云南省水電鋁產(chǎn)業(yè)環(huán)境現(xiàn)狀分析及發(fā)展建議

王仁敏，楊逢樂，梅向陽，陳 瀟

(云南省生態(tài)環(huán)境工程評估中心,云南 昆明 650032)

根據(jù)有色金屬行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì),2017年全國電解鋁產(chǎn)量3226萬噸,分布在19個(gè)省/自治區(qū),見圖1。云南省2017年電解鋁產(chǎn)能為128萬噸,位列全國第七位。另外根據(jù)百川盈孚統(tǒng)計(jì)的信息,2020年全國電解鋁總產(chǎn)量達(dá)到3686萬噸,主要分布在全國17個(gè)省、自治區(qū)和直轄市,其中云南省產(chǎn)能逐年增長,2020年已投產(chǎn)產(chǎn)能達(dá)到261萬噸,總產(chǎn)量暫居全國第四[1],見圖1。

圖1 2017～2020年電解鋁產(chǎn)能前十位分布變化圖

1 云南省水電鋁產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

2017年以前,我國電解鋁產(chǎn)業(yè)主要集中在山東、新疆、河南、內(nèi)蒙古等地,且大部分以煤供電,隨著2017年《大氣污染防治行動計(jì)劃》的實(shí)施,國家加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu),煤電鋁產(chǎn)業(yè)模式的發(fā)展空間進(jìn)一步壓縮。利用水電生產(chǎn)鋁,構(gòu)建水電鋁產(chǎn)業(yè)模式符合鋁行業(yè)綠色、環(huán)保、低成本、可持續(xù)的發(fā)展現(xiàn)律和發(fā)展方向。 根據(jù)相關(guān)資料,與煤電鋁相比,每生產(chǎn)1噸水電鋁相當(dāng)于減少4.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤消耗,減少排放二氧化碳12噸、二氧化硫0.36噸[2]。在國家大力倡導(dǎo)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低炭發(fā)展的大背景下,將可再生的清潔能源-水電資源與鋁工業(yè)發(fā)展相結(jié)合,構(gòu)建水電鋁結(jié)合的產(chǎn)業(yè)模式是今后我國鋁工業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

據(jù)云南省工信廳關(guān)于電解鋁企業(yè)年度資源能源消耗情況的通報(bào),2016年以前,全省納入統(tǒng)計(jì)通報(bào)范圍的電解鋁生產(chǎn)企業(yè)7家,產(chǎn)能在92.6萬噸～162萬噸[3]。隨著水電資源與電解鋁產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步整合,云南借助水電鋁的形式將進(jìn)一步推動全省電解鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

云南能源資源得天獨(dú)厚,水能、煤炭等資源位居全國前列,既是能源生產(chǎn)大省,也是綠色能源大省。但長期以來云南省“重工靠資源、輕工靠煙草”,產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板突出,能源產(chǎn)業(yè)和鋁工業(yè)各自獨(dú)立發(fā)展,導(dǎo)致水電清潔能源優(yōu)勢未能有效轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。為改變清潔能源資源豐富、載能產(chǎn)業(yè)弱小的局面,加快能源優(yōu)勢向產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化,云南省委、省政府旗幟鮮明地提出了打造世界一流“綠色能源牌”的目標(biāo)[4]。

2020年云南省水力發(fā)電量完成2763.45億千瓦時(shí),省內(nèi)水電消納情況較好。隨著綠色鋁等項(xiàng)目的持續(xù)投產(chǎn),全年全社會用電量2025.66億千瓦時(shí),增長11.8%。自2016年起,云南省依托優(yōu)勢的水電資源,通過產(chǎn)能置換,先后開工并建設(shè)了一批水電鋁項(xiàng)目,全省現(xiàn)有及在建產(chǎn)能已突破600萬噸,主要布局于文山州、大理州、昭通市、曲靖市、紅河州以及昆明市等水電資源豐富、原料來源穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)政策優(yōu)厚、配套產(chǎn)業(yè)設(shè)施完善的地區(qū)。據(jù)百川盈孚預(yù)測,2021年,云南省水電鋁產(chǎn)能將穩(wěn)定保持全國第四位[5],詳見圖2。

圖2 2021年中國水電鋁產(chǎn)能預(yù)測分布圖

云南省在推動水電鋁一體化發(fā)展中,高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù),在產(chǎn)業(yè)布局、清潔生產(chǎn)、污染治理、環(huán)境監(jiān)管等方面均嚴(yán)格要求,推動水電鋁綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展。將立足生態(tài)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)要求,在工藝設(shè)備升級、資源能源消耗、污染物產(chǎn)排多個(gè)方面逐步向生產(chǎn)單位提出要求,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革新。

云南省現(xiàn)有及在建電解鋁項(xiàng)目共有預(yù)焙陽極電解槽約5000個(gè),電流范圍為230～600 kA。云南省早期的鋁電解槽主要為420 kA及以下預(yù)焙陽極電解槽。2016年以后多采用500 kA大型預(yù)焙陽極電解槽,部分企業(yè)建設(shè)有當(dāng)前最先進(jìn)的600 kA預(yù)焙陽極電解槽,現(xiàn)存云南省電解槽槽型分布圖見圖3。

