董 明

(金川集團(tuán)股份有限公司, 甘肅 金昌 737100)

0 前言

據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年我國一次能源消費(fèi)總量約為54.1億t標(biāo)煤,煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的56.2%［1］,而全球煤炭消費(fèi)平均占比為27.2%,經(jīng)合組織國家煤炭消費(fèi)占比為12.6%,相比之下,我國占比偏高;經(jīng)合組織國家天然氣消費(fèi)占比達(dá)29%,而中國僅為8.6%［1-4］。隨著我國“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)施,我國能源結(jié)構(gòu)將由當(dāng)前以煤炭、石油、天然氣為主向以新能源為主的新格局方向轉(zhuǎn)變［5-6］。

有色金屬行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),肩負(fù)著我國工業(yè)領(lǐng)域碳減排的重要責(zé)任。綠色低碳發(fā)展不僅是有色金屬行業(yè)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要模式,也是落實(shí)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手。某有色企業(yè)是我國有色金屬行業(yè)的重點(diǎn)企業(yè),是集采礦、選礦、冶煉、化工及有色金屬壓延加工為一體的特大型聯(lián)合企業(yè)。研究其綠色低碳發(fā)展路徑,對推動(dòng)我國有色金屬行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 有色金屬行業(yè)能源消費(fèi)和碳排放情況

1.1 有色金屬行業(yè)能源消費(fèi)情況

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2022年我國十種有色金屬產(chǎn)量為6 793.6萬t,其中電解鋁產(chǎn)量4 021.4萬t,約占有色金屬產(chǎn)量的59.2%,銅、鉛和鋅產(chǎn)量分別為 1 106.3萬t、781.1萬t、680.2萬t,分別居第2、第3、第4位［1,7］。

2021年有色金屬行業(yè)能耗占全國工業(yè)能耗的7.6%,電耗占全國工業(yè)能耗的13.2%。有色金屬行業(yè)能源消耗的66%來自電力,煤炭、天然氣和油類消耗占比分別為17%、6%和3%, 其他能源消耗占8%［8］。

1.2 有色金屬行業(yè)碳排放情況

據(jù)有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì),2021年我國有色金屬行業(yè)排放二氧化碳約6.6億t,其中冶煉排放二氧化碳5.88億t,壓延加工排放二氧化碳0.63億t,采、選排放二氧化碳0.09億t,占比分別為89%、10%和1%,因此冶煉是有色金屬行業(yè)碳排放的重點(diǎn)環(huán)節(jié)［9-10］。

有色金屬行業(yè)碳排放具有如下特點(diǎn):1) 冶煉是碳排放的重點(diǎn)環(huán)節(jié),占全行業(yè)總排放量的90%左右;2)最大的碳排放金屬品種是鋁,鋁工業(yè)排放占整個(gè)有色行業(yè)碳排放量的75%以上;3)電力排放是主要的碳排放來源,占有色行業(yè)間接排放的70%,燃料燃燒排放次之［11-12］。

1.3 某有色企業(yè)能源消費(fèi)與碳排放情況

近幾年,該企業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下:煤炭占58.2%、電力占37.3%、天然氣占2.5%、油類占2.1%。相對應(yīng)的碳排放情況為:化石燃料燃燒排放量占53.1%,電力及熱力排放量占42.5%,能源作為原材料的碳排放占1.2%,工業(yè)生產(chǎn)過程排放占3.1%,其中化石燃料排放是最大碳排放來源。

2 綠色低碳戰(zhàn)略目標(biāo)

2.1 我國“3060”目標(biāo)

在第七十五屆聯(lián)合國大會上,我國提出2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的行動(dòng)目標(biāo)。2021年10月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》,這兩個(gè)文件明確提出:到2025年,重點(diǎn)行業(yè)能源利用效率大幅提升,綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系初步形成;到2030年,綠色轉(zhuǎn)型取得顯著成效,重點(diǎn)耗能行業(yè)能源消耗利用效率達(dá)到國際先進(jìn)水平;到2060年,全面建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系,能源利用效率達(dá)到國際先進(jìn)水平,碳中和目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。非化石能源消費(fèi)占比由2020 年的15.8%提升到2025年的20%左右,2030年提升到25%左右,2060年則要達(dá)到80%以上。因此, 提出2025年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的二氧化碳排放較2020年下降18%,2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的二氧化碳排放較2005 年下降65%以上;2030年風(fēng)電、太陽能總裝機(jī)容量要提升到1億kW以上。

