導語:近20年我國鋁合金鑄造行業取得了快速發展,但隨著中國承諾2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和的戰略規劃,該行業面臨設備老舊、能源利用率低、碳排放相對高等問題,已成為鑄造企業實現碳中和目標的巨大挑戰。
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通過對國內鋁合金輪轂生產工廠碳排放量的研究,探索在碳約束條件下的鋁合金鑄造行業碳排放核算方法及其影響因素。從浙江省某鋁合金輪轂生產制造企業2020年的調研數據得知,當年產500萬件鋁合金輪轂時,其全年CO2排放量高達121.7萬t,其中鋁錠制備間接排放112.4萬t,電耗間接排放5.8萬t,天然氣燃燒直接排放3.5萬t,分別占比92.35%、4.77%、2.88%。
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影響CO2排放量的主要因素包括鋁錠制備時清潔電力占比及其電解鋁技術,鋁合金鑄造工廠清潔電力占比及其設備能源利用率和工廠余熱利用率等;其中,提升清潔能源電力占比是減少碳排放量直接方法,同時以清潔電能代替天然氣能是鋁合金鑄造企業實現碳中和目標的必經之路。 本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
2020年9月,我國在聯合國大會上承諾,中國CO2排放量力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。碳排放是關于溫室氣體排放的一個簡稱,溫室氣體包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫等,其主要的氣體是二氧化碳。為簡化數據統計和分析,將“碳排放量”等同于“二氧化碳排放量”并忽略其他溫室氣體的分析和計算。
近20年我國鋁合金鑄造和電解鋁產能取得了快速發展,但也面臨設備老舊、能源利用率低、碳排放高等問題,這給碳中和目標的實現造成了巨大的壓力。隨著國家碳排放政策持續向下游產業推進,鋁合金鑄造這種高能耗、高排放行業面臨較大的減排壓力和挑戰;因此,研究在碳排放約束下我國鋁合金鑄造碳排放核算方法及其影響因素具有重要的實際意義。 內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com
1 研究方法和數據來源 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com
1.1 研究方法 本*文`內/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網-tan pai fang . c o m
由于鋁土礦開采、氧化鋁焙燒、電解鋁、鋁合金熔煉、鋁合金鑄造、熱處理、機加工、涂覆等生產過程的碳排放量數據采集困難,因此筆者根據能源消耗估算值進行數據分析說明,根據《中國能源統計年鑒》和《其他有色金屬冶煉和壓延加工業企業溫室氣體排放核算方法與報告指南》核算分析天然氣燃燒和電耗的碳排放量,計算公式如下: 本`文@內-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m
CO2是碳排放總量,Ei是能源消耗,EFi是碳排放因子,NCVi是平均低熱量值,NCEi是單位熱量值的碳含量,以及COFi是碳氧化率,計算中所需各項因子參考標準來自IPCC 2006年版的《國家溫室氣體排放清單指南》。
1.2 數據來源
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根據中電聯統計分析,2018年火電機組平均供電煤耗為308 g/kW·h(凈效率為39.9%),火電CO2排放強度約841 g/kW·h,即CO2排放因子為0.841 0 kg CO2/kW·h;根據《關于有色金屬工業節能減排的指導意見》,每噸電解鋁消耗直流電的工信部標桿指標為12 500 kW·h,即全部采用火電的電解鋁每制備一噸鋁錠,其CO2排放量為10.51 t;利用清潔電能如用水、光產生的電進行電解鋁作業所得鋁錠視為清潔鋁錠,在碳排放核算時,清潔電能產生的碳排放視為零;清潔鋁錠碳排放主要來自鋁土礦開采、氧化鋁焙燒、電解鋁作業時石墨陽極和其他熱能產生的碳排放。 本`文內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a npai fan g.com
表1為研究過程中的碳排放核算因子。根據表1數據計算得知,每噸清潔鋁錠(全部采用清潔電力)在制備過程中合計排放CO2 6.05 t (2.9+3.1+0.05);電解鋁全部采用火電,其每噸鋁在生產過程中合計排放CO2 16.56 t(10.51+6.05)。
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