削减铝碳足迹:可持续生产策略
铝是建筑、发电等众多行业必需材料。但铝碳足迹远超钢铁,铝工业年排放11亿吨CO₂。这对致力最小化碳足迹的行业令人担忧。世界目标2050年减排50%,生产绿色铝的希望寄托于加速行动达成全球脱碳目标。
本文概述铝碳足迹,探讨减排途径:回收铝废料、通过本地金属供应商采购可用铝余料。
铝碳足迹概览
铝耐用且完全可回收,故备受各行业青睐。总产量近四分之三仍在使用,预计2050年需求将翻倍以上。
铝生产极耗能。如从铝土矿冶炼铝是高能耗过程。燃煤冶炼单元排放比水电高400%。
铝工业碳排放热点众多。初级热点通过电解和燃料燃烧直接排放CO₂;运输废弃物处置等次级活动作为碳污染二级来源。
下表按国际铝业协会(IAI)研究显示主要CO₂排放单元工序:
| 工序 | 排放源 | CO₂贡献(kg/吨) |
| 铝土矿开采 | 化石燃料燃烧 | 7.71 |
| 氧化铝精炼 | 化石燃料燃烧 | 1345.38 |
| 铝电解 | 预焙和Soderberg工艺 | 1537.79 |
| 阳极生产 | 焙烧炉 | 171.03 |
| 铝锭铸造 | 燃料燃烧+运输 | 54.03 |
铝工业脱碳路径
减少铝碳足迹须行动脱碳铝工业。下文详述减排方式:转向非常规能源、排放源捕碳、铝回收。
转向非常规能源
据IAI,铝工艺总CO₂排放60%源冶炼煤燃烧;脱碳发电转向可再生能源可使排放2050年降至零。
排放源捕碳
减少大气碳两途径:植树有效捕获大气碳,或排放源捕获碳用CCUS(碳捕集利用与封存)系统等先进技术中和。
CCUS在源头(如烟囱)捕获CO₂,输送注入场或储存用于各种应用。如捕获CO₂与氢合成汽车燃料,或沉淀固体碳酸钙颗粒深埋降低浓度。
但建设运行完整CCUS系统需额外投资长期维护。幸有更廉价方法。
回收余料铝
原生铝碳足迹巨大,每吨铝高达20吨碳排。但消费后废料再回收,足迹降至每吨铝0.5吨CO₂。
下表显示原生与再生铝碳足迹数据:
| 铝类型 | 每吨铝CO₂排放(吨) |
| 原生铝 | 4(水电机组) / 20(燃煤机组) |
| 再生铝 | 0.5 |
回收铝除减少大气碳浓度外多重获益。一、充分利用无限可回收宝贵资源。二、再生铝舒适满足未来增长需求。当前工业35%铝需求靠回收满足。75%历产铝仍在运行,回收应成首选而非铝土矿冶炼,亦能节省90%冶炼能耗成本。
消费后再生铝降低碳足迹为满足全球铝需求开门,不触发环境警报。但回收加工废料非减排可行选项,反而恶化局面。
加工铝源自铝箔等产品加工。总加工铝20-30%成废料。此加工余料虽可回收,但碳足迹甚至超原生铝。因加工废料未完成首次使用循环即再回收,将背负原生铝(高达20吨CO₂/吨铝)和再生铝(0.5吨CO₂/吨铝)双重碳足迹,潜在环境危害超原生铝。
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