2.2 某有色企業(yè)綠色低碳目標(biāo)

結(jié)合我國“3060”目標(biāo),某有色企業(yè)提出到2025年,萬元產(chǎn)值綜合能耗比2020年下降13.5%,萬元產(chǎn)值二氧化碳排放量比2020年下降18%,光伏風(fēng)電開發(fā)容量達(dá)到160萬kW,綠電占總用電量50%以上,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比提高至50%,為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);到2030年,萬元產(chǎn)值綜合能耗大幅下降,萬元產(chǎn)值二氧化碳排放比2005年下降65%以上,光伏風(fēng)電開發(fā)容量達(dá)到200萬kW,綠電占總用電量50%以上,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比提高至60%,全面形成綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系,順利實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰目標(biāo)［13-14］。

3 某有色企業(yè)綠色低碳實(shí)現(xiàn)途徑

以高質(zhì)量發(fā)展為主線,以綠色低碳發(fā)展為理念,積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系,通過能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、工藝節(jié)能挖潛、電氣化水平提升和循環(huán)經(jīng)濟(jì)助力等行動(dòng),實(shí)現(xiàn)企業(yè)碳達(dá)峰。

3.1 推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型

大力推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,全面促進(jìn)用能綠色轉(zhuǎn)型,不斷提高清潔能源利用量。

1)新能源開發(fā)。抓住新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展窗口期,基于企業(yè)周邊風(fēng)光資源稟賦的優(yōu)勢,堅(jiān)持新能源開發(fā)與消納并舉,最大限度開發(fā)利用風(fēng)電、光伏等新能源。充分利用退出運(yùn)行的尾礦庫、已有的工業(yè)廠房屋面、礦區(qū)空閑及毛石堆放區(qū)等,與礦山覆蓋治理結(jié)合,建設(shè)一批安裝容量大、易于就地消納的分布式光伏電站,結(jié)合熱源改造,開發(fā)光熱發(fā)電項(xiàng)目。規(guī)劃建設(shè)風(fēng)光儲一體化基地,配置火電(調(diào)峰)、光伏發(fā)電、風(fēng)電項(xiàng)目,發(fā)揮多能電源間的協(xié)調(diào)互濟(jì)能力,實(shí)現(xiàn)新能源就地消納。通過“十四五”、“十五五”期間的新能源建設(shè),綠電開發(fā)容量將超過200萬kW,占總用電量50%以上。

2)熱電系統(tǒng)節(jié)能降碳。加快現(xiàn)有熱電系統(tǒng)節(jié)能改造,改造后供電煤耗力爭達(dá)到同類機(jī)組先進(jìn)水平,滿足企業(yè)持續(xù)發(fā)展用熱、用電需求。

3)建設(shè)新型電力系統(tǒng)。推動(dòng)清潔電力資源優(yōu)化配置,構(gòu)建新能源比重逐步提高的新型電力體系。積極推進(jìn)主網(wǎng)電壓升級至 330 kV,進(jìn)一步優(yōu)化供電網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加大供電系統(tǒng)集中監(jiān)控和統(tǒng)一調(diào)度管控改造的力度,提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)控能力。加快靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè),建設(shè)智能電網(wǎng),提升電網(wǎng)安全保障水平。

3.2 開展節(jié)能降碳增效行動(dòng)

堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先、效率優(yōu)先,嚴(yán)格控制能耗強(qiáng)度,合理控制能源消費(fèi)總量,始終把節(jié)能降碳工作放在企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的突出位置,制定并完善節(jié)能降碳指標(biāo)體系。

