从第16期《润百科》开始，小润为大家展开了一个新的系列，碳中和涉及的重点行业（俗称八大行业）的控排难点及现状。

  上期我们不难发现了排名第四的石化化工，本期我们将继续看看排名第五的有色金属行业，占比1.17%。这个占比，大家看来会不会感觉不值得一提？不过小润要提前对大家说，这个占比对应的是6.6亿吨二氧化碳吨排放（2020年数据）。这样就也值得被重视了吧。

  有色金属是重要的基础原材料，是支撑经济发展的重要力量。我国矿产资源种类较齐全、矿产自给程度较高，其中一部分矿种（包括钨、钼、锡、锑及稀土金属）的探明储量名列世界前茅或首位。

  从全球有色金属行业来看，中国是有色金属生产和消耗大国，通过利用国内外两方面资源，中国已建立大规模的有色金属工业，全国十种有色金属（即铜、铝、铅、锌、锡、镍、锑、汞、镁及钛）的产量居全球第一位。

  不过，我国有色金属矿产资源的特点造成有色金属选冶流程长，工艺复杂，直接引发能耗高、水耗大、污染物排放量大，同时，碳排放量也较大。受需求增加影响，近年来我国有色金属行业碳排放总量呈逐年上升的趋势，2020年我国有色金属行业二氧化碳总排放量6.6亿吨，，占全国总排放量的4.7%[1]。

  大家是否有疑问了？前面明明写着有色金属行业占比是1.17%，这里怎么又变成了4.7%？？？

  有色金属行业在生产环节中所使用的电力都是企业自备电，自备电在行业能源消费中占比65%，明显高于电网用电比重。虽然在部分数据统计中会将这部分的碳排放量划分到发电行业的数据里，但企业在实现碳中和过程中，这部分温室气体排放还是在企业本身的核算边界范围内。

  从生产环节来看，有色金属行业碳排放主要来自于金属冶炼环节，集中在能源消耗上。

  间接排放：指电力和热力产生的碳排放，如有色金属电解及高温电炉等冶炼用电产生的碳排放，排放比例约占68%；

  (1) 碳原料：碳作为反应物产生的碳排放，如铝电解过程用碳素阳极，硅冶炼、钛冶炼用碳等，排放比例约占12%；

  (2) 碳燃料：化石燃料燃烧产生的碳排放，如高温窑炉及蒸汽生产等，排放比例约占15%；

  (3) 其他：工艺过程产生的碳排放，如碳酸钙分解制石灰产生的二氧化碳等，约占5%。

  我们以电解铝生产的全部过程中的碳排放来举例说明。电解铝的二氧化碳排放主要发生在能源消耗和电解过程中。电解环节中生产一吨电解铝所排放的二氧化碳约为1.8吨；电力环节中分为火电生产与水电生产，使用火电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量约为11.2吨，而使用水电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量几乎为零。

  有色金属与清洁能源发展紧密关联，怎么样才能解决需求量开始上涨与碳减排的矛盾是有色金属行业绿色发展的关键。

  5G基站、城际高铁及轨道交通、特高压等新基建项目对铜铝有色金属的依赖程度较传统基建更高[1]。其中，铝合金是5G基站建设中的重要材料，在智慧灯杆、天线、散热材料等领域有广泛用途，其用铝占比约为90%左右[2]。此外，钼及其合金在高精尖装备制造、太阳能电池、光伏材料等新兴起的产业部门也存在广泛的应用和良好的前景。根据国际可再次生产的能源机构（IRENA）预测，自2021年到2050年，风电装机预计耗铜1395×104t，耗铝600×104t；光伏装机耗铜5418×104t，耗铝8772×104t。

  从行业划分来看，有色金属行业碳排放的集中度较高，其中铝，尤其是电解铝是有色金属碳排放的最大来源。

  据有色金属工业协会初步测算，2020年我国有色金属行业二氧化碳排放总量约为6.6亿t，占全国碳排放总量的4.7%。其中，铝冶炼行业排放量约5亿t，占有色金属行业总排放量的76%。在铝行业内部，电解铝碳排放4.2亿t，分别占有色金属行业和铝行业碳排放总量的64% 和84%[1]。

  自备电是生产企业自主建立的发电设施，在优化产业布局、降低公司运营成本、提高能源利用效率方面发挥了非消极作用，但我国自备电大都以火力发电为主，如下表所示，电解铝用电结构中，水电、核电、风电和太阳能等能源的比重仅占14%，自备电基本来自火电。

