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繁 2020年9月，習近平主席在第75屆聯合國大會一般性辯論上提出我國力爭於2030年前實現碳達峯、2060年前實現碳中和的目標。鋁工業是發展國民經濟與提高人民生活水平的基礎工業，也是高能耗高碳排放工業。其全生命周期各環節，包括鋁土礦開採、氧化鋁冶煉、原生鋁電解、鋁材、最終產品生產和再生鋁回收利用，以及上遊能源的生產過程，均會排放二氧化碳。探索鋁工業減排路徑對實現我國碳達峯與碳中和目標至關重要。
鋁工業有望實現2030年碳達峯目標，但實現碳排放強度降低65%目標仍有難度
在長期跟蹤和研究我國鋁工業全生命周期物質流、能耗和溫室氣體排放的基礎上，中國科學院、清華大學及復旦大學最近進行了一項聯合研究，在現有的技術水平和能源結構下，預測了我國鋁工業未來80年的碳排放量，得到以下預判：
第一，如果沒有新的重要應用方式出現，氧化鋁和原生鋁產量可在2030年前達峯，而再生鋁產量將持續上升，並預計可在2040年左右超過原生鋁，成爲鋁材的主要原料。氧化鋁冶煉和原生鋁電解是鋁工業碳排放最大的兩個生產環節，其排放約佔總排放量的9%和88%，決定了鋁工業碳排放總量的峯值。如果沒有技術突破帶來重要的新用途出現，預計我國氧化鋁和電解鋁產量的峯值可在2028年左右達到，分別約爲8400萬噸和4100萬噸。達峯的主要原因是鋁需求量增長將趨緩，且再生鋁產量將快速增加。隨着越來越多的在用鋁存量進入報廢期，鋁廢料的產生量將持續增加，並使得再生鋁產量可在2040年前後超過原生鋁產量。但考慮到鋁具有輕質、高強、耐腐蝕、可多次循環利用等優勢，以及技術的不斷進步，鋁在建築、交通等領域的應用範圍可能會擴大，並導致氧化鋁和原生鋁產量峯值的提高和達峯年限的推遲。
第二，在現有的技術水平和能源結構下，鋁工業到2030年可實現碳達峯目標。達峯的關鍵在於氧化鋁和電解鋁產量的達峯。由於再生鋁生產的能耗僅爲原生鋁的4.9%，碳排放僅爲原生鋁的4.2%，隨着原生鋁逐步被再生鋁替代，原生鋁產量在2030年前的達峯將推動碳排放達峯的實現。同時，鋁工業有望實現2030年碳排放強度下降65%的目標。假設我國人均鋁存量飽和水平爲歐洲、美國和日本人均存量飽和水平均值的75%，要實現這一減排目標，到2030年我國再生鋁的回收率需達到85%以上，鋁工業的清潔能源比例需達到45%以上。雖然現有水平與這些指標尚存在較大差距，面臨巨大的減排壓力，但這些指標仍比世界先進水平低。因此，我國鋁工業仍有望完成減排目標任務。
然而，值得注意的是，要實現2030年碳排放強度下降65%的目標，2030年鋁工業的碳排放量應控制在11億噸。而按照現有的技術水平和能源結構，預計2030年碳排放量約爲20億噸，鋁工業單位國內生產總值二氧化碳排放量可比2005下降43%，與65%的目標還有較大差距（>20%）。原因主要在於，一是鋁廢料的回收再生率較低，導致再生鋁產量對原生鋁的替代水平受限。二是如無顛覆性技術出現，通過提高生產技術水平來節能減排的空間已不大。根據國際鋁協的數據，我國電解鋁能耗強度已是世界領先水平；氧化鋁冶煉能耗強度略高於世界先進水平，但差距不大。三是清潔能源比例低。我國能源以煤爲主，鋁工業清潔能源比例僅爲13%。四是鋁的需求量高，因此碳排放也居高不下。五是鋁的隱含出口量大。我國每年出口產品中隱含的鋁佔消費量的20%以上，相當於爲世界各國特別是發達國家承擔了能耗與碳排放代價。
鋁工業實現減排目標的建議
盡管我國鋁工業已經採取了控制電解鋁產量、淘汰落後產能等措施，但僅依靠產能調控和技術進步無法實現鋁工業低碳化發展。爲實現減排目標，建議從以下方面應對：
一是打造廢鋁閉環回收利用體系，推動再生鋁替代原生鋁。我國尚未建立完善的廢鋁回收利用體系，廢鋁回收行業小散亂現象嚴重，存在拆解技術水平落後、廢鋁預處理能力不足、降級使用等問題。建議建設更爲集中化、專門化的廢舊金屬拆解、回收和清理園區。鼓勵大型企業進入廢鋁回收與預處理領域，逐步限制、減少家庭作坊式的廢鋁回收廠家。推廣廢鋁分類、破碎、除雜技術，提高再生鋁的質量，避免降級使用。鼓勵鋁加工企業與再生鋁企業聯合，形成產業規模和供需合作關系。通過明確鋁工業準入條件，對鋁廢料預處理環節的規模、能耗、碳排放等方面做出詳細的規定。
二是從全生命周期角度提高鋁工業的技術水平，降低鋁損失率和碳排放強度。除再生鋁回收利用環節外，在鋁土礦開採環節，應減少民採小型礦山採富棄貧的現象，提高開採技術，減少採礦損失量。在氧化鋁冶煉環節，通過技術進步不斷提高拜耳法的氧化鋁回收率。在原生鋁電解環節，加快淘汰落後的電解槽，不斷提高電解鋁廠的管理和電解操作水平。在鋁材和最終產品生產環節，實現電解鋁廠、鑄件廠和鋁材加工企業的優化組合，通過提高鋁液直接鑄軋的比例，省略鋁的鑄錠和重熔環節，從而減少燒損量和能源消耗量。
三是優化能源結構，提高鋁工業清潔能源比例。鼓勵企業主動調整用能結構，充分利用國內水電、風電、光伏和核電資源，尤其是推廣水電鋁項目。完善市場機制在減排方面的作用，如建立完善的碳交易市場，對高能耗高排放鋁企業徵收環境稅等。
四是進一步控制氧化鋁和原生鋁總量。我國已對氧化鋁和原生鋁實行總量控制政策。目前，氧化鋁和原生鋁產能均高於預測產量的峯值。這說明現有的總量控制目標稍顯寬鬆。考慮到我國鋁工業仍存在一定的落後產能，建議繼續實行氧化鋁和原生鋁總量控制政策，並設置更爲合理的目標值。
五是推進鋁工業產業升級，限制高資源、能源、排放強度產品的出口。建議調整關稅政策，並輔以財政、金融和外交手段，限制出口高質量鋁廢料、未鍛軋鋁、再生鋁和部分鋁中間產品。暫時不對高附加值的鋁中間產品如高端鋁板帶、鋁箔和鋁最終產品的進出口實行管制政策。支持我國企業到國外投資鋁土礦山，建立全球性的鋁廢料回收與運輸網絡，開辦氧化鋁、電解鋁和再生鋁廠並進口相應的鋁產品。
作者單位：陳偉強、王婉君、盧浩潔，中國科學院城市環境研究所；代敏，復旦大學；石磊，清華大學
