中国铝工业的绿色答卷

2024年03月08日 13:4 14510次浏览 来源:   分类: 铝资讯   作者:

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2023年,是全面贯彻党的二十大精神的开局之年,是三年新冠疫情防控转段后经济恢复发展的一年,也是中国铝工业在低碳绿色领域实现跨越式发展的一年。

这一年,中国铝工业在低碳绿色发展中劈波斩浪坚定前行,在能源结构、再生利用和危废低碳处理、铝材料低碳应用等方面都取得了举世瞩目的发展成就。

从绿能着手

推进产业绿色发展,是积极应对气候变化、维护全球生态安全、构建人类命运共同体的重大举措。2020年9月,我国明确提出了2030年前碳达峰与2060年前碳中和目标。对于电解铝产业而言,用火电生产1吨电解铝要产生约13.8吨的二氧化碳排放量,其中就有12吨的碳排放量是由火电生产环节产生,所以中国铝工业减少碳排放的第一要务就是要从绿色能源着手。

然而,对于我国已经发展成熟的煤电铝发展模式而言,去掉碳足迹犹如釜底抽薪,是个不小的挑战。俗话说,船小好调头。而中国铝工业早已是全球铝工业体系中的一艘巨轮,改变航道又何其难?但是,面对降碳这样一个时代命题,我国铝工业不畏难、不退缩,中铝集团、魏桥创业集团等头部企业率先行动,开始向水电、光伏发电、风电等绿色能源领域全面进发。

早在2018年,中铝集团就开始在云南布局水电铝产业,控股我国水电铝产能最大企业云铝股份,并在云南省布局了绿色低碳电解铝产能。随后,山东魏桥创业集团也开始将其位于滨州的部分煤电铝产能转移到水电丰富的云南省。

截至2021年底,以水电为优势的云南省拥有电解铝合规产能约达800余万吨,离当地千万吨绿电铝规划蓝图只有一步之遥。除云南省外,在水电能源丰富的四川省也布局了水电铝项目。

除了水电能源,我国铝产业还大力发展风电、光伏等绿色低碳能源,全面加快绿电能源开发的步伐。

与此同时,全国各地的煤电铝生产基地也加快向绿电铝生产基地升级转型。

煤炭资源和风光资源丰富的内蒙古霍林河地区,早些年依靠其丰富优质的煤炭资源建设了煤电铝产业集群,但随着国家“双碳”目标的不断推进,当地政府积极推动风光资源开发,“挖煤发电”转向“追风逐日”,从最初的“煤电铝之城”逐渐蜕变为“绿电铝之城”。目前该地区新能源并网装机105万千瓦,在建拟建新能源装机600万千瓦,全部建成投运后,总装机容量将达到705万千瓦,年可产生绿电约280亿千瓦时。在霍林河产业园的骨干企业国家电投内蒙古公司霍煤鸿骏铝电公司电解铝生产环节的绿能替代率现已达到25%,采用绿色能源电解铝的年产量已达到23万吨。

据不完全统计,2022年,中国电解铝行业清洁能源占比已达25.5%,产能规模约1000万吨。2023年的相关数据还没有统计,但可以肯定的是绿电铝的增速会呈几何级数增长。

据悉,截至2023年底,中铝集团铝冶炼绿色能源比例已达到45%。

为更好地督促企业加快低碳发展步伐,推动我国绿电铝市场与国际接轨,2023年4月22日,中国有色金属工业协会绿色产品评价中心正式成立。据该评价中心的数据显示,截至2023年底,已有60余家企业参与绿电铝评价及交易。

在“双碳”目标的推动下,2023年,我国铝工业绿电项目建设迎来爆发期。公开消息显示,多数铝企的光伏发电项目实现并网发电:云铝股份6大园区共计175.4MW分布式光伏特许经营项目相继投产、中铝股份青海分公司首个分布式光伏发电项目10MW(阴极片区)成功并网发电、中铝华润有限公司12.86MW分布式光伏项目实现并网发电、云南宏泰新型材料有限公司60.49MW屋顶分布式光伏直供电电解铝项目正式建成投运、内蒙古锦联铝材有限公司80MW复合光伏项目按设计实现全容量并网、豫联工业园区40MW光伏项目一期顺利并网发电、中铝河南洛阳铝加工有限公司总容量9.1MW分布式光伏项目全容量并网发电、广西南南铝加工有限公司22.47MW屋顶分布式光伏发电项目实现全容量并网发电……

一年间,光伏发电项目如雨后春笋般在各大铝厂拔地而起,成为企业的一道亮丽风景线,彰显着我国铝工业绿色低碳发展成就。

有了绿色电,就有低碳铝。国家能源局最新数据显示,2023年,我国可再生能源成为保障电力供应的新力量,总装机年内达到14.5亿千瓦,占全国发电总装机超过50%,历史性超过火电装机。其中,风电光伏发电装机突破10亿千瓦。