  有色金属行业的区域碳排放差异较大。有色行业产业链包含采矿、选矿、冶炼、加工，以及一些高端的新材料企业等。在有色金属采选环节，四川省CO₂排放量突出，是有色金属采选业碳减排的重点省份；在冶炼及加工环节，广西碳排放量和碳排放强度较高[5]。具体到电解铝生产，如下图所示，2020 年全国电解铝生产电力消耗环节的单位排放为10.33 t. CO₂/t.Al ，云南、四川、贵州等九个省区的排放低于全国中等水准；山西、内蒙古、山东、新疆、陕西等八个省区的排放高于全国中等水准。水电丰富地区排放较低，其中云南省、四川省排放值最低，为7.1 t. CO₂/t.Al，山西省排放值最高，为11.7 t. CO₂/t.Al。

  有色金属工业的碳排放主要由消耗引起，矿石自身产生的碳排放相对较少，据统计2020年有色金属工业能耗约3亿t标准煤。清洁能源如氢能、太阳能等在有色金属工业中还鲜有大规模应用。清洁能源不产生温室气体，对环境友好，因此大力推广清洁能源在有色金属工业中的应用可从根本上解决碳排放的问题。

  我国仍需逐步发展有色金属低碳提取分离方法，形成低碳冶金理论及技术。未来将有望在新反应介质、过程强化技术与装备、资源材料一体化等重点方向取得突破。

  再生金属与原生金属相比，生产的全部过程碳排放有显著降低。再生铝的碳排放约是原生铝的3%~5%，再生铜的碳排放约是原生铜的21%。随着有色金属工业加快速度进行发展，金属矿产原生资源快速消耗，而可开采资源慢慢的变少，我国铝、铜、铅、锌的资源对外依存度分别为60%,70%, 30%及20%，行业可持续发展将逐渐依赖于再生资源。有色金属再生利用对我国有色金属工业资源安全保障、可持续发展以及节能环保具备极其重大支撑作用，是有色金属工业实现碳达峰碳中和的重要路径。

  碳捕集、利用与封存技术( CCUS 技术) 是指将二氧化碳从工业排放源中分离，然后直接封存利用，以实现二氧化碳减排的工业过程。有色金属工业碳排放源中，电解铝过程二氧化碳排放量最大，因此电解铝二氧化碳烟气的净化与利用是未来有色金属工业CCU技术发展重点。

  针对有色金属行业减排的重点和难点，国家层面也陆续出台了有关政策。列表如下。

  适度保持电解铝规模，延伸铝加工产业链条，加强再生铝利用，做优铝板、带、箔等优势产品，全力发展铝精深加工产品，推行“原材料+制成品”特色集群模式；发展铅、锌深加工高端产品，实现产品合金化和制品化，加强再生铅锌回收利用；全力发展铜深加工产品和铜基新材料，推动铜资源循环再利用，推动有色金属向先进合金材料转型。

  “碳达峰”、“碳中和”目标的实现是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，技术创新将在实现有色金属工业减碳目标中发挥关键作用。有色金属工业低碳技术的发展，将基于我国有色金属工业碳排放特征，聚焦资源、环境、双碳和材料的多重约束，创新有色金属矿产低碳提取与循环利用新理论、新方法，形成有色金属资源-环境-材料一体化零碳冶金技术体系，最终实现我国有色金属工业绿色长远可持续发展。

  好了，以上就是本期的全部内容！下一期《润百科》小润将带您揭开“重点行业的减排-造纸”的神秘面纱，我们下期再会~

  [1]吴滨，高洪玮，张芳.《有色金属行业节能减排成效及碳达峰思路研究》2022-2-15

  [2]王龙运，黄建明，尤振平．“十四五”有色金属工业需要转型发展[J]．中国投资(中英文)， 2020(Z8)：28-29．

  [3]郑诗礼，叶树峰，王倩，马淑花，王志，孙峙，乔珊，仉小猛，张懿. 有色金属工业低碳技术分析与思考《过程工程学报》 2022-09-14

  [4] 孟凡君．综合优势显著有色金属工业结构优化迎难而上[N]．中国工业报， 2019-01-10．

  [5] 屈秋实，王礼茂，王博，等．中国有色金属产业链碳排放及碳减排潜力省际差异[J]．资源科学，2021，43(4)：756-763．

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