电解铝企业碳中和路径研究

电解铝企业碳中和路径研究

马生文

中铝青海分公司 青海西宁 810016

摘要：20世纪50年代以来，我国铝生产工艺迅速发展，如今已构建了一条较为完善的产业链，为我国经济社会建设提供了有力的铝材支持。电解铝行业是传统的高排放、高污染行业，也是纳入全国碳排放权交易市场管控的八大行业之一。从全球范围来看，电解铝行业产生的碳排放量已超过10亿t，约占全球碳排放总量的百分之四点六。电解铝行业产业链上游主要为铝土矿、氧化铝、冰晶石、阳极炭块、电力及电解设备等；中游为电解铝生产供应；下游广泛应用于建筑、交通运输、机械设备、电力、包装等领域。

关键词：电解铝；碳中和；路径；分析

引言：电解铝行业碳排放将于“十四五”期间达峰，分析了电解铝行业相关的国家政策和行业要求，梳理了全球主要的电解铝企业的碳中和目标和举措。现如今，虽然我国铝产量已经处在全球前列，但电解铝生产工艺依旧相对落后，在生产实践中不仅会产生极大的能源消耗，还会造成一定程度的环境污染问题。近年来，虽然我国相关企业不断提高对电解铝生产工艺优化研究的重视程度，但在实践中仍面临诸多问题，不仅要考虑如何降低生产能耗，还要考虑生产电压的稳定性，以免对电解槽热吸收、产品质量等造成不利影响。因此，技术人员需要对各项因素进行综合分析，有针对性地解决实际操作中遇到的各类问题，达到理想的优化效果。

1.对电解铝行业发展现状进行分析

电解铝产业广泛分布于我国内蒙古、新疆、云南、山东等地区，在各地区电力成本差异因素的影响下，近年来，以上地区凭借自身的电力成本优势，电解铝产能占比不断提升，而之前的电解铝大省河南的电解铝产能逐步由国内首位下降至第四位。受成本、资源等一系列因素的影响，电解铝行业大多分布在西部资源相对丰富的地区，占比约百分之六十三点一。现阶段，我国电解铝产业用电来源主要为火电，占比超过百分之八十，通过火电生产十吨电解铝对应产生的二氧化碳在十一点二吨左右，由此可见，长期通过火电生产电解铝，会对生态环境造成较为严重的破坏。电解铝行业作为一个高耗能行业，电力消耗尤为突出，这也是电解铝生产中成本消耗最大的一环。随着国际能源价格不断提高，一些能源紧缺地区的电解铝产业逐步退出电解铝生产舞台。面对市场竞争日趋白热化的电解铝行业，广大企业希望通过优化电解铝生产工艺达到降低生产成本的目的。其中，部分企业的生产工艺优化效果并不显著，难以在控制能耗的同时确保产品质量达到要求；一些企业则在电解铝生产实践中提出通过强化电流应对电压不足的问题，然而，由于整流系统性能难以达到相关要求，优化效果不尽如人意。从根本上而言，因为电压与电流效率呈正相关，所以必须构建电压与电流的协调关系，这就要依托复杂的数字建模才能实现，难度较大。此外，还有一些企业试图通过加大管理力度推进对电解铝生产流程的优化整合，达到了一定的效果，但尚未实现根本性突破。总体而言，当前我国电解铝生产企业在生产技术、生产工艺研发上投入的资金仍有限，所以电解铝生产能耗优化效果仍不够明显。