目前,我国已经基本形成了以新能源为主,火电能源兜底保障性电源的格局。

在逐绿前行的道路上,电力企业和铝业公司实现了双向奔赴。

更好的消息是,由国家电投集团云南国际电力投资有限公司、国家电投集团科学技术研究院和云南铝业股份有限公司共同研发的分布式光伏直流接入电解铝母排技术,成功运用于光伏直流电直接供给铝冶炼生产项目,这意味着光伏发电直流接入电解铝生产用电取得了重大突破。

岁末年初之时,低碳能源再传捷报。2023年12月6日,国家重大科技专项标志性成果、全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程正式投入商业运行,标志着我国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。随着新一代核能技术的不断发展,作为一种安全、可靠、清洁、经济的能源,目前已成为一些发达国家的首选,也成为我国能源发展的趋势。这也为铝工业低碳生产增添了另一份绿电保障。

总之,为了实现低碳用能,中国铝工业正在从煤电铝向绿电铝快速变革,尽管在实践的过程中出现一些情况不尽如人意,比如,如何应对枯水期水电供应问题、一些高占比的绿电能源不能像国外一样优先配给铝工业生产等等,但相信在绿色发展的道路上我们已经迈出了最关键的一步,不久的将来这些问题都将会得到妥善解决。

当下,中国铝工业正在低碳能源的驱使下高速行进,未来,一定会有更大作为。

向赤泥宣战

赤泥是指从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物,是铝工业发展道路中处理工业固体废物的一道难题,也是铝工业实现绿色发展的一道必答题。

据粗略计算,截至2020年底,全球赤泥累计堆存量超过50亿吨,另外还有每年2亿吨的增量。

我国作为全球铝工业大国,赤泥历史堆存量已超10亿吨,按目前我国电解铝产能天花板4500万吨的量计算,每年还将新产生赤泥近1亿吨。而在2022年,我国赤泥利用量还不足1000万吨,年综合利用率不足10%。根据国家发展改革委等十部委联合印发的《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》,到2025年,赤泥年综合利用量要达到6000万吨。

为了加快推进赤泥绿色利用技术开发步伐,中国有色金属工业协会专门成立了赤泥综合利用推进办公室。2023年,在中国有色金属工业协会的领导下,赤泥综合利用办公室的积极推动和各大铝企的共同努力,开展了大量的调研和推进工作。中国铝工业与交通、钢铁、建材等其他行业企业、社会团体积极沟通交流合作,推动赤泥跨行业应用,并取得了积极成效。

2023年2月,中国有色金属工业协会、百色市人民政府、中国铝业集团有限公司、中国有色金属绿色低碳发展创新联合体共同主办了以“创新、赋能、协同、联动”为主题的第二届赤泥绿色利用大会,吹响加快推进赤泥应用的号角。在第二届赤泥绿色利用大会后,各地积极行动,多措并举推动赤泥绿色利用工作。

2023年4月24日,又启动了《赤泥综合利用政策研究与行动计划》编制工作。

2023年12月,中国有色金属工业协会与国际铝业协会在河南郑州共同主办2023赤泥绿色利用国际论坛。第十三届全国政协常委,中国有色金属工业协会党委书记、会长葛红林在会上发表的题为《集全球之力 破世界难题》的致辞中提出,中国铝行业企业一定要发挥铝行业大国的责任感,勇于创新,率先垂范,走在全球赤泥绿色利用的前列。

经过大家的共同努力,2023年,我国赤泥绿色利用工作得到了行业的空前重视和多方面的支持,从政府、科技、产业等层面都取得了显著成效,一批生产路基材料、胶凝材料和建筑材料的项目已经建成,我国赤泥绿色利用量达到历史最高。

与赤泥绿色利用相关的国家重点研发计划陆续启动。科技部国家重点研发计划“循环经济关键技术与装备”专项中,与赤泥绿色利用技术和装备相关的源头减量、钢铁尘泥、硅铝质复合水泥等项目陆续启动。2023年4月份,中南大学冶金与环境学院周秋生教授主持的国家重点研发计划“铝土矿拜耳法溶出赤泥源头减量及大规模工程示范”项目启动。为了进一步推动赤泥绿色利用,科技部发布并组织实施“十四五”重点研发计划。

中州铝业成功实现了从赤泥中“淘宝”,提炼出合格的铁粉和低钠赤泥两种产品。其中,铁粉产品作为铁矿石、铁精粉补充原料,用于钢铁冶炼,低钠赤泥可替代铁渣、铅渣,用作水泥生产原料,有效地减少了天然矿石开采,节能降碳效果显著。

