中国铝业发展循环经济问题研究

2013-10-24容贤标凌毓秀

财务与金融 2013年1期

容贤标凌毓秀

一、引言

铝作为工业化必不可少的基础原材料之一，全球消耗量仅次于钢铁位于第二。它在国民经济建设和国防工业中具有不可替代的作用，成为现代经济发展的支撑和现代工业起飞的基石。铝在世界各国尤其是工业发达的国家中的地位越来越重要，它在工业界被誉为万能的金属，几乎在国民经济和国防工业中的所有领域都得到了广泛的应用。

我国的铝工业经过了半个多世纪的发展，已经进入一个新的阶段。2011年全球氧化铝产量为9211万吨，我国氧化铝产量为3985万吨；自2001年我国电解铝产量超过美国之后，我国已连续11年产量稳居榜首，2011年电解铝产量达1957.58万吨。我国成为名符其实的铝业大国，但2011年我国原铝产量仅为1778.6万吨。我国铝产量如此之高，但铝资源却严重不足，这就意味着需要从国外大量进口。可是由于资源短缺是世界性问题，各种都开始实行资源储备计划，加强保护本国资源，对资源出口的限制越来越严格。资源的短缺使我国铝业的发展面临着严峻的考验。

传统的铝工业是典型的资源密集型和能源密集型产业，通过大量的矿产资源和能源消耗，以及废水废气和固体废物的排放，来换取人类生存和发展所需要的铝金属材料。因此，把铝工业在资源投入、企业生产、产品消费及废弃全过程中依赖资源消耗的线性增长方式，转变为依赖生态型资源循环发展方式，是实现产业可持续发展目标的必然选择。由此，循环经济应运而生。

二、铝业循环经济的相关理论阐述

循环经济是20世纪90年代以来，人类应对资源瓶颈制约和环境污染问题挑战而提出来的发展新理念，英国环境经济学家David W.Pearce和R.Kerry Turner在1989年出版的《自然资源和环境经济学》一书中首次正式使用了“循环经济”（Circular Economy）一词，并提出循环经济的目的是建立可持续发展的资源管理原则，使经济系统成为生态系统的组成部分。所谓循环经济是指在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的线性增长经济转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。循环经济以资源的高效利用和循环利用为核心，在实际中遵循“减量化、再利用、资源化”的3R原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。

图1 循环经济运行模式

3R原则中，减量化原则要求用较少的基础原材料和资源的投入达到计划的生产或消费目的，在产业链的源头就注意节约资源和减少污染；再利用原则，要求产品在完成其本身的使用功能后尽可能重新变成可以重复利用的资源而不是有害的垃圾，使物尽其用；资源化原则，要求产品及其包装物能够以初始的形式被多次和反复使用，而不是一次性消费，使用完毕就丢弃。循环经济运行模式可以表示如图1。

图2 铝业循环经济运行模式

传统铝工业生产是高度依赖资源能源的单一线性生产模式。生产的发展，伴随着不可再生能源的大量消耗和生态环境的严重恶化。铝产业循环经济正是依据循环经济和铝工业生态学原理而设计建立的一种新型工业组织形态。铝产业循环经济的运行模式为：煤—电—铝—加（铝产品加工），它要求在生产过程中充分地循环利用资源，减少能量消耗，降低环境污染，使循环经济所倡导的清洁生产和企业作为市场主体谋求经济效益的目标，相辅相成，相得益彰。铝业循环经济运行模式可以表示如图2。

三、我国铝业发展循环经济的现状

（一）减量化实行情况

氧化铝和电解铝生产成本中能耗的开销所占的比例极大，如果能控制能源成本，企业的利润会有很大的提升空间，所以降低能耗是改进铝业生产的主要目标之一。国内外采取了许多措施改善能源消耗结构，但我国由于在该领域的发展较晚，与国外先进水平相比还有一定差距。原铝的生产技术的电流效率比国外高2%左右，电解能耗比国外约高600kW/h/t Al；氧化铝单位能耗与国外主要氧化铝的单位能耗高出1—3倍。由于我国铝土矿资源的纯度不够高，氧化铝生产能耗与国外用三水铝石的拜耳法生产厂可比性较差。我国一、二级品位的（铝硅比分别大于12和9）的铝土矿比重不足20%。并且其熔出温度较高（一般达260度以上，有的达350度），而从印尼进口的铝土矿则品位相对较高，熔出温度仅有160-170度。另外由于我国矿石的A／s相对较低，需采用烧结法或与混联法生产，工艺较为复杂，造成了相应的能源消耗高。