2.分析电解铝企业碳中和路径

2.1建立起战略转型的计划

电解铝企业的战略转型需要重点关注产业政策变化，将碳中和目标和企业经营战略目标融合，把握碳中和所催生出的众多新兴产业，调整传统业务组合，寻找新的二次增长曲线，战略转型既需要考虑上下游产业的发展，也应关注未来的减排、中和需求。一是统筹考虑上下游铝冶炼、新能源体系的产业布局方向和发展规划，将碳中和近期、长期目标与国家有色金属行业的产业政策、规划衔接协调，确保落实碳中和的主要目标、发展方向、重大项目与各方面部署要求协调一致。在产业布局方面，重点向可再生能源丰富、天然气资源储备足、铝冶炼产能有释放空间的云南、广西、四川、内蒙古等地靠拢。二是除自身加大技术研发和能力储备外，积极探索绿色投资方向，加大在低碳、负碳、零碳等技术领域的投资，完成自身碳中和资产储备的同时，提升绿色金融支撑能力。有序推进绿色低碳金融产品在生产经营与长期发展中的应用，拓展绿色信贷、绿色债券、绿色基金、绿色保险产品，借力完成低碳转型。三是碳中和的目标和经营发展战略目标融合，对照企业内部管理架构，将目标进一步分解到年度，从管理和制度以及实施将不同层面碳中和目标和管理体系深度融合，确保定性目标指导近期和长期的发展方向，定量目标可落实、可监测、可定期对外披露。

2.2策划出具体的减排路径

一是能源结构转型。紧跟国家能源结构调整，淘汰高能耗和高排放以及低效益的生产方式，开发和应用高效清洁的生产模式及技术设备，并调整用能结构，加大可再生能源和清洁能源应用，从源头上减少温室气体的排放。我国电解铝企业现有的用能结构以火电为主，未来布局的产能应逐步向可再生能源丰富的省份靠拢，积极推进用能结构调整，降低原铝生产环节的外购电力排放。二是低碳技术革新。一方面淘汰落后设备，提升设备性能，提升能源利用效率，另一方面大力采用节约能源的新技术和新工艺，提高能源和产品利用效率，减少碳排放。电解铝相关行业政策均提出了打造“高质量阳极技术”示范项目的要求，延长阳极使用寿命、提高密度、提高空气反应性也是亟须重点突破的核心技术。未来，电解铝企业的主要技术革新方向包括电解槽综合能源优化、电解槽大型化，数字化的配套技术革新也需提前考虑与布局。三是供应链协同减排。电解铝企业应积极与预焙阳极等主要原材料生产企业开展技术合作，开发高质量阳极、惰性电解阳极产品。提升阳极产品密度、增加残极的回收，延长产品使用寿命，减少原材料消耗，进而减少上游原材料生产所导致的排放。同时，在循环利用方面，应积极探索再生铝回收应用新业务合作模式。铝材被誉为“能源储蓄银行”，即使能源消耗保持不变，回收再生铝资源也会减少碳排放，再生铝废料回收所消耗的能源仅为电解铝生产的百分之四点九。四是提升管理绩效减排。电解铝企业应主动建立碳管理体系，在现有管理体系架构和职能分配基础上，建立健全制度体系、能力储备、数字化系统的建设，实现对碳中和目标的全过程、全要素管理和持续改进，同时将碳战略管理与PDCA管理理念融合，在财务目标实现的同时，综合考虑环境、社会责任等目标的实现。

2.3合理的应用市场化的碳抵消措施降低减排成本

对于最终无法通过技术方式减排和不可避免的那部分排放，电解铝企业需要通过参与市场交易，购买市场上的高质量碳减排信用或植树造林增加碳汇等方式，以抵消不可避免的排放，实现碳中和目标。电解铝企业可主动参与到低碳、负碳、零碳技术和项目的投资中，完成碳减排资产储备的同时，积极参与自愿碳市场的交易，实现以较低的成本达成中和目标的目的。

总结：总而言之，为了推动我国电解铝行业的可持续健康发展，应有效解决当前电解铝生产实践中存在的技术水平偏低、工艺设备技术落后、电流效率不足等问题。新时期，我国铝产量已跃居全球前列，但我国电解铝生产工艺仍处在相对落后的水平，电解铝生产不仅会产生极大的能源消耗，还会对生态环境造成一定程度的破坏。因此，推进对电解铝生产工艺的优化研究，对降低电解铝生产能耗、提升电解铝生产环保水平有着十分积极的意义。

参考文献：

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