国家把能源消耗强度降低和主要污染物排放总量减少确定为国民经济和社会发展的约束性指标，把节能减排作为调整经济结构、加快转变经济发展方式的重要抓手和突破口。国务院已印发《节能减排“十二五”规划》，要求各地认真贯彻执行，确保“十二五”期间实现节约能源6.7亿吨标准煤等节能减排目标。

《规划》要求到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤(按2005年价格计算)，比2010年的1.034吨标准煤下降16%(比2005年的1.276吨标准煤下降32%)。

为此，这份长达2万多字的规划要求优化产业结构：继续抑制高耗能、高排放行业过快增长，合理控制固定资产投资增速和火电、钢铁、水泥、造纸、印染等重点行业发展规模，提高新建项目节能、环保、土地、安全等准入门槛，严格固定资产投资项目节能评估审查、环境影响评价和建设项目用地预审，完善新开工项目管理部门联动机制和项目审批问责制。

《规划》明确，“对违规在建的高耗能、高排放项目，有关部门要责令停止建设，金融机构一律不得发放贷款。对违规建成的项目，要责令停止生产，金融机构一律不得发放流动资金贷款，有关部门要停止供电供水。严格控制高耗能、高排放和资源性产品出口。”

《规划》还要求把能源消费总量、污染物排放总量作为能评和环评审批的重要依据，对电力、钢铁、造纸、印染行业实行主要污染物排放总量控制，对新建、扩建项目实施排污量等量或减量置换。

为强化目标责任，《规划》明确：国务院每年组织开展省级人民政府节能减排目标责任评价考核，考核结果作为领导班子和领导干部综合考核评价的重要内容，纳入政府绩效管理，实行问责制。

“十二五”时期如未能采取更加有效的应对措施，我国面临的资源环境约束将日益突出。从国内看，随着工业化、城镇化进程加快和消费结构升级，我国能源需求呈刚性增长，受国内资源保障能力和环境容量制约，我国经济社会发展面临的资源环境瓶颈约束更加突出，节能减排工作难度将加大。从国际看，围绕能源安全和气候变化的博弈更加激烈。一方面，贸易保护主义抬头，部分发达国家凭借技术优势开征碳税并计划实施碳关税，绿色贸易壁垒日益突出。另一方面，全球范围内绿色经济、低碳技术正在兴起，不少发达国家大幅增加投入，支持节能环保、新能源和低碳技术等领域创新发展，抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈。
　　 围绕着国家节能减排目标的实现及人类可持续发展的要求，铝行业制定科学的切实可行的相关能源消耗标准，引导行业科学发展是十分必要的，具有重要的现实意义。然而，在制定相关能耗标准时，要充分考虑事物发展的本质和客观发展规律，既要充分体现标准的科学性、严肃性、代表性和可执行性等，又不能盲目地制定不符合标准制定原则的标准，甚至有碍行业科学发展的标准。对此，本文就将石油焦作为二次能源消耗限额定标铝用炭素行业提出了很值得商榷的意见，从石油焦在电解铝行业中应用的性质、用途以及其在整个过程中的实际行为、铝电解过程的实际能源消耗本质等角度进行了分析，在充分考虑国际电解铝行业120多年的发展情况和惯例的基础上，认为在铝工业上，利用炼油行业上的残渣——石油焦完全是属于资源综合利用、是炼铝必需的一种原材料——还原剂，在铝行业上并非是二次能源。

1  铝冶炼所需的石油焦是原材料——还原剂或导电体

目前，世界工业炼铝的方法有两种，一种是较普遍采用的氧化铝——冰晶石熔盐电解法，另一种是焦炭——铝土矿烧结矿冶还原法，但绝大多数生产铝的厂家是采用电解法。

电解铝方法是1886年诞生，1888年世界上首次实现工业化生产，迄今有124年的历史，自实现工业化生产以来至2012年7月底,全球总计生产电解铝约10.33亿吨,消耗炭素制品约6.2亿吨。