（二）“三废”的再利用情况

（1）氧化铝废砟——赤泥的再利用

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。赤泥中携带的碱液，是氧化铝厂造成的最大的污染源。虽然我国对赤泥的排放有着严格的限制，但是赤泥污染仍然得不到根治，防止赤泥污染的根本出路是实现赤泥的综合利用。迄今为止，国内每年产出的几千万吨赤泥只有很少一部分得到了循环利用，其余的赤泥都作为废弃物排放到大自然中，带来了严重的环境问题。因此必须重视环境保护问题，努力实现废弃物的再利用。

（2）灰渣——粉煤灰的再利用

粉煤灰是可燃物质（如煤）充分燃烧后余下的矿物渣滓。当今全世界煤的年总消耗量为42亿多吨，火力发电的电厂主要以燃煤锅炉为主，其粉煤灰的年排放量达2.9亿吨。我国煤的年总消耗量就达到11亿多吨，粉煤灰的年排放量更是达到1亿余吨。氧化铝生产过程，燃煤锅炉也是必不可少的，并且每年也会排放大量的粉煤灰。各国都在积极探索方法使粉煤灰能够综合利用，欧美发达国家粉煤灰的综合利用率基本达到50%左右，个别国家甚至可达到90%以上。我国粉煤灰50%排入灰厂堆存，10%直接注入江河湖泊，其综合利用率为30%一45%，与欧美发达国家相比还有一定差距。

（3）铝电解槽废内衬再利用

废槽内衬处理也是环保的一个重要部分。铝电解槽进行大修时，排出的废阴极炭块中含有碳、铝、钠等有用物，这些资源均可循环再利用，除了有用物，排放的还有氟化物等，将会对环境造成严重污染。我国电解铝生产的规模和产量已经高居世界第一位，但铝电解槽内衬还没有有效的方法将其综合利用，大量有用资源白白浪费，尚无法得到利用。目前的主要处理技术有：废槽内衬作为水泥制造中的补充燃料；废槽内衬作为化铁炉中萤石的替代品；从废槽内衬中收回氟盐等，但目前均未大规模推广应用。

（4）尾矿的再利用

对于铝土矿选矿的实施，尾矿的处理和利用成为难题，不仅要花耗大量时间和金钱建设和管理尾矿坝，而且将给生态环境造成一定的影响。尾矿的综合回收与利用，不仅可以延长矿产资源使用年限，扩大矿产资源使用范围，减轻对环境的污染，还可以节省大量用地和资金，从而产生巨大的经济效益和社会效益。

（5）废水及废气的利用现状

在氧化铝及电解铝生产过程中产生大量的废气和废水，其中含有的碱和其他污染物，严重污染了周边环境。为了减轻对环境的污染，加强碱和水资源的回收利用，我国铝业在废水的再利用上采取了一系列有效措施，使生产用新水、循环水及流失碱损耗均较以前有所降低，但目前还未真正实现工业废水零排放的目标。氧化铝生产过程中的矿石破碎、细磨与输送过程排出的大量粉尘，石灰窑、熟料窑以及焙烧窑排放的大量烟尘，原铝工业生产过程中产生含氟气体、PFC、CO2、SO2和粉尘等，都会造成环境污染。特别是熟料窑废气中的含碱粉尘及电解烟气中的氟化氢气体影响更大。目前废气以达标排放为主，氧化铝厂的窑炉烟尘的排放绝大部分经过除尘、除硫后排放。电解烟气中的含氟气体目前广泛采用的先进的干式净化处理系统，使氟排放量指标最低可至O.3kgF/t Al，但PFC、CO2、SO2的处理未有一个行之有效的方法，未能解决根本问题。因此，收尘设备的更新、提高收尘效率是今后工作的重点。