圖3 云南省電解槽槽型分布圖

根據(jù)云南省工信廳發(fā)布的數(shù)據(jù)及項(xiàng)目環(huán)評資料,云南省水電鋁項(xiàng)目主要資源及能源消耗水平見表1。

表1 云南省水電鋁項(xiàng)目主要資源及能源消耗水平

近年來新建的水電鋁項(xiàng)目,均對項(xiàng)目清潔生產(chǎn)提出了嚴(yán)格要求,主要資源及能源消耗水平均優(yōu)于《鋁行業(yè)規(guī)范條件》及《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)電解鋁業(yè)》(HJ/T187-2006)中的一級水平要求[6-7]。

因電解煙氣存在煙氣量大、二氧化硫濃度低的特點(diǎn),電解煙氣的脫硫技術(shù)不盡成熟[8-9],國家2018年以前相關(guān)的技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)中,僅對除塵和氟化物凈化效率進(jìn)行要求,如生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)《鋁電解廢氣氟化物和粉塵治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2033-2013)要求,粉塵的凈化效率>98.5%、氟化物的凈化效率>97.5%[10];國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁電解廠通風(fēng)除塵與煙氣凈化規(guī)范》(GB51020-2014)提出粉塵的凈化效率>99.8%、氟化物的凈化效率>99.4%[11];《有色金屬工業(yè)環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50988-2014)要求鋁電解槽必須設(shè)置煙氣氟化物和粉塵治理設(shè)施,鋁電解槽煙氣凈化應(yīng)采用罩板密閉集氣、氧化鋁吸附干法凈化技術(shù),電解槽集氣效率應(yīng)高于98.5%,氟凈化效率應(yīng)高于99.2%,陽極組裝及殘極處理工段各產(chǎn)塵點(diǎn)應(yīng)設(shè)置集氣除塵設(shè)施[12]。因此,2018年以前,全國范圍內(nèi)的絕大部分電解鋁企業(yè)的電解煙氣通過氧化鋁干法凈化脫氟除塵后排放,未進(jìn)行煙氣脫硫處理。

直至2019年,生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部等四部委聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理方案》,要求電解槽應(yīng)配備袋式等高效除塵設(shè)施,京津冀及周邊地區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域配備石灰石石膏法等高效脫硫設(shè)施[13]。

在達(dá)到行業(yè)相關(guān)技術(shù)規(guī)范及達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上,云南省電解鋁企業(yè)積極采用先進(jìn)治理技術(shù),進(jìn)一步提高污染治理水平。云鋁集團(tuán)曾開展過電解煙氣脫硫技術(shù)研究及試點(diǎn),但最終未能得到推廣應(yīng)用。

2018年,自文山馬塘電解鋁項(xiàng)目起,電解煙氣除氧化鋁干法脫氟及布袋除塵外,均增設(shè)了電解煙氣脫硫設(shè)施,對低濃度二氧化硫進(jìn)行治理,二氧化硫、氟化物排放濃度遠(yuǎn)低于《鋁工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25465-2010)[14]排放限值要求。當(dāng)前云南省最優(yōu)的電解煙氣收集及凈化措施下,噸鋁二氧化硫(有組織)排放水平約2.2千克;噸鋁氟化物(有組織)排放量約為0.05千克。

電解鋁生產(chǎn)過程中主要危險(xiǎn)廢物有大修渣、碳渣、鋁灰,云南省早期的處置途徑以送危險(xiǎn)廢物填埋場安全填埋為主,隨著近年來電解鋁行業(yè)危險(xiǎn)廢物處置利用技術(shù)的發(fā)展,省內(nèi)建設(shè)了一批相應(yīng)類別危險(xiǎn)廢物利用企業(yè)對上述危險(xiǎn)廢物進(jìn)行綜合利用。

受電解煙氣氟化物的影響,電解鋁廠外環(huán)境空氣可能會存在氟化物超標(biāo)的情況,根據(jù)電解鋁廠總圖布置及區(qū)域氣象條件等因素,我省各電解鋁廠均以電解車間外設(shè)置不低于500 m的衛(wèi)生防護(hù)距離,對衛(wèi)生防護(hù)距離內(nèi)的居民點(diǎn)全部進(jìn)行搬遷,以最大程度的降低鋁廠生產(chǎn)對人群的影響。

當(dāng)前,云南省電解鋁企業(yè)廠外大宗物料運(yùn)輸主要以鐵路運(yùn)輸為主,公路運(yùn)輸為輔。主要通過封閉運(yùn)輸控制無組織揚(yáng)塵。自《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》(HJ2.2-2018)[15]實(shí)施后,各項(xiàng)目環(huán)評編制過程中,均按導(dǎo)則分析調(diào)查了受項(xiàng)目物料及產(chǎn)品運(yùn)輸影響新增的交通運(yùn)輸移動源,包括運(yùn)輸方式、新增交通流量、排放污染物及排放量。

