銅產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型

袁凱

如何利用有限的銅資源，保障國(guó)家消費(fèi)需求，并完成減排任務(wù)？再生銅給出了答案。

綠色是高質(zhì)量發(fā)展的底色。如何在增強(qiáng)金屬資源供給水平、減少金屬資源浪費(fèi)場(chǎng)景、拓寬下游應(yīng)用領(lǐng)域三者間找到平衡點(diǎn)，是中國(guó)有色金屬業(yè)加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型不得不面對(duì)的問(wèn)題。

在中國(guó)“雙碳”目標(biāo)下，有色產(chǎn)業(yè)鏈碳排放量廣受關(guān)注，銅的噸量生產(chǎn)碳排放量在有色金屬中處于中間地位。其熔煉過(guò)程涉及燃料燃燒碳排放、耗電及耗能產(chǎn)生的碳排放，精煉過(guò)程涉及焦炭、天然氣、丙烷等原材料消耗產(chǎn)生的碳排放及碳酸鹽分解等碳排放。對(duì)銅產(chǎn)業(yè)而言，以科技創(chuàng)新積極推動(dòng)節(jié)能降碳、降本增效，努力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化迫在眉睫。

再生銅產(chǎn)業(yè)駛?cè)搿翱燔嚨馈?/p>

今年9月，在2023年銅產(chǎn)業(yè)綠色循環(huán)發(fā)展大會(huì)上，中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)黨委常委、副會(huì)長(zhǎng)王健認(rèn)為，為助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，再生銅成為銅產(chǎn)業(yè)綠色循環(huán)發(fā)展的重要方式和低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑之一。在諸多利好政策的支持和引導(dǎo)下，再生銅產(chǎn)能規(guī)模達(dá)800萬(wàn)噸以上，形成原料“國(guó)內(nèi)為主、進(jìn)口補(bǔ)充”的良好格局。

對(duì)于銅產(chǎn)業(yè)而言，不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)是：我國(guó)是全球銅材生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，但國(guó)內(nèi)銅礦資源自給率僅為20%左右。據(jù)中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告（2022），截至2021年底，中國(guó)銅金屬保有儲(chǔ)量約3494.79萬(wàn)噸，僅占全球的3.97%。與此同時(shí)，根據(jù)中國(guó)有色工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)及中國(guó)碳排放交易網(wǎng)預(yù)估，噸銅碳排放在3.7噸左右。銅礦資源少、銅材需求大、銅業(yè)碳排放量高，三者共同形成了銅產(chǎn)業(yè)的難題。

如何利用有限的銅資源，保障國(guó)家消費(fèi)需求，并完成減排任務(wù)？再生銅給出了答案。再生銅是指以廢雜銅作為原料煉制成的再生金屬，主要指再生黃銅和再生青銅。其原材料主要來(lái)自于銅及其合金的生產(chǎn)、加工和消費(fèi)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢品、邊角屑末、廢儀器設(shè)備部件和生活用品等。

銅可以再生嗎？再生銅效果如何？據(jù)悉，銅具有完全可回收性，與銅礦開采相比，回收銅可節(jié)約85%的能源。1900年以來(lái)被開采的銅中，有2/3沿用至今。2022年，我國(guó)再生銅產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)至375萬(wàn)噸，節(jié)約礦產(chǎn)資源6.8億噸，減少二氧化碳排放1050萬(wàn)噸，在銅產(chǎn)業(yè)資源保障和節(jié)能減排方面發(fā)揮重要作用；2023年上半年，再生銅產(chǎn)量190萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)5.6%。2022年，我國(guó)進(jìn)口再生銅原料實(shí)現(xiàn)數(shù)量質(zhì)量“雙提升”，不合格率由1.77%降至0.94%，固廢率由0.34%降至0.04%。經(jīng)海關(guān)檢驗(yàn)合格的進(jìn)口再生銅原料，有效地緩解了國(guó)內(nèi)銅礦資源緊缺情況。此外，再生有色金屬的能源消耗遠(yuǎn)低于礦產(chǎn)原料，與原生有色金屬相比，再生銅的綜合能耗僅為原生銅的30%，節(jié)能降碳效果十分明顯。

在今年11月召開的第二十三屆再生金屬國(guó)際論壇開幕式上，中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)黨委書記、會(huì)長(zhǎng)葛紅林在致辭中指出，中國(guó)高度重視有色金屬綠色低碳循環(huán)發(fā)展，《有色金屬行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案》明確要求，2025年再生金屬供應(yīng)占比達(dá)24％以上。我國(guó)再生有色金屬產(chǎn)業(yè)積極響應(yīng)“雙碳”戰(zhàn)略，已經(jīng)成為我國(guó)資源安全保障的重要力量，成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的生力軍。

不光是節(jié)能，再生銅還創(chuàng)造著經(jīng)濟(jì)價(jià)值。使用再生銅，能夠降低高額的環(huán)保關(guān)稅。10月1日，全球首個(gè)“碳關(guān)稅”即歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM）開始試運(yùn)行，歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制的主要目標(biāo)是預(yù)防“碳泄漏”和維護(hù)產(chǎn)品公平競(jìng)爭(zhēng)秩序。其過(guò)渡期至2025年12月31日，2026年1月1日正式起征，并在2034年之前全面實(shí)施。對(duì)于出口的電子產(chǎn)品而言，碳排放高的需要購(gòu)買CBAM憑證來(lái)補(bǔ)足差額。銅是生產(chǎn)電子變壓器、電感器等磁性元器件必不可少的原材料之一，占到了磁性元器件制造成本的30%以上。而銅材的碳排放比例直接關(guān)系到磁性元器件整體的碳排放含量，因此在銅材等材料端降低碳排量成為磁元件廠商的最佳選擇。

