23.01.2025北京科吉环境技术发展有限公司
我国铝冶炼行业发展现状
铝冶炼企业在现代工业中扮演着至关重要的角色,随着技术进步和社会需求的不断演变,铝产业链持续扩展和深化,从传统的铸造、压延、挤压工艺向更加精密的加工技术领域不断迈进。据国际铝业协会(IAI)数据,中国在全球铝冶炼领域中占据领先地位,国内铝冶炼产能约占全球总产能的60%。目前铝冶炼行业的主要工艺是采用电解法得到电解铝,电解铝及其制品在新技术领域如新能源汽车、城市基础设施建设、光伏产业和核电领域中展现出巨大的应用潜力。
以现在大力推广的光伏发电行业为例,随着清洁能源技术的不断进步,产业中铝型材的应用范围正在持续扩展。挤压铝材因其重量轻、耐腐蚀性强、成型性好、高强度及易于切割加工等优点,成为太阳能光伏组件的首选材料,主要应用于电池板框架支柱、支撑杆及拉杆等关键部件。这些部件不仅固定太阳能电池板,确保密封性,增强整体结构强度,还简化了运输和安装过程,对电池组的使用寿命具有重要影响。鉴于全球光伏新增装机容量预计将继续保持稳健上升态势,铝合金材料的需求量将不断增加,为铝冶炼企业提供了广阔的发展前景。
“双碳”时代对铝冶炼行业既是机遇,也是冲击
虽然全球碳中和的时代背景给铝材提供了巨大的市场,但是也给铝冶炼行业提出了降碳的新要求。铝冶炼行业作为能源消耗密集型行业,一直是中国节能减排政策的核心关注领域。为达成铝业“双碳”目标,国家采取了一系列措施以巩固并化解过剩产能,实施产能置换政策,严格控制新增产能的增长,同时推动清洁能源的广泛应用。
2024年9月9日生态环境部发布的《全国碳排放权交易市场覆盖水泥、钢铁、电解铝行业工作方案(征求意见稿)》中公布:“2024年作为水泥、钢铁、电解铝行业首个管控年度,2025年底前完成首次履约工作。”(以下简称“工作方案(征求意见稿)”)2024年9月14日,生态环境部办公厅在《关于印发《企业温室气体排放核算与报告指南 水泥行业(CETS—AG—02.01—V01—2024)》等4项全国碳排放权交易市场技术规范的通知》(环办气候函〔2024〕321号)中正式发布了《企业温室气体排放核算与报告指南 铝冶炼行业(CETS—AG—04.01—V01—2024)》(以下简称“指南”),正式规定了铝冶炼行业企业的铝电解工序和企业层级的温室气体排放核算与报告要求。工作方案(征求意见稿)和指南的发布标志着2025年铝冶炼行业向正式被纳入我国的全国碳市场、进行配额履约迈出了关键一步,可以说碳排放水平将会是今后铝冶炼企业的一个关键指标。
指南最值得关注的一点是电力消耗所产生的间接排放不再纳入铝冶炼工序的核算范围,仅做辅助参数进行上报。在从事非发电行业重点排放单位的碳排放核查时经常会遇到重点排放单位提出这样的的问题:“发电行业已经计算过碳排放了,为什么我们还要再算一遍呢?”,现在指南的发布就给这个问题做了回答。电解铝行业作为用电大户,铝冶炼工序不再考虑消耗电力的产生的间接排放。指南正式发布出来以后,我们戏称“这电解铝指南不查电了,‘电解铝’成‘解铝’了”。虽然是私下的戏言,但是可以方便我们理解记忆指南的两项排放源。“解”对应着生产过程中的阳极消耗量,用于计算“消耗阳极排放”;“铝”对应着铝液产量,用于通过与指南给出的排放因子默认值相乘计算“阳极效应排放”。
工作方案(征求意见稿)中提到采用碳排放强度控制的思路实施配额免费分配,企业所获得的配额量与产品产量(产出)挂钩。由此可见,碳排放强度控制,基本上就是“基准值法”了,即主管部门给出一个单位产品碳排放量基准值,如果企业的工序层级排放量除以产品产量得到的单位产品排放量小于基准值,就能盈利,反之则亏损。而电解铝行业涉及履约的排放量中“阳极效应排放”部分的排放因子又是指南规定的默认值,仅有“消耗阳极排放”中的阳极消耗量这一项参数可以影响企业的碳排放强度,因此我们可以得到一个结论:影响电解铝行业企业碳排放强度的参数就是阳极单耗,单耗低碳排放强度就低,通过碳市场盈利的概率就大。
之前提到电解铝行业,重点关注永远是交流电耗,对阳极单耗有考量的电解铝行业相关标准不多,其中《清洁生产标准 电解铝业》(HJ/T187—2006)中资源能源利用指标里对阳极单耗有着一级二级三级的标准,阳极净耗≤410kg/t-Al可达到一级;而《电解铝行业绿色工厂评价要求》(YS/T 1419-2021)中的一项评价指标提到:“单位产品主要原材料消耗量满足:单位铝液氧化铝消耗量≤1915kg/t-Al,单位铝液氟化盐消耗量≤18kg/t-Al,单位铝液预焙阳极净耗量≤405kg/t-Al”,这三项并作一条指标,在满分100分的评价指标里仅占1.5分,其重要性可谓是微乎其微。现在指南对于铝冶炼行业的碳排放核算做了这样的规定,电解铝行业需要格外重视阳极单耗这一指标。从企业碳排放管理角度讲,指南鼓励企业“采用浇铸前电子汽车衡等计量器具直接计量的阳极炭块质量数据”优先级高于通过消耗块数计算消耗量,来规范企业阳极计量和碳排放数据质量控制;从碳排放源的技术改造方面,指南鼓励企业进行阳极单耗节约技改,比如使用新型防氧化涂料、保护环等,甚至更进一步使用无碳铝电解惰性阳极替代现有含碳阳极,直接从根本上消除铝冶炼工序的碳排放。
无碳电极铝电解技术成未来关键
展望未来,中国电解铝行业的发展趋势将显著倾向于无碳铝电解技术的广泛应用,这一技术被视为实现行业“碳达峰”与“碳中和”目标的关键颠覆性创新。鉴于中国作为全球最大的铝生产和消费国,推动惰性阳极铝电解技术的工业化应用显得尤为迫切。尽管我国在该技术领域已取得初步成果并展现出良好的进展,但仍面临若干技术瓶颈需要进一步突破。值得注意的是,已有企业开始探索使用进口的惰性阳极材料进行测试,这表明在不远的将来,无碳惰性阳极将成为预焙阳极行业竞争的新焦点。
全国碳市场第一个纳入的行业是发电行业,我们在多年的核查工作中,曾亲眼见到有的电厂因为对碳排放管理工作不重视,导致连年排放超标、配额亏损,最后不得不关停;也见过有的企业在开始履约之前就规范管理,严格把控数据质量,努力降低碳排放强度,从而通过碳市场交易获得上千万的利润。那么,今年就轮到电解铝企业了,你们准备好了吗?