废铝再生利用项目节能减排效果实例分析

废铝再生利用项目节能减排效果实例分析

张鹏飞  占博渊

杭州智鼎方略科技有限公司 浙江杭州  310000

摘要：本文围绕废铝再生利用项目实例的节能减排效果进行了深入研究。通过实例分析，详细探讨了废铝再生利用项目在降低能耗、减少排放、提高资源利用率等方面的实际效果。研究发现，废铝资源再生利用不仅能够有效节约资源，还能显著降低环境污染，减少碳排放，对推动铝工业的可持续发展具有重要意义。

关键词：废铝；再生利用；节能减排；碳排放；可持续发展

Abstract: This paper conducts an in-depth study on the energy-saving and emission-reduction effects of a waste aluminum recycling project example. Through case analysis, it thoroughly explores the actual effects of waste aluminum recycling projects in reducing energy consumption, emissions, and improving resource utilization rates. The study finds that waste aluminum recycling not only effectively conserves resources but also significantly reduces environmental pollution and carbon emissions, which is of great significance for promoting the sustainable development of the aluminum industry.

Keywords: Waste Aluminum; Recycling; Energy Saving and Emission Reduction; Carbon Emissions; Sustainable Development

1前言

作为世界上最大的原铝生产国，中国积极响应国际社会的号召，致力于推动绿色、低碳、循环发展。近年来，我国经济持续快速增长，铝加工行业也得以迅猛发展，并始终保持着世界领先的地位。然而，随着铝产量的不断增加，能源消耗和温室气体排放问题也日益凸显。为了实现铝行业的绿色转型和可持续发展，废铝再生利用项目成为了一种有效的节能减排途径[1-2]。

废铝再生利用项目通过回收废旧铝材进行再生加工，不仅减少了对新铝矿的开采需求，降低了资源消耗，同时也减少了铝生产过程中的能源消耗和温室气体排放。这种循环利用的方式不仅符合可持续发展的理念，也是实现铝行业节能减排目标的重要手段。

本论文旨在通过对废铝再生利用项目的节能减排效果进行实例分析，探讨废铝再生利用在铝行业绿色转型中的重要作用和减排潜力。通过对具体项目的深入研究，我们将揭示废铝再生利用项目在降低温室气体排放、提高资源利用率等方面的实际效果，为铝行业的绿色转型提供有益的参考和借鉴。

2废铝资源再生利用项目的节能减排机制

电解铝生产流程包括铝土矿开采、氧化铝制备、炭阳极生产、铝电解、铝锭铸造等5个步骤[3]。铝旧废料经过收集、预处理、熔炼和加工后成为再生铝。再生铝相比电解铝的节能减排情况如下：

2.1废铝再生大大降低能耗

根据现行《电解铝和氧化铝单位产品能源消耗限额》（GB 21346-2022）中规定的电解铝行业单位铝锭产品1级能耗限额（先进值）为13300kWh/t[4]，且电解铝生产过程中铝电解工序占吨铝电耗的90%以上，而用再生铝生产铝材，省去了氧化铝生产过程中电解的电耗。

因此相比电解铝的生产，再生铝生产的能耗大大降低，再生铝生产时节能减排效果显著。一方面，再生铝生产不需要电解等原铝生产中的高能耗工艺，简化了生产流程，减少了能源消耗，降低了碳排放；另一方面，废铝通过采用高效的熔炼炉和热回收系统，提高能源使用效率降低单位产品能耗，进一步降低了碳排放。

2.2废铝再生有效减少排放

废铝资源再生利用项目的实施不仅有助于节能，还能显著减少各类污染物的排放。

减少废气排放：由于废铝再生利用过程中无需进行电解等工艺，因此不会产生原铝生产中的二氧化硫、氮氧化物等有害气体。此外，再生铝生产过程中对燃烧过程的优化控制，也能进一步减少废气排放。

减少废水排放：废铝再生利用项目中的废水主要来源于清洗和冷却过程。这些废水经过适当的处理后，可以实现循环利用，从而大幅减少废水排放。同时，对废水处理技术的不断改进，也提高了废水处理效率，降低了废水对环境的影响。

减少固体废物排放：废铝再生利用过程中产生的固体废物主要包括炉渣、烟尘等。这些废物经过适当的处理和回收，可以实现资源化利用，减少对环境的影响。同时，通过优化生产工艺和加强废物管理，可以进一步减少固体废物的产生。

3实例分析

3.1再生铝项目的减排示例

为助力实现“双碳”目标，推动再生铝产业绿色低碳发展，对再生铝行业的发展起到重要的引领示范作用，浙江衢州某公司实施了废铝再生利用项目。该项目通过建设熔炼车间、铸造车间、购置先进的再生铝熔炼生产线、压铸生产线等，年可产再生铝锭10万吨，该项目的碳排放情况如表1所示：

表1 衢州某废铝再生利用项目碳排放情况

根据北京工业大学李明阳、高峰等人的《基于目标情景的中国铝生产碳减排与碳达峰分析》中[5]，2018 年生产 1 t电解铝的温室气体排放潜力见表2。

表2 生产 1 t电解铝的温室气体排放潜力

由表1~2可知，浙江衢州某公司废铝再生利用项目产10万吨再生铝锭对比电解产10万吨铝锭可减少温室气体排放为：

（14479.89-181.12）×100000÷1000=142.99万tCO2eq

综上，该项目是一个典型的废铝资源再生利用项目，项目采用先进的选用蓄热式熔铝炉熔炼工艺，并极限回收烟气余热，实现了废料循环再利用。项目投产后，填补了当地在高品质再生铝循环保级利用领域的空白。通过该项目的实施，不仅节约了生产成本，提高了生产效益，还实现了显著的节能减排效果。据估算，该项目每年可减少碳排放约142.99万吨，具有显著的环保效益。