（三）资源的再循环情况

铝的再循环是一项节约资源和能源，有利于保护环境的系统工程。上个世纪90年代中期，西欧国家不同应用领域的废铝平均回收率为57%，平均再生率为48%。其中交通领域的废铝回收和再生的效果较好，其回收率和再生率分别可以达到92%和74%。1998年，世界范围内废铝再生量达到1160万吨，满足了当年约40%的全球铝需求。在再生率总量中，包装废铝占17%，交通废铝占38%，建材废铝占32%，其他占13%。最新数据表明：在欧洲的德国、荷兰、法国、英国、意大利和西班牙，建材废铝的再生率已高达95%。当前，全球每年对铝的需求量仍然持续增加，再生铝已经进入大工业生产规模，美国、日本等国家的再生铝产量已经明显超过其原铝产量，在其铝消费量中所占比重均在50%以上，而我国铝的再生行业起步较晚，再生铝产量和消费量仅占全部铝产量和消费量的25%，回收技术落后，污染严重，烧损较大，资源浪费严重。生产1t原生铝需2t氧化铝，15000kW／h电能。生产1t再生铝比用水电生产1t原铝少排放91%CO2，比用煤电减少排放更多，少排放硫化物O.06t，少排放处理废液、废砟1.9t。发展再生铝对于减少污染、保护环境起着重要作用。同时我国劳动力资源丰富，价格具有竞争力，可以大力发展废杂金属拆解、分拣产业。

镓是一种价格贵重的稀有金属。镓在地壳中的丰度约为O.0015%。地球化学表明，在地壳中镓是和它在元素周期表中的相邻元素 zn、m、In、Ge、J11等共生于矿物中的，其中最重要的矿物是闪锌矿和铝矾土矿。镓在铝土矿中虽然含量极低（0.004%左右），但在氧化铝生产过程中因其与氧化铝及其化合物性质接近而在氧化铝流程中得以富集，经过国内氧化铝工业科技人员的不懈努力，采用独特的生产工艺，氧化铝流程中金属镓及镓的化合物得以较好回收，现已形成较大规模的粗镓生产能力，生产工艺及产品质量均达国际先进水平。金属镓的应用范围比较广泛。国内市场需求量极大，国际市场走俏，是中国铝业主要出口创汇产品之一。

四、我国铝业循环经济发展的建议

（一）依靠科学技术，合理开发铝矿资源

由于技术落后，我国氧化铝生产中产生的赤泥含碱高，难以在水泥生产中大量利用；国内再生铝的许多关键技术、工艺流程和设备问题没有解决，各种铝合金废料一起混炼，能耗、环保水平低，而且影响再生铝的质量和用途；铝电解槽内衬的综合利用目前还未有有效办法，大量有效资源尚无法得到利用。建立和健全由替代技术、减量技术、再利用技术、资源化技术、系统化技术等构成的生态企业的支撑技术体系，形成有利于节约资源、保护环境的生产模式，推进产品结构调整和企业组织结构调整，提高资源利用效率，加快铝工业循环经济产业化进程。

中国铝业的发展离不开对原铝矿的开采，对矿山的管理和开发又是其中重要的环节。各矿山建设都应当不断总结经验教训，积极推广应用新技术，不断提高矿山地质工作的现代化管理水平，保障铝矿资源的高效利用，合理开发和利用铝矿资源。首先，开发利用找矿新技术，搞好地质勘探工作，保持合理的采储率。针对各类矿的不同特点，制定不同的资源评价标准。其次，积极应用小型便携式射线荧光仪测试新技术，取代传统的采样和化学分析方法，发挥其准确、快速、低成本的优势。第三，要推广电脑在矿山生产管理各环节的运用，如地质报表、地质图件、资料数据库。尤其是运用一些先进的管理软件建立合理的矿床地质模型，配以科学的品位指标（如当量品位、利润指标）来指导采矿、选冶等现场生产管理工作。

