鋁加工行業(yè)的低碳發(fā)展之路

何向問,李 鵬

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039; 2.中國一拖集團有限公司，河南 洛陽 471000)

1 鋁加工行業(yè)“雙碳”目標及意義

我國在第75屆聯(lián)合國大會上提出力爭于2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和的目標。鋁工業(yè)作為國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的重要基礎工業(yè)，是國家“雙碳”目標達成的重要組成部分。鋁加工屬于鋁工業(yè)全生命周期中的一個重要環(huán)節(jié)，耗能相對較少，但其上承耗能較高的電解鋁企業(yè)，下接社會應用的各個方面，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”目標與國家“雙碳”目標一致，需要通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構，采用節(jié)能降碳的工藝和先進的低碳排放設備、采取綠色循環(huán)經(jīng)濟、采用低碳能源、樹立全民低碳意識等多方面多舉措才能加以實現(xiàn)。

鋁加工行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標有著重要而深遠的意義。首先，目前鋁加工行業(yè)大多數(shù)產(chǎn)品產(chǎn)能過大過剩，因此降低鋁加工產(chǎn)品的碳排放是響應國家高質(zhì)量發(fā)展的必然需求。其次，實現(xiàn)“雙碳”目標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。再次，促進綠色循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展能有效達成“雙碳”目標，使行業(yè)的發(fā)展走向良性循環(huán)之路。最后，實現(xiàn)“雙碳”目標的過程就是中國鋁加工不斷爭取在國際上的話語權，破除部分國家設置的國際低碳貿(mào)易壁壘的過程。

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)各種機構、各項活動、各個產(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、設備設施，直到最終的排放廢氣、廢渣等。典型鋁加工產(chǎn)品生產(chǎn)全流程碳足跡見圖1。

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

3 “雙碳”政策對鋁加工行業(yè)的影響

“雙碳”政策的提出和實施，時間緊迫，任重道遠，其對鋁加工行業(yè)將會產(chǎn)生深遠的影響。第一，鋁加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構將隨之調(diào)整。循壞經(jīng)濟的需求日益迫切，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)構將逐步優(yōu)化，清潔能源如水電、太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等使用占比將逐年提高。第三，由于國內(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。如我國西北地區(qū)太陽能發(fā)電、風力發(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)展機遇。如采用以鋁代木，使用鋁模板、鋁制家具等可減少對木材的消耗，從而保護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，使汽車輕量化，能夠運輸更多的人員和貨物，達到減少排放的目的；擴大鋁應用，采用鋁制公共設施，延長使用壽命，提高回收率，也可以大大減少碳的排放；清潔能源的發(fā)展得到鼓勵從而引發(fā)鋁制太陽能邊框、風力發(fā)電設施用鋁量的增長，均為鋁加工的發(fā)展帶來不小的機遇。

4 鋁加工行業(yè)的低碳發(fā)展方向

“雙碳”政策對現(xiàn)在的鋁加工行業(yè)既提出了限制和挑戰(zhàn)，又提供了方向和機遇。我們要在國家政策的指引下，大力向以下方向發(fā)展，以順應趨勢，達成“雙碳”目標，實現(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，在沒有突破性的技術出現(xiàn)之前，國家政策一步步收緊，使電解鋁總體產(chǎn)能受限，原則上不再新增產(chǎn)能，同時很多原有的電解鋁廠不得不轉(zhuǎn)移或者關停，使可以有效供應的電解鋁大大減少，因此新建項目如果要采用電解鋁作為原料，必然會受到限制。鋁加工要繼續(xù)發(fā)展就需要大力發(fā)展另一個原料市場—再生鋁。而再生鋁的回收周期已經(jīng)到來。按照鋁的回收周期為20年計算，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，門窗料、汽車拆解料等再生原料近些年只會持續(xù)增長。有了可靠的原料來源，再生鋁回收的政策文件也逐步完善起來了。再生鋁作為目前國家鼓勵的循環(huán)經(jīng)濟范疇，相關的國家標準、行業(yè)標準和地方規(guī)范等文件正在密集出臺。同時，再生鋁的回收體系也正在不斷的建立和完善。再生鋁的應用有助于在保持鋁加工產(chǎn)量的同時降低碳排放，使企業(yè)盡早完成碳中和的任務。國內(nèi)各大鋁加工企業(yè)受限于“雙碳”壓力，已經(jīng)在開始布局再生鋁方向，而很多新進鋁加工的企業(yè)更是直接開始就以再生鋁作為主要原料。