另外,我国氧化铝生产重地广西百色的赤泥应用也卓有成效,已有8家赤泥综合利用企业,形成赤泥提铁每年221.3万吨、提镓每年180吨的规模,路基材料使用取得新突破。为了更好地做好赤泥综合利用工作,百色市还印发了《百色市赤泥综合利用工作方案》,并明确提出,到2025 年,百色市应用和推广3 项以上规模化利用赤泥的先进适用技术,培育3 家以上年综合利用赤泥量超过100 万吨的重点骨干企业,新增赤泥综合利用率力争达到30%,实现历史堆存逐步消化。

据悉,广西平果铝积极推广赤泥路用技术,目前赤泥综合利用率达到31.55%。

在全国绿色发展的背景下,一些应用行业的企业也在积极参与推动赤泥应用,尤其一些央企在绿色低碳和社会责任方面起到了示范引领作用。

目前,中建八局第一建设有限公司依托在山东章丘的中国建筑绿色产业园,正在积极开拓赤泥等固废资源综合利用,拟建设一期年产30万吨固废专用激发剂及胶结料生产线,二期100万吨赤泥绿色利用示范项目正在规划中,并希望对接当地政府和氧化铝企业,共同推动赤泥大规模低成本应用示范项目。

生态环境部在印发关于水泥等行业的环评通知文件中明确表示,支持赤泥在水泥行业应用,在保证水泥质量的前提下,提高赤泥替代石灰石比重。2023年12月27日,《赤泥路用环境污染防控技术规范》被列入2023年广西地方标准拟立项项目清单。该规范将从赤泥改性激发路用材料中特征污染物识别、赤泥改性激发材料路用的环境风险评估等方面,提出赤泥路用的环境风险评估及污染控制要求,对赤泥路用技术推广和项目建设具有重大意义。

近年来,一批生产路基材料、胶凝材料和建筑材料的项目已经建成或正在建设,我国赤泥绿色利用量不断刷新。在此过程中,众多生产和应用企业更加重视赤泥的减排和绿色利用工作,一批企业和企业家已经成为中国赤泥绿色利用产业发展的开路先锋,如中铝集团、山东高速集团、宝武集团在积极推动赤泥绿色利用方面做了大量工作。

2023年,我国赤泥产生量1.07亿吨,利用量超过1000万吨,同比增长25%,利用率达9.8%,年利用量超过100万吨的省份有:广西326万吨、山东297万吨、山西135万吨、河南135万吨。与往年相比,赤泥利用量取得了重大突破。

当下,尽管在行业同仁的共同努力下,赤泥绿色利用取得了较大成就,但赤泥利用的路还很长,在赤泥问题的解决上,仍须再接再厉。一方面要加强赤泥应用技术市场的开发,加快赤泥市场消费速度;另一方面要倡议减量产生赤泥,将氧化铝产能转移到国外,增加进口氧化铝产品以满足国内铝工业需求。

众人同心,其利断金。相信在全行业的共同努力和与相关领域的精诚合作下,一定能够早日解决铝工业赤泥绿色利用的世界性难题。

为应用减碳

中国铝工业之所以应该冠其绿色产业,不仅仅是因为产业本身在追求低碳生产,而是贵在还能为下游应用行业大大降低碳排放。

铝因其质轻、易回收等优点,与生俱来被赋予了在应用领域节能减碳的优势。比如,当前轻量化成了交通领域低碳发展的首选路径,铝材料也成了汽车轻量化升级的关键材料。

尤其是,中铝集团和魏桥创业集团等骨干企业围绕交通运输领域的轻量化和减碳需求做了大量的工作,并取得了开创性突破。

近年来,中铝集团相继与中国一汽、上汽集团等多家汽车企业签署战略合作协议,在推进汽车用铝合金材料及应用技术开发、申请科研项目等领域展开合作。

在第19届亚运会现场,一辆辆酷炫的亚运会火炬传递保障车、嘉宾接待车极氪001格外“吸睛”。极氪001是全球首款全部使用中铝瑞闽汽车内外板的高端新能源轿车,也是国产汽车铝合金外板材料首次替代进口材料量产的高端车型。另外,还有吉利旗下“礼帽”专车提供的补充应急出行服务。该轻量化全铝车身设计由中铝集团主导开发,车身铝化率达到了97%,在国内同级别车型中尚属首例。

中铝集团相关单位历经多年的研发攻关,系统开展了“汽车轻量化用高性能铝合金板的成分—工艺—组织—性能”关联性研究,突破了车身覆盖件用高性能铝合金板材及制备关键技术,研制了新型6系铝合金,解决了汽车覆盖件铝板表面平整度级别低、包边性能差的难题,显著提升了覆盖件用铝板漆刷线和包边性能。