（二）调整产业结构，扩大生产规模，延长铝业经济产业链

目前，在我国铝产品市场上，氧化铝是比较短缺的品种，每年要靠大量进口来满足生产需要。电解铝缺口不大，供需基本平衡；铝材加工主要集中在普通型铝材，高精度铝板带材则有1/3—1/4的部分需要通过进口解决。我国铝业应当合理调整产业结构和产品结构，在保持冶金级氧化铝产能的基础上，逐步扩大化学品氧化铝的产量，彻底改变以往那种“高投入、高消耗、高污染、低效益”的粗放型经营管理模式，走出一条产品规模、资源消耗、经济效益、社会效益相统一的发展道路，积极发展铝深加工业，进一步降低GDP能耗，发展煤电铝一体化生产，延长产业链，减少资源、能源转换损失，实现综合节能节材；加快淘汰能耗高、效率低、污染重的工艺、技术和设备；大力调整能源消费结构，提高发电用煤在煤炭消费中的比重，增加电力在终端能源消费中的比重；发展洁净煤技术，扩大天然气利用，开发新能源和可再生能源；重点引进国际先进工艺技术对现有电解铝企业进行扩建和技术改造。在条件成熟时，在沿海地区新建大型电解铝厂；用高新技术改造传统氧化铝和电解铝产业，重点开发高精度薄铝板带材、高质量的铝箔、铝塑复合板、铝镁合金等，增加产品附加值，提高资源利用的广度和深度，彻底扭转“卖原材料”的局面。

另外，铝业是一个规模经济效益显著的行业，加强上下游产品企业的合作，加强纵向一体化，是世界铝业发展的特点和趋势。不仅应扩大单个企业的企业规模，还应当对现有铝业企业通过收购兼并重组和入股等多种形式进行合并，实现纵向一体化，形成集采选、冶炼、加工为一体的大型企业集团，进行综合开发利用和经营减少生产成本合理利用设备，提高科技含量，增加产品附加值，实现规模经济。

（三）充分发挥铝电匹配优势，走铝、电联营之路

铝工业通常都是用电大户，在原铝的成本支出中，电费支出的比例是比较高的，在西方国家该比例为23%，在我国高达38%。因此，拥有丰富廉价的水电资源是铝业发展的一个重要条件。我国拥有丰富的铝土矿资源以及水电资源，应积极探索走铝-电联营的新路，使铝电两家互相依存，优势互补，既让电力工业为铝工业提供稳定、价廉的电力保障，又使铝工业为电力工业的经济运作创造条件，促进铝工业与电力工业协调发展。

（四）坚持可持续发展，加强环境保护，合理利用和有效开发铝土矿资源

可持续发展战略要求我们在发展经济的同时，必须注重自然资源的有效开发利用和生态环境的保护。我国铝业应当确定可持续发展方针，一要坚持铝业发展与城镇化建设同规划同发展，正确处理工业与农业、铝业经济与地方经济的关系，以铝业经济的发展带动地方经济的发展，促进矿区的城镇化建设，使铝业经济、资源开发、环境保护得到协调发展。二要依靠科技进步，加快科技创新，提高铝土矿资源的综合利用水平，要开展伴生金属的开发利用。铝土矿中有大量稀有伴生金属，其综合价值可达铝产品的1.5倍以上，如能开发回收，将为企业带来巨大的经济效益。另外还要开展好铝土矿固体废弃物的开发利用。铝土矿生产中的固体废弃物主要有尾矿和赤泥。对尾矿可以以滤饼形式用于复垦；对赤泥可进行技术研发，既可用磁选机从赤泥中回收铁精矿，又可开发研究赤泥与粉煤灰固化技术，将赤泥用于筑路，变废为宝，提高企业的经济效益和社会效益。

（五）加强行业与地方的协调配合，促进铝业经济与地方经济共同发展

目前，我国铝业管理实行的是行业管理，与地方政府之间存在着条块分割的矛盾。一方面，地方财政依附于铝业经济的发展；另一方面，铝业企业的发展在某些方面又受制于地方政府的管理。要加快铝业循环经济的发展必须解决好条块分割的矛盾。因此，应进一步深化改革，明晰地方政府与铝业企业之间的关系，加强行业与地方的沟通与协调，使地方政府成为真正为铝业企业提供服务和抓好矿区（城镇）基础设施建设与管理的调控单位，而铝业企业又积极支持和参与地方的经济建设双方相互协作与配合，促进铝业经济与地方经济的共同发展。

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