盡管再生銅前景大好，但行業(yè)依舊面臨著難題。目前，再生有色金屬產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究薄弱，導(dǎo)致重大關(guān)鍵科技研究能力不足，化分選、保級(jí)利用技術(shù)薄弱，再生銅渣、再生鋁灰渣的資源化和無(wú)害化處置缺乏技術(shù)規(guī)范。葛紅林認(rèn)為，在再生金屬方面，一是要充分利用好國(guó)內(nèi)再生資源，提高保級(jí)利用水平，擴(kuò)大進(jìn)口品種，進(jìn)一步夯實(shí)原料保障能力。二是我國(guó)再生有色金屬產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變，深化“原生-再生”“加工-再生”“環(huán)保-再生”等協(xié)同發(fā)展。三是強(qiáng)化國(guó)際合作，拓寬發(fā)展新空間。四是提升產(chǎn)業(yè)服務(wù)，助力打通產(chǎn)業(yè)“堵點(diǎn)”。

降低銅業(yè)能耗水平

對(duì)于銅產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型而言，再生銅產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是一方面，提高原生銅冶煉技術(shù)和裝備水平，降低能耗是另一方面。采用新型的熔煉工藝，能有效地提高銅的利用率，減少能源消耗；采用先進(jìn)的萃取工藝，能有效地回收利用廢棄物，減少環(huán)境污染；采用高效節(jié)能設(shè)備，能有效地降低能耗，提高生產(chǎn)效率。這些措施的實(shí)施，不僅有利于企業(yè)降低成本、提高效益，更有助于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

“利用井下采掘廢石、尾礦、水淬渣廢料等物料，通過(guò)一定的比例配制出合格的膏體，再把膏體通過(guò)管道輸入井下，膏體便會(huì)自動(dòng)凝固將采空區(qū)填實(shí)?！?這是會(huì)澤礦業(yè)引進(jìn)的膏體充填技術(shù)，至今已連續(xù)高效穩(wěn)定運(yùn)行17年。據(jù)工作人員介紹，“這可以有效控制深井開采引起的地質(zhì)災(zāi)害，保障采礦的整體安全，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)無(wú)廢開采，尾礦綜合利用率達(dá)到100%?！彪S著膏體技術(shù)應(yīng)用逐漸成熟，膏體研究正朝著精細(xì)化方向發(fā)展，在提高充填質(zhì)量、降低充填成本的同時(shí)，更加關(guān)注采空區(qū)采動(dòng)災(zāi)害、尾礦庫(kù)垮塌等嚴(yán)峻的安全與環(huán)境問(wèn)題。

銅冶煉過(guò)程中會(huì)釋放大量熱量，這些熱量能利用起來(lái)嗎？西南銅業(yè)給出了答案，其自主開發(fā)的硫酸銅三效混流真空蒸發(fā)技術(shù)可以回收冶煉過(guò)程中的余熱。據(jù)悉，該技術(shù)充分利用余熱大幅度提高了硫酸銅的蒸發(fā)效率，使硫酸銅蒸汽單耗下降了45％，每年可節(jié)約6000噸標(biāo)煤，相當(dāng)于120萬(wàn)棵樹每年的二氧化碳吸收量。每年通過(guò)余熱鍋爐回收利用的蒸汽約3.8萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，優(yōu)化了余熱發(fā)電站蒸汽調(diào)配中心的功能后，實(shí)現(xiàn)了蒸汽“零”排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年西南銅業(yè)利用余熱發(fā)電1370萬(wàn)千瓦時(shí)。

中金嶺南兩段短流程煉銅工藝同樣為促進(jìn)低碳節(jié)能提供了中國(guó)智慧。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煉銅工藝由“三段”變“兩段”，解決了銅冶煉工藝普遍存在的流程長(zhǎng)、不連續(xù)，中間物料多次倒運(yùn)，熱能損失大，二氧化硫等有害煙氣無(wú)序逸散等行業(yè)技術(shù)難題。據(jù)了解，“中金法”采取導(dǎo)锍管轉(zhuǎn)移熱料，比行車吊包方式散熱少，且導(dǎo)锍管依靠重力轉(zhuǎn)移熱料，不需要?jiǎng)恿M(fèi)用；傳統(tǒng)吹煉爐和精煉爐需打開爐門接收來(lái)料，爐內(nèi)熱量溢出損失，“中金法”無(wú)銅水套，熱量損失??；傳統(tǒng)導(dǎo)锍管依靠天然氣保溫，“中金法”則能自熱保溫。

技術(shù)引領(lǐng)銅業(yè)發(fā)展，這是中國(guó)銅業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的一個(gè)縮影。隨著中國(guó)制造業(yè)的崛起及碳達(dá)峰碳中和對(duì)銅產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排要求的提高，銅產(chǎn)業(yè)不可避免地進(jìn)入綠色高質(zhì)量發(fā)展階段。當(dāng)然，轉(zhuǎn)型還在路上，用時(shí)幾何還不可知。如何處理好銅資源利用與銅資源保護(hù)的關(guān)系、構(gòu)建再生銅產(chǎn)業(yè)格局，進(jìn)一步提升銅冶煉技術(shù)，是銅業(yè)綠色轉(zhuǎn)型能走多遠(yuǎn)的關(guān)鍵。資源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境，三者共同見證著銅業(yè)的未來(lái)。