铝工业应对气候变化的新进展

　　气候变化使铝冶炼的温室气体排放成为人们关注的一个焦点。铝工业其它重要的可持续性议题还包括赤泥库的完整性和安全性、废物处理(废槽衬、浮渣等)、耗水量、工作条件、生物多样性等。在这篇文章中，我们将回顾过去减少温室气体排放的工作，以及行业内围绕“绿色”低碳铝营销和认证的最新趋势。在澳大利亚能源政策的背景下，讨论了利用太阳能分解水来获取氢气替代化石燃料发电的前景。

 

　　生命周期分析

 

　　生命周期分析（LCA）是应用于许多行业的可持续性评估的重要工具。30多年来，铝工业一直在评估其温室气体排放量，许多公司、行业协会和大学对不同冶炼厂和技术的排放量进行了从摇篮到大门的生命周期研究和计算。例如，Keniry1、国际铝业协会（IAI）2-3与Mahadevan研究了印度的工业排放；Zhang4等人对中国的铝冶炼厂进行了研究；麦格理大学（MacquarieUniversity）的研究（2019）6；以及Kvande和Welch7在2018年对尽量减少二氧化碳排放的步骤进行的深入分析。美国铝业协会已经对铝的生产和终端应用进行了从摇篮到摇篮的LCA研究，时间跨度从1993年至今，涉及铝的应用领域汽车、饮料容器等。他们对原铝产业的最新分析是在2013年，当时他们更新了生命周期清单（LCI）数据库。LCI是生命周期分析评价的一部分，涉及产品的单位投入和产出的汇总，包括一次资源开采、制造、分销、使用和最终处置或回收。

 

　　温室气体排放一般分为以下3个方面:

 

　　范围1-直接发生在作业现场的。

 

　　范围2-使用外购电力、热力、蒸汽所产生的间接温室气体排放。

 

　　范围3-其它间接排放，如采购材料和燃料的提取和生产、公司不拥有或控制的车辆运输有关的活动、范围2以外的与电力有关的活动(如输电和配电损耗)、外包活动及废物处理等。

 

　　生命周期评价有时是针对单个工厂，有时是针对同一区域具有相似能源消费模式的工厂。尽管在核算排放时存在一些困难，主要是排放范围和排放因子的不同，特别是随着时间的推移，政府间气候变化专门委员会（(IPCC)的评估报告修改了用于确定每项活动的二氧化碳排放量的温室效应潜能值（GWPs），但各方对所取得的结果仍有合理的共识。ISO标准14040和14044规定了这种方法。生命周期评价方法已与世界资源研究所（WRI）和世界可持续发展商业理事会（WBCSD）的温室气体议定书相结合。

 

　　通常，温室气体排放要包括现场直接排放（范围1）和厂外间接排放（范围2，特别是发电）。其它外地排放量（范围3）包括与材料输入有关的排放，即氧化铝、铝土矿、石油焦和沥青生产中的排放。报告的二氧化碳排放量中，包括哪些项目并非总是清晰的。到目前为止，最大的排放源是电力生产。以煤为动力的冶炼厂的吨铝碳排放约为15-20吨，而使用100%水电的地区吨铝碳排放小于4吨（范围1、2和3）。许多使用燃煤发电的铝冶炼厂都分布在中国，因此原铝近70%的工业排放源于中国。

 

　　在冶炼厂生命周期评价中，往往忽略了铸造过程的排放。然而，它们确实对碳的总负荷量有贡献，特别是对于含镁和硅高的合金产品，它们的碳足迹更高些，吨铝排放约为20吨8。

 

　　氧化铝生产过程中的排放量各不相同。一个研究报告称，每吨氧化铝的二氧化碳排放量为1.2吨，或每吨原铝中氧化铝的二氧化碳排放量为2.3吨。Kvande和Welch4根据铝协会的数据得出每吨铝的平均排放量为1.5吨。澳大利亚铝协（Australian Aluminium Council）估计，澳大利亚冶炼厂每吨氧化铝的二氧化碳排放量为0.7吨（折合吨铝1.3吨）。与其它投入相比，铝土矿开采的温室气体排放量很小。根据工艺和实践，煅后石油焦吨铝二氧化碳排放量约为0.4吨。

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