再生铝锭碳足迹:挑战与机遇
一、再生铝锭碳足迹概述
再生铝锭碳足迹,是指再生铝锭在其整个生命周期过程中所释放的直接和间接的温室气体总量。这一概念涵盖了从原材料的回收,到生产、运输以及销售等各个环节。
据相关数据显示,巨东股份获得 “再生铝合金锭碳足迹证书”,其碳足迹数据表明 “再生铝合金锭碳排放数量” 低于 “原生铝合金锭碳排放数量” 15 倍。这充分体现了再生铝锭在降低碳排放方面的巨大优势。
产品碳足迹的计算对于再生铝锭行业至关重要。它不仅有助于提高消费者对产品环保性的认知度,还能提升企业的市场竞争力。例如,获得碳足迹证书意味着该产品在各个环节均实现了低碳排放。
在原材料回收环节,再生铝锭主要利用废旧铝和废铝合金材料或含铝的废料,通过重新熔化提炼得到铝合金或铝金属。与原生铝锭相比,再生铝锭减少了从铝土矿开采到氧化铝冶炼、再到电解铝等多个高碳排放环节。
在生产环节,企业不断优化生产工艺,采用先进的回收技术,将废弃铝合金进行再生利用,实现资源循环利用,从而降低碳排放。同时,积极参与绿色能源的开发,如巨东股份秉承 “一升两降” 理念,降低生产过程中的碳排放。
运输环节也是碳足迹的重要组成部分。通过优化运输路线、提高运输效率等方式,可以减少能源消耗和温室气体排放。
总之,再生铝锭的碳足迹概念为行业的可持续发展提供了重要的衡量标准和发展方向。
二、再生铝锭碳足迹核算方法
(一)国际实践方法
世界铝业协会(IAI)、铝管理倡议认证(ASI)等机构在再生铝锭碳足迹核算方面有着较为成熟的方法。在固定核算边界方面,涵盖了从铝的原材料获取到最终产品生产的整个供应链的排放密集关键工序,确保不同业务范围和产品结构的铝企之间的产品碳足迹具有可比性,覆盖了铝产品碳足迹中的大部分排放。在废铝信息披露原则上,统一废料的定义,明确废料含量的计算方法,提高了废料和再生铝相关的信息透明度。例如,将废铝分为内部废料、消费前废料和消费后废料,通过明确的计算方式,促进生产效率和消费后废料的回收利用率的提高。这不仅有助于下游采购方更精确地评估铝产品的碳排放水平,还能激励电解铝的减排行动,同时鼓励消费后废料的回收。
(二)国内核算方法
国内的《铝产品碳足迹核算及报告方法学》为再生铝锭碳足迹核算提供了详细的指导。在核算步骤方面,依据世界铝协发布的碳核算相关文件,产品的碳排放强度由总碳排放量除以总生产量计算得出,总碳排放量包括直接排放、间接排放和抵扣排放。对于废铝成分含量的报告,明确了废铝的定义,包括内部废料、消费前废料和消费后废料。废铝比例的计算基于固定比较边界的产品,同时强调应考虑提高消费后废料的回收利用。在产品碳足迹的核算和报告中,遵循一般性核算原则,根据单个生产场所核算和报告,包含相关温室气体排放,以 t CO2e/t 产品为单位报告。此外,还要求报告 “矿山到冶炼” 的碳排放强度,以提高原铝生产的碳排放透明度。通过这些核算方法,国内再生铝锭行业能够更加科学、准确地计算产品碳足迹,为推动行业的低碳转型提供有力支持。
三、再生铝锭碳足迹研究现状
(一)国内外对比
北美铝业生产的碳足迹自 1991 年以来下降了一半以上。原铝生产的碳足迹下降了 49%,而再生铝生产的碳足迹则下降了 60%。生产原铝和回收铝所需的能源也分别下降了 27% 和 49%。北美生产的铝主要依靠可再生水电,是世界上最清洁的铝之一。同时,原生铝生产的地区差异导致各种铝产品的环境足迹出现重大差异。在中国或中东等主要依靠煤炭和天然气发电的地区生产铝产品,其碳密集度可能是在北美生产类似产品的两到三倍。
而在国内,废铝回收任重道远。目前国外对于易拉罐的回收率明显高于国内,其中德国等欧盟国家的回收利用明显处于较高水平。国内因回收体系尚不健全,没有形成科学的回收体系,造成市场分散,回收渠道不稳定,资源富集程度低,进而影响了对废旧易拉罐的利用。我国废铝回收不仅在社会观念上存在一定的偏差,同时也存在聚集度低,缺少体系运作及行业标准等问题。
(二)企业案例
巨东股份在浙江省环境科技有限公司的帮助下获得了 “ISO14067 认证的再生铝合金锭碳足迹证书”,其 “再生铝合金锭碳排放数量” 低于 “原生铝合金锭碳排放数量” 15 倍。巨东股份始终秉持绿色、可持续发展的理念,采用先进的回收技术,将废弃铝合金进行再生利用,实现资源循环利用,降低碳排放。同时,秉承 “一升两降” 理念,积极参与绿色能源的开发,通过不断提升能效水平,优化产业结构,已实现再生铝危废的综合有效利用,推动了再生铝循环利用,为行业树立了榜样。
银邦股份积极响应国家倡导的绿色循环经济政策,降低能耗耗用,提高设备工作效率,同时在生产上通过购买再生铝锭补充原材料,以减少碳排放。
这些企业的实践表明,国内企业在降低碳足迹方面正在积极努力,通过采用先进技术、优化生产工艺、提高资源利用率等方式,为推动再生铝锭行业的可持续发展做出贡献。
四、降低再生铝锭碳足迹的方法
