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绿碳神州云丨电解铝企业该采取哪些减碳措施?

作者:威士丹利发布日期:2024-04-1690 人已读

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1.从能源端降碳,提升清洁能源比例

除西南片区外,我国其他地区的电解铝企业电力能源严重依赖火电,自备电厂全部为火电,非化石能源占比相对较低。使用火电,生产1t电解铝所排放的二氧化碳量约为11.2t;使用水电,生产1t电解铝所排放的二氧化碳量几乎为零。

2020年,国内电解铝产量3805万t,火电占比88.1%,非化石能源占比11.9%,1吨铝CO₂排放量为11.2t。为此,电解铝企业要降低碳排放,在外购电力方面要优化结构,提升清洁能源比例。


2.从原料端降碳,使用高品质预焙阳极

在电解铝碳排放中,除电力碳排放外,阳极碳排放是另一大排放源。在节能降碳的背景下,配额管理要求企业必须强化碳排放。电解铝企业应采购低硫、低灰分的高品质预焙阳极,在采购前要评估碳排放影响,包括是否延长换极周期、净耗是否下降等问题。


3.改造升级现有槽型

2021年,国家为推动电解铝行业持续提升能源利用效率、降低碳排放强度,服务经济社会绿色低碳循环发展,出台了按铝液综合交流电耗对电解铝行业实行阶梯电价的政策。

对于原来较早建设的电解铝企业,由于阴极炭块材质及技术等因素限制,电解槽电耗相对较高,因此要做好统筹规划,通过大修改造逐步对原电解槽进行升级。

例如,采用石墨化阴极结合磷生铁浇铸技术和行业内先进成熟的电解槽内衬结构优化技术对电解槽进行升级,降低炉底压降,提高热导率,延长电解槽寿命,尽可能规避阶梯电价涨价风险,同时有效促进节能降碳。


4.进行节能技术创新

目前科研院所和电解铝企业都非常重视节能降碳工作,自主研发或联合研发了较多的科研技术,包括电解槽槽上部与槽壳绝缘优化、降低直流电无功损耗技术、铝电解节能技术集成工业试验、无炭渣阳极铝电解生产技术、焙烧块开槽、阳极导杆组全截面焊接、阳极抗氧化涂层、低电阻高导电节能型钢爪、智能信息化等。

科研技术的应用不断优化阳极毛耗、电流效率、槽平均电压、直流电耗等经济技术指标。另外还有配电系统中央节能技术、燃气锅炉节能技术、空压机系统节能技术、水泵电极节能技术、低温余热利用技术等,可进一步节约能源,推动降碳。电解铝企业和科研院应联合起来开拓思路,研究开发颠覆性技术,例如惰性阳极的研发与实践。


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5. 开展全要素生产管理

以全要素对标为抓手,以强化生产过程管控为重点,探索节能降耗提升新路径。对每个生产细节上严格把控,全面提升电解工艺控制和操作水平。

(1)加强电解工序过程管控,减少阳极非正常下线,防止阳极下滑爆块和脱极;

(2)精准编制换极周期表,换极周期优化到班次,吃干榨净高位残极;

(3)要从能量平衡、物料平衡方面,优化电解槽主要参数控制;

(4)实施电解槽分类管理,重点槽制定调整措施和时间节点,加强跟踪巡视,确保电解槽安全、稳定、节能高效和长周期运行;

(5)加强对辅机电耗的对标控制,包括对输料净化系统、电解车间用电、整流所用电、空压系统用电、组装系统用电及熔铸系统用电进行对标优化、逐步改造或淘汰;

(6)分解水、风、电、气等能源消耗指标,对重点指标和改善不理想的指标重点攻关;

(7)完善分级计量,关注能耗分解看板,采取检查、督促、考核等手段,实时调整能源消耗指标;

(8)开展“避峰填谷”等能源管控措施,进一步优化设备运行方式,杜绝空负荷运行,减少能耗;

(9)跟踪优化炭素合同能源管理项目,降低天然气消耗。总而言之,要从电解铝用能全过程进行分析对标,制定措施并落实到位。


6、加大废铝利用

铝金属的抗腐蚀性强,在使用期间损失极少,可以多次重复循环利用,因此铝具有很强的可回收性。欧洲、北美等发达国家或地区的再生铝产量已普遍超过原铝产量,日本国内全部采用再生铝生产。据IAI数据显示,生产1t原铝的碳排放量约为11.2t,而生产1t再生铝的碳排放量仅为0.2t。再生铝生产具有节约资源、减少铝矿资源对外依赖、环保等特点,以及具有明显的节能减排优势,是电解铝企业节能降碳和提升效益的另一重要途径。

从企业的角度来看,纳入碳市场意味着企业将面临更为严格的碳排放限制,将促使企业重新审视自身的能源结构和生产方式,积极寻求降低碳排放的有效措施。同时,电解铝行业纳入碳市场后,也将促使全国碳市场容量进一步扩大,碳排放权的交易也将更加活跃!


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