3.2项目的示范性效应

该项目是浙江衢州某公司在绿色低碳道路上迈出的重要一步。建设投产后，每年可产生再生铝锭10万吨。再生铝熔炼生产线、压铸生产线投产后，可实现废铝的回收利用，具有低碳环保和经济效益双重价值。作为“浙江省重点建设项目”，项目在浙江省地区的示范效应主要体现在以下方面：

建设废铝再生项目是践行碳达峰碳中和目标的重要途径。浙江衢州某公司践行绿色低碳发展路径，积极发展循环经济，为国家早日实现碳达峰碳中和作出贡献，对全省再生铝行业的发展起到重要的引领示范作用。从宏观上看，“双碳”承诺是国家战略目标，企业必须主动履行降碳责任，提前谋划和布局，做好落实工作；从微观上来讲，持续寻找降碳路径，推进绿色铝生产，倡导绿色铝消费，也是该公司行稳致远的必由之路[6]。

实现了再生废弃资源高值化的综合利用，节能降碳效果显著。废铝被回收利用后，对比利用原生铝，生产同等产量的铝合金锭，可减少二氧化碳排放142.99万tCO2eq。此次再生铝示范项目建成投产，在衢州市创建国家生态文明建设示范市过程中作出重大贡献，在浙江省铝行业响应“双碳”号召，具有可复制推广的社会价值和示范效应。

带动下游汽车产业节能降碳，提升汽车铝制零部件的产品性能。再生铝最主要的应用领域就是汽车产业，汽车产业的发展趋势将深刻地影响再生铝产业的发展。铝合金对汽车的轻量化具有重要意义，到2025年普通乘用车铝合金用量将超过500磅，占全车总重的16％以上，重量进一步减轻，因此可以预测，废铝再生铝合金材料在汽车零部件制造领域的应用将会越来越广泛，再生铝对汽车轻量化工程将发挥越来越重要的作用，利用废铝再生制备车用零部件，是绿色循环经济发展的重要组成部分[7]。

4废铝再生利用项目的节能减排效果评价

综上分析，再生铝与原铝在温室气体排放上的差距显著，2022年，我国原铝（电解铝）产量高达4021.4万吨，而再生铝产量仅为865万吨，仅占原铝产量的21.51%。相比之下，发达国家的再生铝与原铝比例已接近或超出1:1[8]，这显示了我国在提升再生铝利用率方面还有很大的空间。

从温室气体排放的角度来看，再生铝的生产过程相比原铝更加低碳环保。经估算，当我国再生铝替代原铝的占比提高至50%时，能够减少约2.87亿吨二氧化碳排放，凸显了再生铝在节能减碳方面的具有巨大的节能潜力[9]。

因此，发展再生铝工业是我国实现双碳目标的重要途径之一。它不仅能够节省资源和能源，降低环境污染，还能够推动有色金属行业的循环经济发展。我们应该加大对再生铝工业的支持力度，提升废铝回收利用率，推动再生铝技术的创新和应用，为实现双碳目标作出积极贡献。

5结论与建议

废铝资源再生利用项目在节能减排方面取得了显著成效，通过实例分析可知，该项目不仅有效降低了能耗和温室气体排放，还提高了资源利用率，对推动铝工业的绿色转型和可持续发展具有重要意义。

因此，应加大对废铝资源再生利用项目的支持力度，加强废铝回收体系建设，鼓励更多企业参与其中。同时，还应加强技术研发和创新，优化生产流程，提高能源利用效率，减少污染物排放，实现绿色生产，不断提高废铝再生利用的技术水平和产品质量，推动铝工业的绿色低碳发展，为铝工业的可持续发展提供有力保障。

参考文献：

[1]姜玉敬. 中国再生铝工业发展的新趋势 [J]. 中国金属通报, 2017, (02): 10.

[2] 韦漩,王海娟,刘春伟,等.废旧铝合金回收利用的研究现状[J].过程工程学报,2019,19(1):45—54.

[3]丁宁,高峰,王志宏,等. 原铝与再生铝生产的能耗和温室气体排放对比 [J]. 中国有色金属学报, 2012, 22 (10): 2908-2915. DOI:10.19476/j.ysxb.1004.0609.2012.10.030.

[4]GB 21346-2022, 电解铝和氧化铝单位产品能源消耗限额[S].

[5]李明阳,高峰,孙博学,等. 基于目标情景的中国铝生产碳减排与碳达峰分析 [J]. 中国有色金属学报, 2022, 32 (01): 148-158.

[6]戴铁军,潘永刚,张智愚,等. 再生资源回收利用与碳减排的定量分析研究 [J]. 资源再生, 2021, (03): 15-20.

[7]孙德勤,江宽,崔凯,等. 再生铝制备汽车零部件技术的应用与发展 [J]. 铸造技术, 2018, 39 (06): 1387-1391. DOI:10.16410/j.issn1000-8365.2018.06.064.

[8] 李昊. 中国铝土矿资源产业可持续发展研究[R]. 北京：中国地质大学，2010

[9]韩逸,钱维锋,朱雯,等. 废铝绿色低碳回收利用研究进展与挑战 [J]. 轻合金加工技术, 2022, 50 (10): 1-10. DOI:10.13979/j.1007-7235.2022.10.001.

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