1)全面提升節(jié)能管理能力。持續(xù)優(yōu)化能源管理體系建設(shè),促進(jìn)節(jié)能工作不斷改進(jìn)、節(jié)能管理不斷優(yōu)化、能效水平不斷提高;建立能源管控中心,對水、電、汽等能源實(shí)行集中統(tǒng)一管理與控制;通過能源數(shù)據(jù)采集、傳輸、統(tǒng)計(jì)、分析,實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)耗能工藝及設(shè)備用能情況的全過程控制。

2)推進(jìn)重點(diǎn)用能設(shè)備節(jié)能增效。參照行業(yè)能效標(biāo)桿水平,制定節(jié)能降碳技術(shù)改造工作方案,堅(jiān)決淘汰落后產(chǎn)能、工藝和設(shè)備,到2030年,各主要產(chǎn)品能效水平及碳排放強(qiáng)度達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)值［15］。

3)建立供水管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳監(jiān)測數(shù)據(jù),開發(fā)管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測平臺,實(shí)現(xiàn)對供水管網(wǎng)的監(jiān)測、預(yù)警、分析等功能。強(qiáng)化廢水源頭水質(zhì)排放管控,開展酸性廢水中和處理、高鹽廢水回收利用、尾礦庫回水利用、井下廢水綜合利用,提高水資源綜合利用水平。

4)加快節(jié)能變壓器推廣應(yīng)用。開展智能運(yùn)維和全生命周期管理技術(shù)創(chuàng)新,全面提升變壓器數(shù)字化、智能化、高效化水平。

5)深入開展能效對標(biāo)工作。完善能效對標(biāo)指標(biāo)體系和標(biāo)桿體系,對局部落后工藝和低能效設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造。高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)選定標(biāo)桿,與國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平比對,制定切實(shí)可行的實(shí)施方案,通過活動(dòng)的開展,持續(xù)提升技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

3.3 加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

按照“強(qiáng)龍頭、補(bǔ)鏈條、聚集群”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路,鞏固有色金屬冶煉產(chǎn)品基礎(chǔ)性地位和行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢,重點(diǎn)向新能源材料、高純金屬、高溫合金、電子電工、精細(xì)化工等新型高附加值、低碳新材料領(lǐng)域延伸,推動(dòng)產(chǎn)品向高端化發(fā)展,降低單位產(chǎn)值碳排放強(qiáng)度。

1)鎳鈷產(chǎn)業(yè)向新能源動(dòng)力電池材料、高溫合金方向轉(zhuǎn)型升級。發(fā)揮鎳鈷資源優(yōu)勢,加大貧礦資源的開采利用,以“短流程、低成本、多品種、高效益”為發(fā)展主線,推進(jìn)鎳鈷電池材料用鹽類、三元前驅(qū)體、正極材料等產(chǎn)品產(chǎn)能的快速提升。加快開展產(chǎn)品技術(shù)更新和升級換代,促進(jìn)鎳鈷產(chǎn)業(yè)體系不斷向中高端邁進(jìn)。

2)銅產(chǎn)業(yè)向電子電工材料方向轉(zhuǎn)型升級。實(shí)施精銅戰(zhàn)略,陰極銅全部實(shí)現(xiàn)精深加工,深加工產(chǎn)品由傳統(tǒng)的銅桿、銅管、銅棒向高導(dǎo)銅材、高精度電子銅箔(帶)、特種電纜等方向發(fā)展;開發(fā)高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金、軍工、海工用銅型材新產(chǎn)品。

3)貴金屬產(chǎn)業(yè)向新材料方向轉(zhuǎn)型升級。擴(kuò)展硝酸銀在電子工業(yè)、吸波屏蔽、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用;發(fā)展太陽能銀漿,豐富銀粉規(guī)格;開發(fā)貴金屬化合物新產(chǎn)品,實(shí)施鈀鹽生產(chǎn)線、銠催化劑、光亮鍍銠液、氯鈀酸等生產(chǎn)線擴(kuò)能。

4)化工產(chǎn)業(yè)向精細(xì)化工方向轉(zhuǎn)型升級。依托現(xiàn)有硫酸、氯堿化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),建設(shè)氯代苯酐、氯化高聚物、生物可降解制品、PVC深加工等項(xiàng)目。

