備數(shù)量，降低了設(shè)備能耗，大大減少了人力的投入。它以能耗低、占地面積小、生產(chǎn)成本低，人員占用少的優(yōu)點(diǎn)在特定產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中占盡優(yōu)勢(shì)。短流程技術(shù)有鑄軋和連鑄連軋，在特殊產(chǎn)品中優(yōu)勢(shì)較大的典型技術(shù)有汽車(chē)板領(lǐng)域的MicroMill連鑄連軋技術(shù)和鋁箔坯料、建筑維護(hù)板、交通用板等產(chǎn)品可用的Hazelett連鑄連軋技術(shù)。短流程工藝均會(huì)受到產(chǎn)品牌號(hào)和種類(lèi)的限制，如果需要將其作用最大程度的發(fā)揮出來(lái)，只有不斷的探索，創(chuàng)新出更多可以用短流程工藝生產(chǎn)的新產(chǎn)品，鋁加工的低碳之路才能不斷被拓寬。

第三，積極擴(kuò)大鋁應(yīng)用。除目前已經(jīng)較為普及的鋁合金門(mén)窗、鋁包裝、鋁罐料、汽車(chē)輪轂、3C產(chǎn)品等方面的應(yīng)用，還應(yīng)積極擴(kuò)大在鋁制家具、鋁模板、鋁制公共設(shè)施(如天橋、涼亭、路燈桿等)、鋁篷房、鋁制維護(hù)板、軌道交通設(shè)施、汽車(chē)板等方面的應(yīng)用。通過(guò)替代木材和鋼制產(chǎn)品，將這些領(lǐng)域的產(chǎn)品均納入循環(huán)經(jīng)濟(jì)范疇，從全社會(huì)的角度降低碳的排放。

第四，促進(jìn)智能化發(fā)展。此處的智能化一方面包括智能化設(shè)備，另一方面包括各種智能化系統(tǒng)。智能化設(shè)備可以通過(guò)對(duì)設(shè)備工況的分析，優(yōu)化操作動(dòng)作，減少設(shè)備能耗；而智能化系統(tǒng)則可以通過(guò)匹配各個(gè)不同的設(shè)備節(jié)拍，使設(shè)備盡量減少空轉(zhuǎn)等待的時(shí)間，從而減少能耗。智能化設(shè)備和智能化系統(tǒng)的配合使用，能使鋁加工行業(yè)的能耗最大程度的降低，為行業(yè)的低碳做出貢獻(xiàn)。

第五，發(fā)展集群經(jīng)濟(jì)。最大限度的上下游配套，避免上下游物料不必要的轉(zhuǎn)運(yùn)，可以減少運(yùn)輸帶來(lái)的碳的排放。同時(shí)，靠近發(fā)展，可以不必存放過(guò)多物料，使存放的不必要物料被節(jié)省下來(lái)，降低全社會(huì)范圍內(nèi)的有效需求量，使碳排放從源頭上減少。如果是已建成的企業(yè)，可以考慮將上下游盡量填平補(bǔ)齊，這樣可以減少運(yùn)輸量和儲(chǔ)運(yùn)量，大大降低社會(huì)總的碳排放。

第六，發(fā)展低碳概念鋁加工產(chǎn)品。低碳概念鋁加工產(chǎn)品，包括由于“雙碳”政策的提出而快速增長(zhǎng)的鋁加工產(chǎn)品。如太陽(yáng)能邊框，由于太陽(yáng)能這種潔凈能源的占比將逐漸增大，相應(yīng)的太陽(yáng)能邊框產(chǎn)量則會(huì)需求量增加；如電池箔，隨著燃油汽車(chē)生存空間的不斷縮小，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅速，因此汽車(chē)所用的電池箔需求大增；又如汽車(chē)上的各種鋁部件，由于電動(dòng)汽車(chē)的迅猛發(fā)展，電池的續(xù)航問(wèn)題仍未能很好的解決，只能通過(guò)減少車(chē)身重量才提高續(xù)航里程，因此汽車(chē)行業(yè)迎來(lái)了輕量化的另一個(gè)機(jī)會(huì)。其他在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、軌道交通、航空航天等方面均有了低碳排放帶來(lái)的發(fā)展機(jī)會(huì)，行業(yè)內(nèi)一定要抓住機(jī)遇，趕上這次低碳運(yùn)動(dòng)的風(fēng)潮。

5 結(jié)論

從國(guó)家層面來(lái)看，鋁加工行業(yè)的低碳發(fā)展雖然只是國(guó)家“雙碳”目標(biāo)下很小的一個(gè)方面，但其對(duì)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著積極的貢獻(xiàn)；從鋁加工行業(yè)自身來(lái)看，低碳之路正是鋁加工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，高質(zhì)量發(fā)展的重要契機(jī)；對(duì)于各個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，低碳發(fā)展將為企業(yè)帶來(lái)巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。企業(yè)應(yīng)順應(yīng)大勢(shì)，積極應(yīng)對(duì)，抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)。

在行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)中，企業(yè)應(yīng)圍繞國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)調(diào)整自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加綠色能源比重，創(chuàng)新發(fā)展低碳工藝，打造低碳概念產(chǎn)品，配套上下游布局，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，同時(shí)應(yīng)關(guān)心國(guó)際“雙碳”形勢(shì)的變化和國(guó)家政策的變化，盡量避免因?yàn)樘寂欧诺脑虮桓鞣N限制，積極主動(dòng)的打破低碳貿(mào)易壁壘，爭(zhēng)取更大的國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)。