铝用炭素材料按照其在铝冶炼过程中的作用可分为三大类：铝用炭素阳极、铝用炭素阴极和还原剂。

电解铝所用炭素阳极材料是用作铝电解槽的阳极，既把电流导入电解槽，又参与电化学反应，并不断消耗，其实质也是一种还原剂。

　  自1886年发明冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产铝至今，世界上尚没有完全研究清楚铝电解过程中的电化学反应机理（研究的困难很大），但总的反应结果是明确的。为此，对铝电解生产中的炭阳极消耗问题，只能根据最终的反应结果推断和计算。

（1） 理论消耗。在铝电解过程中，炭阳极发生如下反应：

２Al₂O₃（diss）+３Cᆖ2Al（1）+３CO₂（g）              （１-１）

Al₂O₃（diss）+3Cᆖ2Al（1）+3CO（g）                  （１-２）

维持上述反应（电流效率为100%）所需的碳消耗量就是理论碳耗。

当只有反应式（１-１）进行时，吨铝阳极理论碳耗量为333kg。

当只有反应式（１-２）进行时，吨铝阳极理论碳耗量为667kg。

当阳极反应生成的气体有30%为CO时（通常生产情况下），阳极理论碳耗量为393kg/t（Al）。

⑵    实际消耗。在铝电解生产过程中，炭阳极除了参与电化学反应而消耗以外，还存在着氧化燃烧、掉渣等诸多额外的影响因素导致阳极的消耗，这些因素引起的碳耗总和称为实际消耗。现代大型预焙槽吨铝阳极消耗约为410～440kg。

阴极材料用作铝电解槽的内衬，用以盛装铝液和电解质，并把电流导出电解槽外，炭阴极理论上只破损而不消耗，在炭阴极上析出的一层铝液才是实际上的阴极。炭阴极真正意义上就是导电体。

在矿冶法炼铝过程中，应用石油焦参与化学反应，完全是将铝还原的过程。

综上，在铝冶炼过程中，石油焦无论是从它的用途、性质和过程中的行为上看，完全是起到一种还原剂或导电体的作用，是铝冶炼过程中必不可缺少的主要原材料之一。

2  铝冶炼的真正能源是电，并非是所用的碳

 工业生产铝消耗的炭素制品主要有阳极糊、预焙阳极、阴极块、阴极糊、电极、还原剂等，而在绝大多数是采用电解法生产铝的过程中，炭阳极被俗称电解铝的“心脏”，炭阴极被视为电解铝的“肾脏”，采用炭阳极的电解铝方法是当前乃至今后相当长时间内的世界最经济的方法,没有炭素制品就不可能完成现行的电解铝生产，炭素行业是铝工业的基础。

  但在电解铝的过程中，维持电解铝生产正常运行的能量来源是直流电，从电解铝的发展历程上看，起初每生产一吨铝约消耗100000kwh，发展到现在，世界上平均每生产一吨铝约消耗14000kwh，是因为电的作用给电解铝物料（包括炭阳极、炭阴极、电解质等）提供加热并达到生产温度，是在电流的作用下，通过炭阳极、炭阴极作导电体，在阴、阳极间持续不断地进行电解铝的电化学反应，炭阳极并参与电化学反应而不断消耗。

   其实质是，作为铝电解用炭素阳极的主要生产原料的石油焦（碳），并不是铝冶炼过程中的能源，为此，我们不能说木材是可以作为能源，但将木材应用于建筑领域，就说建筑领域消耗了多少能源；另外，因铝用炭素生产的主要原材料是石油焦，就说铝用炭素消耗了“石油焦”能源，这显然是有些偏颇，我们不能将挖煤的企业挖了多少煤，就说该挖煤企业消耗了多少煤能源吧；我想这是一个很简单的道理，因此，如果将铝电解过程中消耗的石油焦作为能源消耗限额定标，对电解铝和铝用炭素行业实在是“冤枉”。

3  将石油焦作为二次能源消耗计量电解铝和铝用炭素行业在世界上尚无先例

众所周知，工业炼铝只有120多年的历史，铝冶炼厂家分布在世界各大洲和地区，世界上在计算电解铝的能耗方面有较为统一方法，是根据国际上公认的相关定律和法则进行的。如果我国单独将可以作为能源的石油焦计量考核电解铝或铝用炭素行业，势必造成如下结果：一是与世界各国同行业的计算能耗标准不统一，造成行业能耗数据的混乱；二是造成中国电解铝及铝用炭素行业能耗水平的“虚报”；三是易造成国际社会对中国铝行业的误解或不必要的争议；四是不利于中国铝行业的发展，因能耗问题的问责制度可能会引起有关部门和人员对行业的误解，甚至限制等。