3.4 加速工藝技術(shù)進(jìn)步

1)不斷提升技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。采用先進(jìn)的側(cè)吹、底吹冶煉技術(shù),優(yōu)化提升鎳銅冶煉工藝,完善貴金屬工藝系統(tǒng),到2025年,鎳銅金屬回收率較“十三五”末提升1%,采礦損失率、貧化率,深加工產(chǎn)品成材率達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平,產(chǎn)品質(zhì)量向高端躍升。

2)不斷增強(qiáng)研發(fā)能力。大力開展銅、鎳分選和新型選礦藥劑的篩選研究與運(yùn)用,礦選聯(lián)動(dòng)、選冶聯(lián)動(dòng),開發(fā)貧礦濕法短流程,加大貧礦資源高效經(jīng)濟(jì)利用,為新能源動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈提供原料保障。持續(xù)推進(jìn)全流程提高鎳、鈷回收率的研究,開展鎳冶煉工藝技術(shù)指標(biāo)優(yōu)化和鎳精煉凈化工藝優(yōu)化提升研究,進(jìn)一步提升火法冶煉渣指標(biāo)、降低銅鎳互含指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)濕法凈化短流程,為鎳產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

3)不斷優(yōu)化工藝技術(shù)流程。到2025年,鎳冶煉和銅冶煉單位產(chǎn)品工藝能耗分別下降2.5%和5.0%;到2030年,硫酸、PVC、燒堿等主要產(chǎn)品工藝綜合能耗達(dá)到能耗限額標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)值水平。

4)深入實(shí)施綠色制造工程。大力推廣綠色設(shè)計(jì),健全綠色制造體系,積極創(chuàng)建綠色工廠;對新建、改擴(kuò)建項(xiàng)目中的設(shè)備,如電機(jī)、變壓器、泵類、風(fēng)機(jī)和空壓機(jī)等,須嚴(yán)格按國家最新發(fā)布的能效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型,從源頭節(jié)能降碳;強(qiáng)化對新建、改擴(kuò)建項(xiàng)目用能的綜合性評價(jià)及后續(xù)的跟蹤評價(jià),實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目節(jié)能降碳的全過程管控。

3.5 大力提升電氣化水平

1)加快推進(jìn)“智慧工廠”建設(shè)。利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云等技術(shù),創(chuàng)建數(shù)字化車間,主要冶煉過程實(shí)現(xiàn)智能化。

2)加快推進(jìn)生產(chǎn)信息化提升。應(yīng)用“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺+”的方式,對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化改造,充分利用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、5G 等技術(shù),建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,統(tǒng)一工業(yè)數(shù)據(jù)的采集、存儲及分析利用,為工業(yè)智能化積累數(shù)據(jù)基礎(chǔ);布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,結(jié)合冶煉工藝、設(shè)備和生產(chǎn)管理的特點(diǎn)建成具有有色行業(yè)特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

3)大力拓展電力使用領(lǐng)域。開展以電代煤、以電代油研究,推動(dòng)終端能源消費(fèi)的電氣化,實(shí)現(xiàn)綠色能源與規(guī)模擴(kuò)張的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.6 提高資源循環(huán)利用率

堅(jiān)持總量控制、全面節(jié)約、科學(xué)配置、循環(huán)利用原則,促進(jìn)工業(yè)固體廢物資源綜合利用產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、綠色化、規(guī)?；l(fā)展,大幅提高資源綜合利用率。

1)推進(jìn)固體廢棄物循環(huán)利用。針對選礦尾礦和冶煉爐渣等大宗固廢資源,加強(qiáng)聯(lián)合攻關(guān)和地企聯(lián)合招商,開展選礦尾礦和冶煉爐渣的再利用工作,加快推進(jìn)鎳冶煉渣、選礦尾渣資源綜合利用試驗(yàn)研究,回收利用有價(jià)金屬,實(shí)現(xiàn)固(危)廢資源化、減量化和無害化,謀劃實(shí)施老渣山鎳銅資源綜合回收利用及銅選尾渣高效開路處理。