根據(jù)《中共云南省委關(guān)于制定云南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》,我省綠色能源具有明顯優(yōu)勢,要倍加珍惜,集中資源持之以恒培育,全力打造世界一流“綠色能源牌”,全面推動綠色低碳發(fā)展,實(shí)現(xiàn)能源資源配置更加合理,生產(chǎn)生活方式綠色轉(zhuǎn)型成效顯著[4]。省委經(jīng)濟(jì)工作會議也明確了2021年“打造世界一流‘綠色能源牌’”,持續(xù)鞏固和擴(kuò)大清潔能源優(yōu)勢,優(yōu)化供電結(jié)構(gòu),深入推進(jìn)綠色能源戰(zhàn)略與綠色先進(jìn)制造業(yè)深度融合”的奮斗目標(biāo)。

2 對云南省水電鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

優(yōu)布局，紅線條件為必須進(jìn)入合規(guī)園區(qū)。按《云南省推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于印發(fā)<云南省長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展負(fù)面清單指南實(shí)施細(xì)則(試行)>的通知》(云發(fā)改基礎(chǔ)〔2019〕 924號)“禁止在合規(guī)園區(qū)外新建、擴(kuò)建鋼鐵、化工、焦化、建材、有色等高污染項(xiàng)目”的要求,云南省新增水電鋁項(xiàng)目必須布局于合規(guī)園區(qū)內(nèi),綜合考慮能源和項(xiàng)目所在地的環(huán)境要求落地,且應(yīng)在《中共云南省委云南省人民政府關(guān)于印發(fā)<云南省各類開發(fā)區(qū)優(yōu)化提升總體方案>的通知》(云委〔2020〕287號)中保留的64個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)布局。

電解鋁企業(yè)屬于大氣高排放項(xiàng)目,在進(jìn)入合規(guī)園區(qū)的基礎(chǔ)上,應(yīng)結(jié)合我省“三線一單”研究成果,避開大氣環(huán)境布局敏感區(qū)及大氣弱擴(kuò)散區(qū),重點(diǎn)考慮區(qū)域環(huán)境承載能力進(jìn)行布局。

此外,堅(jiān)持走“產(chǎn)業(yè)集聚、資源集約、土地節(jié)約、綠色發(fā)展”的路子,布局規(guī)劃兼顧電力資源情況、交通運(yùn)輸條件現(xiàn)狀及規(guī)劃等情況展開。

調(diào)結(jié)構(gòu),產(chǎn)業(yè)體系方面,根據(jù)《中共云南省委關(guān)于制定云南省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》[9],要豐富延伸八大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵外延,打造先進(jìn)制造等萬億級產(chǎn)業(yè)和綠色能源等千億級產(chǎn)業(yè)。推動綠色制造強(qiáng)省建設(shè),建設(shè)世界一流“中國鋁谷”,培育壯大高端鈦合金、鋁合金、稀貴金屬等一批戰(zhàn)略性新材料。我省16年以來批復(fù)及建設(shè)的電解鋁企業(yè)主要以鋁錠為產(chǎn)品,下一步應(yīng)以建設(shè)世界一流的“中國鋁谷”為目標(biāo),持續(xù)推進(jìn)綠色能源戰(zhàn)略與綠色先進(jìn)制造業(yè)深度融合,進(jìn)一步延伸水電鋁產(chǎn)業(yè)鏈。

因電解鋁生產(chǎn)涉及較大規(guī)模的物料運(yùn)輸,下一步應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)輸結(jié)構(gòu)。進(jìn)出鋁廠的氧化鋁、炭素、石油焦等大宗物料和產(chǎn)品應(yīng)優(yōu)先采用鐵路、管道等清潔運(yùn)輸方式;達(dá)不到的,汽車運(yùn)輸部分應(yīng)全部采用新能源汽車或達(dá)到國六排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車;鼓勵(lì)修建鐵路專用線。

控規(guī)模,新布局的水電鋁項(xiàng)目嚴(yán)格執(zhí)行產(chǎn)能置換要求。充分考慮項(xiàng)目所在區(qū)域環(huán)境容量,綜合整合水電資源,整體調(diào)控,全面考慮,根據(jù)區(qū)域環(huán)境承載能力合理確定承接產(chǎn)能。

嚴(yán)排放,繼續(xù)對標(biāo)國際先進(jìn)水平,新布局項(xiàng)目污染防治和生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求不應(yīng)低于原有項(xiàng)目。未脫硫項(xiàng)目加快脫硫改造進(jìn)度。

守底線,嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線、環(huán)境質(zhì)量底線和資源利用上線,嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和相關(guān)政策要求,項(xiàng)目建設(shè)不得觸碰生態(tài)保護(hù)紅線,不得超過區(qū)域環(huán)境承載能力。

防風(fēng)險(xiǎn),通過嚴(yán)把環(huán)境準(zhǔn)入關(guān)、強(qiáng)化源頭控制、加嚴(yán)污染治理措施及區(qū)域減排等措施,最大程度降低水電鋁項(xiàng)目建設(shè)可能帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及社會風(fēng)險(xiǎn)。