4  铝行业应用石油焦系资源综合利用

石油焦是铝用炭素制品的主要原料，它是原油经蒸馏将轻重质油分离后， 重质油再经干馏而成的产品。石油焦根据焦化方法的不同，一般可分为釜式焦、平炉焦、延迟焦、接触焦、硫化焦等。我国铝用炭素工业使用的石油焦大部分是延迟焦化法生产出来的，小部分由釜式焦化法生产，所得石油焦又称生焦。

当前，世界经济的发展越来越依赖环境与资源的支撑，人们在没有充分认识可持续发展之前，由于传统发展模式的影响，使世界环境与资源发生了急剧的衰退，环境和资源能为发展提供的支撑越来越有限，经济越是高速发展，环境与资源越显得重要。可持续发展已经成为铝电解用炭素行业的必然抉择，而且可持续发展也已经成为衡量铝电解用炭素行业发展质量、发展水平和发展程度的客观标准之一：因为企业的发展早已不是仅仅满于物质利益的最大化，而是在追求利益最大化的同时，把建设舒适、安全、清洁、优美的环境和人与自然的和谐作为实现企业自身价值的重要目标。

当下，铝电解用炭素制造业所面临的形势是：铝电解槽的大型化、阴极和阳极电流密度的提高，使开发生产高品质、大规格、新结构的阳极和阴极制品成为一个必然方向；原料供应的紧张、价格持续上涨和质量的劣化、波动，是制约铝用炭素工业降低成本、提高质量的关键因素；环保法规的日益严格和人们对环境、健康的关注，使炭素生产中减少污染物排放、实行清洁生产的压力日益紧迫；能源价格的上涨和国家对节约能源、资源综合利用的要求，使炭素生产过程中节能降耗、资源综合利用成为现实的重要课题。而铝用石油焦恰恰是综合利用了炼油行业的“废渣”，系资源综合利用范畴；也为铝工业的可持续发展奠定了适宜的经济的物质基础。

5 从能源概念和能源所赋予的效能上看，铝行业用石油焦作为二次能源消耗限额来定标有失公正

   能源的概念有诸多种定义，总体上，人们较普遍认为，能源就是向自然界提供能量转化的物质（矿物质能源，核物理能源，大气环流能源，地理性能源）。能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。

   能源是国民经济的重要物质基础，未来国家命运取决于能源的掌控。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。从能源的定义及能源所赋予的效能上看，铝行业用石油焦并不是提供能量转化的物质，而是生产铝所必需的一种原材料——还原剂，这在前述中已清楚说明。如果坚持将铝行业用石油焦作为二次能源消耗限额来定标铝用炭素行业或电解铝行业均有失公正和科学性。

综上所述，我们不难得出如下结论：

一是虽然我国节能减排面临巨大挑战，任务十分艰巨，但也面临难得的历史机遇；科学制定相关行业的能源消耗限额标准，不仅有效地保护了人类赖以生存的环境，而且科学引导了行业的发展。

二是在全民节能环保意识不断提高、各方面对节能减排的重视程度明显增强、产业结构调整力度不断加大、科技创新能力不断提升、节能减排激励约束机制不断完善的当下，科学制定铝行业能源消耗限额标准具有十分重要的现实意义。

三是将铝行业用石油焦作为二次能源消耗限额定标铝用炭素行业或电解铝行业，无论从铝用石油焦的性质、用途以及其生产过程中的行为上看，还是从能源定义以及能源消耗所赋予的效能上看，以及从电解铝真实的能源和国际上对铝行业计算能源消耗方法上看，均不适宜将铝用石油焦作为二次能源消耗限额于铝用炭素行业或电解铝行业。

建议在大力推进节能减排、促进经济社会发展与资源环境相协调、切实增强可持续发展能力的同时，科学制定相关行业能源消耗限额标准，促进我国铝工业科学发展。

作者单位：中国有色金属工业集团  教授级高级工程师