电解铝工业能源可持续发展研究

电解铝工业能源可持续发展研究

崔小君

中国铝业青海分公司企业管理部  青海 西宁810108

摘要：随着铝在工业和生活中各个领域的广泛应用，电解铝工业已经成为推动我国工业经济发展和满足人们生产生活需求的重要产业之一。然而，电解铝工业所消耗的大量能源也成为一个日益突出的问题。在全球资源日益枯竭、环境问题日益严峻的背景下，如何实现电解铝工业能源的可持续发展，已成为一个亟待解决的问题。文章重点探讨了电解铝工业能源消耗的现状以及可持续发展对策两个方面，以期为实现电解铝工业能源的可持续发展提供有益的思路和参考。

关键词：电解铝工业；能源消耗；循环经济；可持续发展

引言：

铝是一种重要金属材料，被广泛应用于航空、汽车、建筑、包装、电子等领域。据统计，我国铝产量在全球排名第一，已成为全球最大的铝生产国之一。然而，随着工业化进程的加速和能源消耗的日益增加，电解铝工业所消耗的大量能源已成为一大问题，因此，实现电解铝工业能源的可持续发展，不仅对于保障我国工业经济的健康发展至关重要，而且对于应对全球气候变化、促进可持续发展目标的实现也具有重要意义。

一、电解铝工业的重要性

电解铝工业是我国传统优势产业之一，已成为国民经济的重要支柱产业，根据统计数据，2022 年我国电解铝总产能为4430万吨，产能利用率达到 91%。我国电解铝工业在全球市场上也占据了一定的份额，出口到全球100多个国家和地区，成为重要的外贸出口产业之一。电解铝工业以大型的电解铝厂为主，一般建在偏远地区，投资金额较大，提供了大量的就业机会，为当地政府的财政收入做出了重要贡献。

二、电解铝工业能源消耗的现状

我国电解铝工业在能源消耗方面存在着一定的结构问题，其中，电力消耗占据了绝大部分，热能消耗相对较少，不仅导致了能源的浪费，也使得电解铝工业的能源供应面临着一定的压力。我国电解铝工业在能源利用效率方面也存在着一定的问题，电解铝工艺的能耗较高，而设备的能源利用率不高。电解铝工业的能源消耗对环境造成了不可忽视的影响，其中，电力消耗导致的碳排放和大量的氧化铝尘等污染物的排放成为了环境保护的难题[1]。2021年8月26日，国家发改委发布《关于完善电解铝行业阶梯电价政策的通知》（发改价格〔2021〕1239 号），按铝液综合交流电耗对电解铝行业阶梯电价进行分档，并自2023年起，分档标准调整为每吨13450千瓦时（不含脱硫电耗），高于分档标准的，铝液生产用电量每20度电加价1分钱，随着能源价格的上涨，电解铝工业的能源成本也在不断上升，使得电解铝工业的生产成本不断增加，增加了其市场竞争的压力。

三、电解铝工业能源可持续发展的对策

（一）推广可再生能源

太阳能是一种无穷尽的可再生能源，可以通过光伏电池转化为电能，利用太阳能发电可以为电解铝工业提供清洁的能源，其发电的优点是无需燃料、不会产生污染物，且成本逐步降低，未来可替代传统的燃煤发电，此外，太阳能光伏组件的寿命长、维护成本低，也是其适合应用于电解铝工业的原因之一。风能是一种广泛存在的可再生能源，环保、成本较低、可替代传统的燃煤发电，近年来，我国风电装机容量不断增加，风电发电技术也逐步成熟，已经可以为电解铝工业提供可靠的电力[2]。通过水力发电可以为电解铝工业提供清洁的电力，利用水能发电稳定、可靠、环保、成本较低，我国的水电装机容量很大，可以为电解铝工业提供大量的清洁电力。

（二）采用高效电解技术

电解槽是电解铝工业的核心设备，是铝生产的主要能耗来源，600kA 预焙阳极电解槽技术作为当前国内最先进的铝电解槽的技术，可以有效提高电解效率和能量利用率。电解质是电解铝工业的关键材料之一，传统的电解质采用氟化铝和氯化钠等，存在有毒性、易挥发等问题，新型电解质技术采用新型离子液体、有机物质等，可以降低电解铝工业的能源消耗。电极直接影响电解效率和能量利用率，传统的电极材料采用石墨、钢铁等，存在寿命短、易腐蚀等问题，新型电极材料技术采用新型高温合金、陶瓷材料等，可有效的提升电解效率，减少能耗。

（三）推广循环经济

电解铝工业生产过程中，会产生铝渣、阳极泥、氧化铝等废弃物，这些废物中含有大量的铝、氟等重要元素，可以通过回收再利用实现资源的循环利用，例如，将铝渣回收再利用可以生产出陶瓷、建筑材料、铝砖等产品，将阳极泥回收再利用可以生产出硫酸铝等产品。电解铝工业生产过程中需要大量的水资源，而随着水资源的日益短缺，如何合理利用水资源成为电解铝工业能源可持续发展的重要问题，采用循环经济模式，可以将生产过程中产生的废水进行回收再利用。在电解铝生产过程中，能耗是非常高的，因此采用节能技术可以大大降低能耗，减少二氧化碳等有害气体的排放。

（四）提高能源管理水平

建立完善的能源管理体系是提高能源管理水平的首要任务，既要明确总体目标，也要分解到各个部门和员工，建立相应的考核机制；制定科学合理的能源计划，可以实现能源消耗的最小化；建立能源消耗监控和评估机制，能够及时发现问题，加以改进。同时，还应注重采用多种能源管理技术，如能源流分析、能源审计、能源优化设计等，提高员工的能源管理意识和能力，逐步形成企业全员参与能源管理的良好氛围。

五、智能化建设

随着经济社会的快速发展和科技水平的不断提高，传统的人工管理方式已经无法适应电解铝企业的快速发展。而数字化车间作为智能化建设的重要组成部分，不仅能够提高生产效率，降低能耗，还能够实现电解铝工业全流程的数据化、信息化、智能化管理。通过利用现代信息技术，如大数据、人工智能、工块链等，智能化车间能够实现全方位、精准化的监控和管理，有效提高电解铝工业的能源利用效率，推进电解铝工业的能源可持续发展。

总结：

实现电解铝工业的可持续发展是一个复杂而严峻的挑战，需要从多个角度出发，采取多种措施共同推进。推广可再生能源、采用高效电解技术、推广循环经济、提高能源管理水平、加强环保意识和责任等已成为促进电解铝工业能源可持续发展的有效途径。同时，还需要在技术研发、政策制定、产业协作等方面加强合作，实现从高能耗、高排放到低能耗、低排放的可持续转型，为人类社会的可持续发展做出应有的贡献。

参考文献：

[1]张海龙.电解铝工业减污降碳及超低排放技术[J].世界有色金属,2022,No.599(11):1-3.

[2]施佳玮.“双碳”背景下云南省绿色能源与电解铝产业协调发展研究[J].现代工业经济和信息化,2022,12(10):14-17.

作者简介: 崔小君1982-1，男，汉族，青海海东人，本科，热能工程师，研究方向为能源动力管理、项目管理工作。