2)推動(dòng)綠色生態(tài)發(fā)展。加強(qiáng)重金屬污染防治,確保污染物達(dá)標(biāo)排放,持續(xù)有序推進(jìn)“尾料堆場生態(tài)修復(fù)”生態(tài)覆綠工程,進(jìn)一步優(yōu)化提升治理技術(shù)水平,做好環(huán)境治理工作。通過新建廢舊電池回收產(chǎn)線,拓展鎳鈷原料的獲取能力,進(jìn)一步完善廢舊電池回收、拆解、再利用深加工的產(chǎn)業(yè)鏈體系,提高資源利用水平。

3)推進(jìn)水資源節(jié)約利用。推廣選冶廢水深度處理與循環(huán)利用,強(qiáng)化廢水源頭水質(zhì)排放管控,開展酸性廢水中和處理、高鹽廢水回收利用、尾礦庫回水利用、井下廢水綜合利用及蒸汽冷凝水回收利用,提高水資源綜合利用水平。

3.7 推進(jìn)綠色低碳科技創(chuàng)新

1)加強(qiáng)低碳前沿技術(shù)研究。加強(qiáng)氫冶煉、二氧化碳捕集、利用與封存工藝技術(shù)研究,推動(dòng)低碳、零碳、負(fù)碳技術(shù)研究取得突破性進(jìn)展。

2)加快先進(jìn)適用技術(shù)研發(fā)。開展減碳技術(shù)研發(fā),推動(dòng)可再生能源替代和低碳工藝再造。建立低碳科技創(chuàng)新平臺,助力低碳技術(shù)突破。

4 政策建議

為推動(dòng)有色金屬行業(yè)綠色低碳發(fā)展,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,順利實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),提出如下政策建議。

1)要提高思想認(rèn)識,深刻認(rèn)識“碳達(dá)峰、碳中和”重要意義。要深刻認(rèn)識碳達(dá)峰行動(dòng)的新要求、新任務(wù),迎接能源轉(zhuǎn)型大勢,積極主動(dòng)作為,深刻認(rèn)識到“雙碳”目標(biāo)是今后很長一段時(shí)間內(nèi)有色金屬行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的核心工作之一。

2)要堅(jiān)持系統(tǒng)觀念,準(zhǔn)確把握“雙碳”行動(dòng)的戰(zhàn)略路徑。要積極重構(gòu)能源結(jié)構(gòu),提高清潔能源使用比例,全面推進(jìn)綠色低碳生產(chǎn)進(jìn)程,積極對接全國碳市場建設(shè),不斷完善相關(guān)配套制度和機(jī)制,全力推動(dòng)有色行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

3)要加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃,加緊編制企業(yè)碳達(dá)峰行動(dòng)方案。全面摸清企業(yè)碳排放底數(shù),科學(xué)量化“雙碳”目標(biāo)和路徑。要壓實(shí)責(zé)任,狠抓落實(shí),強(qiáng)化精準(zhǔn)對標(biāo)、精準(zhǔn)分析,科學(xué)制定目標(biāo),提出可行路徑,編制可落地的行動(dòng)方案。

4)通過綠色金融支持企業(yè)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì),促進(jìn)有色金屬全行業(yè)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型。

5)要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),完善工作機(jī)制。要抓好當(dāng)前、謀好長遠(yuǎn),明確人員分工和工作流程,全力做好組織保障,加強(qiáng)碳達(dá)峰碳中和工作的機(jī)構(gòu)、人員隊(duì)伍和技術(shù)支撐能力建設(shè)。

5 結(jié)束語

在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)背景下,有色金屬行業(yè)綠色低碳發(fā)展的目標(biāo)任務(wù)十分艱巨,只有在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),利用清潔能源,推廣低碳技術(shù),構(gòu)建綠色模式,提升發(fā)展質(zhì)量,擴(kuò)大循環(huán)再生等方面協(xié)同發(fā)力,統(tǒng)籌推進(jìn),才能有望提前實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。