近年来,中铝集团深耕汽车轻量化用铝领域,旗下中铝材料院汽车轻量化团队集行业人才精锐,以科技创新为制胜法宝,专“啃”行业“硬骨头”。2023年9月,全国首条高速公路重卡换电绿色物流专线——“宁德厦门干线”正式启用。由中铝材料院配套供应全铝换电装置的新能源换电重卡成为该专线上的首批运行车辆,以轻量化之“铝”助力交通运输行业绿色低碳转型发展。在该项目中,中铝材料院汽车轻量化团队充分发挥铝合金型材的断面设计优势,采用铝合金型材搭建的结构设计形式,保障了电池包内模块单元安全可靠性的同时实现了轻量化程度达到45%,居行业先进水平。

在与北京京深深向科技有限公司(简称DEEPWAY)签订某车型铝合金换电框架产品开发定点协议后,中铝材料院配套供应的换电装置DEEPWAY“深向星辰”新能源换电重卡成功应用,采用底部换电技术的重卡将电池模组直接集成到车辆支架/底盘,电池组和车辆可以实现快速分离,实现6分钟换满电,续航500公里,有效地降低了碳排放。

魏桥创业集团控股北京汽车制造厂,足以见得该集团在汽车用铝市场的“大手笔”。2023年2月,魏桥创业集团收购了青岛富路71%的股权,后者拥有北京汽车制造厂。

在大力推动“轻量化、绿色化、智能化”特色新能源汽车产业发展上,魏桥创业集团的表现可谓不遗余力。在收购青岛富路之前,魏桥创业集团已并购河北领途,使其取得了新能源汽车生产资质。而在更早之前,魏桥创业集团还围绕加快交通运输轻量化产业的发展,开展了一系列准备和部署:2016年成立魏桥苏州大学研究院,2019年共建魏桥国科研究院、建设魏桥轻量化基地,攻克了轻量化高端铝材及零部件、先进金属材料、低碳可持续发展等关键技术。

另外,魏桥创业集团还同步规划布局建设新能源汽车产业基地,打造新能源汽车可循环铝车身、电池、电机电控等核心零部件制造产业集群。

2023年12月12日,魏桥创业集团汽车轻量化大型一体化压铸一期项目竣工投产。该项目主要产品为减震塔、纵梁、后底板、电池壳、变速箱壳体等汽车一体化压铸铝合金结构件,主要产品将面向特斯拉、理想、比亚迪、宁德时代、奇瑞、长城、东风、北汽等国内外知名汽车主机厂。

另外,宝武铝业在汽车轻量化方面也开始收获。2023年11月底,华为智选车模式下的首款轿车智界S7正式开启预售,宝钢股份中央研究院宝武铝业技术中心开发的5182-RSS和6014-T4P汽车铝板在该车型成功实现批量应用。该款车型定位为中大型轿跑,由华为和奇瑞共同打造,搭载了华为全栈智能汽车解决方案,全车有多个铝板零件,全由宝武铝业提供。

2023年11月底,华晨宝马与河南神火集团有限公司、帅翼驰新材料集团有限公司分别签订自2024年至2030年针对绿色电解铝和再生铝的备忘录。两份备忘录不仅保障了宝马汽车生产对优质低碳铝的需求,更从源头减少汽车生产的碳足迹。

长华集团日前宣布,其轻量化汽车铝部件工厂进入试产阶段,年产20亿件汽车高强度紧固件生产线建设项目(一期)已进入设备导入和调试阶段,轻量化汽车铝部件智能化生产基地项目已进入样件试作和客户评价阶段。

沃尔沃铝合金后下臂国产化项目投产,其供应商重庆三友集团于2023年年底举行了沃尔沃XC60后下控制臂国产化投产仪式,正式实现了国内零件自主供应,应用于沃尔沃EM90。

可以说,近年来,铝工业助力汽车产业实现轻量化卓有成效,不论汽车主机厂还是各大铝企业都对未来市场十分看好。

据国际铝业协会(IAI)进行的分析预计,到2050年,随着能源、运输、建筑和包装行业寻求脱碳,铝的需求量将增长81%;到2030年,这一需求将增长近40%,其中三分之二的增长将来自中国。

可见,中国铝工业正在承载着一个助力下游行业低碳发展的光荣使命。

过去的一年,中国铝工业以“刀刃”向内,自我革命的勇气,敢于向低碳发展挑战,并取得了可喜的成就。

2023年底召开的中央经济工作会议,明确提出要深入推进生态文明建设和绿色低碳发展,积极稳妥推进碳达峰碳中和,加快打造绿色低碳供应链。

作为一个铝工业大国,未来中国铝工业仍将不遗余力地将低碳革命进行到底,在绿色低碳的发展道路上开足马力,交出更高质量的高分答卷。

 

责任编辑:王慧

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