(一)提高回收占比
提高回收占比是降低再生铝锭碳足迹的重要途径之一。随着再生铝对原生铝的逐步替代,能够有效推动碳排放达峰。相关数据显示,我国每年只有约 20% 的再生铝能够重新生产相应牌号的变形铝合金,达成保级回收利用,保持废铝的价值。而在发达国家的再生铝产品结构中,变形铝合金的占比超过一半以上。目前国外保级再生利用最具价值的是废旧铝合金易拉罐,已形成了 “再生 - 加工 - 制罐 - 装罐 - 消费” 的一条永不消失的最优化产业循环链。我国应积极借鉴国外先进经验,提高回收占比,提升再生铝的质量和档次。例如,企业可以加强与废弃电器电子产品、报废汽车等拆解处理企业的合作,深挖掘不同含铝废料的协同处理工艺技术,提高资源回收率和综合利用率,降低能耗水平和生产成本,提升企业利润空间。同时,鼓励在全社会推行建立公共细化回收管理体系,避免 “一锅烩” 废铝回收现象,更好地珍惜资源和能源。
(二)利用可再生能源
在风光资源丰富地区建立铝精炼厂和冶炼厂,充分利用可再生能源,如太阳能、风能等,可以有效降低再生铝锭的碳足迹。例如,可以采用光伏 + 储能等解决方案,为铝生产过程提供清洁电力。据统计,2020 年,我国电解铝行业全年耗电约为 4851 亿千瓦时,约占全国总用电量的 6.46%。用电占比如此之大,若能采用可再生能源供电,将大大减少碳排放。此外,还可以考虑与水电丰富的地区合作,利用水电进行铝生产。如俄罗斯联合铝业公司在克拉斯诺雅尔斯克铝厂各个产铝环节用的能源都是清洁的绿色水电,使 140kA 惰性电解槽产出的原铝的碳足迹低至 0.01 CO₂eq t/t Al,仅相当于传统工艺生产的原铝排放量 12t/t Al 的约 1/1000。
(三)改进生产工艺
改进生产工艺是降低再生铝锭碳足迹的关键措施。可以采用环保电解铝新工艺,如铝电解零碳排放技术。2019 年,美国铝业和力拓成立的合资企业 Elysis 公司生产出世界上首批零碳排放的原铝。截至目前,世界铝工业已研发成功 3 种零碳排放的惰性阳极铝电解技术:Elysis 公司的 ElysisTM 技术、俄罗斯联合铝业公司的惰性阳极工艺、海德鲁铝业公司的近零铝排放的 Halzero 工艺。我国对惰性阳极铝电解技术的研发也很重视,如东北大学、中南大学等单位自 2008 年以来针对惰性阳极材料及其特性进行了 10 多年的研发。
此外,还可以改造熔炉增强灵活性。例如,部分企业采用感应炉、侧井炉、双室炉(多室炉)等对碎屑料进行处理以减少损失;对于表面有涂层的再生铝原料,一般采用脱漆窑、双室炉或者两者结合的方式处理,也有部分厂家采用多室炉进行脱漆及熔炼。同时,继续研究适于处理铝合金废料的高效、节能、快速熔化炉,进一步节能降耗,提高熔化炉热效率,延长炉子寿命,减少金属烧损,提高金属回收率;研究再生铝相关的铝熔体精炼过滤技术,提高再生铝的质量;研究开发低品位及复合铝合金废料的处理工艺,完善预处理工艺;研究不同再生铝原料选择最佳的预处理系统,做好分选处理工作,从源头上把质量关;研究二次铝灰的无害化处理及应用。
五、再生铝锭碳足迹的未来展望
再生铝锭在碳足迹方面确实面临着一些挑战。一方面,废铝原材料供应稳定性不足,可能会影响再生铝锭的生产规模和碳足迹的降低效果。由于废铝的回收受到多种因素的影响,如消费者的回收意识、回收渠道的畅通程度等,导致废铝的供应量存在一定的不确定性。另一方面,国际贸易争端和进出口政策的变化也可能对再生铝锭行业产生影响。例如,一些国家可能会出台限制废铝进口的政策,这将减少国内再生铝锭企业的原材料来源,从而影响行业的发展。
然而,随着技术进步和政策推动,再生铝锭的未来潜力巨大,值得期待。在技术方面,随着环保要求的提高和科技的不断进步,再生铝企业将不断进行技术创新,提高产品质量和降低碳足迹。例如,一些企业正在研发更加高效的回收技术,能够提高废铝的回收率和利用率,减少资源浪费。同时,新的生产工艺和设备也将不断涌现,如更加节能的熔炉、更先进的精炼过滤技术等,这些都将有助于降低再生铝锭的碳足迹。
政策方面,全球范围内对再生铝产业的支持力度不断加大。中国政府明确提出加快再生有色金属产业发展,并提出 “碳中和、碳达峰” 产业政策,将进一步推动再生铝行业的发展。此外,还出台了一系列政策措施,如《减污降碳协同增效实施方案》等,以提高再生铝比例,推广高效低碳技术。这些政策将为再生铝锭行业的发展提供有力的支持。
随着汽车轻量化的发展趋势,再生铝锭在汽车领域的应用将越来越广泛。汽车制造商为了降低车辆的重量,提高燃油效率,将更多地采用再生铝锭制造汽车零部件。这将进一步推动再生铝锭行业的发展,同时也有助于降低汽车行业的碳足迹。
总之,尽管再生铝锭在碳足迹方面面临一些挑战,但随着技术进步和政策推动,未来潜力巨大。再生铝锭行业将在降低碳排放、节约资源、保护环境等方面发挥越来越重要的作用,为实现全球可持续发展做出贡献。