第二，創(chuàng)新使用短流程工藝。短流程工藝技術相對于傳統(tǒng)的工藝技術路線，減少了生產(chǎn)工序和設備數(shù)量，降低了設備能耗，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)點在特定產(chǎn)品的競爭中占盡優(yōu)勢。短流程技術有鑄軋和連鑄連軋，在特殊產(chǎn)品中優(yōu)勢較大的典型技術有汽車板領域的MicroMill連鑄連軋技術和鋁箔坯料、建筑維護板、交通用板等產(chǎn)品可用的Hazelett連鑄連軋技術。短流程工藝均會受到產(chǎn)品牌號和種類的限制，如果需要將其作用最大程度的發(fā)揮出來，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，積極擴大鋁應用。除目前已經(jīng)較為普及的鋁合金門窗、鋁包裝、鋁罐料、汽車輪轂、3C產(chǎn)品等方面的應用，還應積極擴大在鋁制家具、鋁模板、鋁制公共設施(如天橋、涼亭、路燈桿等)、鋁篷房、鋁制維護板、軌道交通設施、汽車板等方面的應用。通過替代木材和鋼制產(chǎn)品，將這些領域的產(chǎn)品均納入循環(huán)經(jīng)濟范疇，從全社會的角度降低碳的排放。

第四，促進智能化發(fā)展。此處的智能化一方面包括智能化設備，另一方面包括各種智能化系統(tǒng)。智能化設備可以通過對設備工況的分析，優(yōu)化操作動作，減少設備能耗；而智能化系統(tǒng)則可以通過匹配各個不同的設備節(jié)拍，使設備盡量減少空轉(zhuǎn)等待的時間，從而減少能耗。智能化設備和智能化系統(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。

第五，發(fā)展集群經(jīng)濟。最大限度的上下游配套，避免上下游物料不必要的轉(zhuǎn)運，可以減少運輸帶來的碳的排放。同時，靠近發(fā)展，可以不必存放過多物料，使存放的不必要物料被節(jié)省下來，降低全社會范圍內(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齊，這樣可以減少運輸量和儲運量，大大降低社會總的碳排放。

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的鋁加工產(chǎn)品。如太陽能邊框，由于太陽能這種潔凈能源的占比將逐漸增大，相應的太陽能邊框產(chǎn)量則會需求量增加；如電池箔，隨著燃油汽車生存空間的不斷縮小，電動汽車發(fā)展迅速，因此汽車所用的電池箔需求大增；又如汽車上的各種鋁部件，由于電動汽車的迅猛發(fā)展，電池的續(xù)航問題仍未能很好的解決，只能通過減少車身重量才提高續(xù)航里程，因此汽車行業(yè)迎來了輕量化的另一個機會。其他在風力發(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的發(fā)展機會，行業(yè)內(nèi)一定要抓住機遇，趕上這次低碳運動的風潮。

5 結(jié)論

從國家層面來看，鋁加工行業(yè)的低碳發(fā)展雖然只是國家“雙碳”目標下很小的一個方面，但其對國家“雙碳”目標的實現(xiàn)有著積極的貢獻；從鋁加工行業(yè)自身來看，低碳之路正是鋁加工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，高質(zhì)量發(fā)展的重要契機；對于各個企業(yè)來說，低碳發(fā)展將為企業(yè)帶來巨大的機遇與挑戰(zhàn)。企業(yè)應順應大勢，積極應對，抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)。

在行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級中，企業(yè)應圍繞國家“雙碳”目標的實現(xiàn)調(diào)整自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構，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，同時應關心國際“雙碳”形勢的變化和國家政策的變化，盡量避免因為碳排放的原因被各種限制，積極主動的打破低碳貿(mào)易壁壘，爭取更大的國際話語權。