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鋁工業(yè)是可持續(xù)發(fā)展的儲能節(jié)能產(chǎn)業(yè)
河南有色金屬網(wǎng)站 www.duogouba.com 時(shí)間:2014-05-14 17:34 來源:

1987年,挪威首相布倫特蘭夫人在世界環(huán)境和發(fā)展委員會上發(fā)表了題為“我們共同的未來”的演講,她在報(bào)告中將可持續(xù)發(fā)展定義為:“滿足當(dāng)代人的需要,而又不損害后代人滿足需要的能力的發(fā)展。”這一經(jīng)典定義至今仍是確切的,已為全世界接受,成為可持續(xù)發(fā)展的至理名言。

 

實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

 

由于鋁及鋁合金具有諸多特性,鋁工業(yè)注定是一種可持續(xù)發(fā)展的萬古長青的產(chǎn)業(yè)。

 

鋁是推動(dòng)人類文明社會向前發(fā)展的一種不可替代的材料,120多年以來,鋁都是發(fā)展工業(yè)的基礎(chǔ)材料。自1983年開始,鋁就是人類文明社會應(yīng)用的第二大金屬,2013年全球原鋁產(chǎn)量達(dá)到505700kt,從1998年的22107kt上升到2013年的505700kt的年平均增長率為23.2%,超過任何一種常用結(jié)構(gòu)材料。在可預(yù)計(jì)的時(shí)間內(nèi),鋁制材料的復(fù)合增長率雖然會有一些下降,但它仍將使增長速度最快的。

 

鋁資源極為豐富,鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素,是僅次于氧、硅的第三元素,約占地殼質(zhì)量的8%(早些時(shí)候的數(shù)據(jù)為7.47%)。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)計(jì),2010年世界鋁土礦儲量約310×108噸,基礎(chǔ)儲量約395×108噸,資源量670×108~900×108噸,基礎(chǔ)儲量的靜態(tài)保障年限約205年,真可謂是取之不盡,用之不竭。

 

在人類應(yīng)用的所有的結(jié)構(gòu)材料與大宗功能材料中,鋁、鋁合金、鋁制品的可回收性是最高的,它們的可回收率可達(dá)90%以上。當(dāng)然也有一些鋁是一次性的,得不到回收,如制造煙火、彈藥、信號彈、涂層(涂料)、導(dǎo)彈發(fā)射固體燃料等用的粉膏;制造藥物與化工產(chǎn)品用的;鋼帶鍍層、鎂合金、鋁青銅、鋅合金、鈦合金、高溫合金等用的;煉鋼作為脫氧劑的;冶金作為還原劑用的。除此之外,其他的鋁制品與結(jié)構(gòu)在服務(wù)期(可按15年計(jì)算)滿后可得到全部或不同程度的回收,包裝藥品、食品、飲料等的回收率是最低的,只有不到5%左右,而包裝啤酒、涼茶、可口可樂等全鋁易拉罐在中國的回收率可達(dá)97%以上,僅個(gè)別整罐與大部分封口片及拉環(huán)得不到回收,在美國易拉罐的回收率約65%,循環(huán)一次的周期約為40~60小時(shí),而在中國循環(huán)一次的周期為40小時(shí)到半年。在此應(yīng)指出的是,鋁的循環(huán)途徑最好是從搖籃到搖籃,即廢鋁品原來是用什么合金制的經(jīng)加工-使用-回收后再制成原來的合金,例如易拉罐身是用0.27mm厚的3104-H19合金深拉的,廢罐回收后仍加工成這種帶材,是最有效的最經(jīng)濟(jì)的循環(huán)途徑。世界上一些大鋁業(yè)公司早已做到了,可是中國還沒有做到,2013年,中國產(chǎn)了約250×108個(gè)易拉罐,雖然97%以上會得到回收,但是沒有回收加工成3104-H19合金帶材,二是作為普通的廢雜鋁回收利用了,這是對資源的一種浪費(fèi)。2009年~2013年,中國進(jìn)口廢鋁13262.814kt,平均進(jìn)口2652.563kt/a,這是一件大好事,進(jìn)口廢鋁就是進(jìn)口資源與能源。

 

鋁是一種環(huán)保型的綠色金屬,使用過程中不會污染環(huán)境,對人體無害。不過一些醫(yī)學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)癡呆患者大腦海馬神經(jīng)中的鋁含量比正常人的高,認(rèn)為鋁可能有引起癡呆之嫌,但是,世界衛(wèi)生組織在一份報(bào)告中稱:“現(xiàn)在還沒有足夠的證據(jù)證明癡呆與鋁的吸取有關(guān)。”不過筆者認(rèn)為,有關(guān)人們健康的事情是大事情,寧可信其有,不可信其無。但也不可談虎色變,在用不粘鍋炒菜煮飯時(shí),只要涂層完好就是安全的,如果涂層掉了,最好就棄之不用了。

 

鋁工業(yè)是儲能產(chǎn)業(yè)鋁是上乘的節(jié)能材料

 

當(dāng)前在原鋁生產(chǎn)過程中(鋁土礦開采-氧化鋁提取-原鋁電解)的噸鋁綜合交流電耗為17000~18300kWh,而85%左右消耗于鋁電解,同時(shí)排放大量的污染物與溫室氣體,而用燃煤電廠的電,更會間接排放相當(dāng)量的污染物與溫室氣體,所以人們往往把鋁工業(yè)視為耗能產(chǎn)業(yè),是電老虎,同時(shí)鋁工業(yè)還包括下游的加工業(yè)與鑄造業(yè),它們的能耗不高,僅相當(dāng)于原鋁電解能耗的10%~20%,所以把鋁工業(yè)視為耗能工業(yè)是不確切的。同時(shí),從另一個(gè)視角來看,鋁還是一種可貴的儲能金屬,鋁工業(yè)也就成為了一種儲能工業(yè),早在20世紀(jì)70年到初,美國就把鋁稱為“儲能銀行”,這一理念,已逐漸為大家理解與接受。其主要表現(xiàn)為:鋁的服務(wù)周期(生命周期)長達(dá)二三千年,廢鋁可循環(huán)再生幾百次,筆者作了一次計(jì)算,1000kg建筑鋁材按一次服務(wù)周期20年與廢鋁每次再生燒損5%計(jì)算,可獲得令人驚嘆不已的結(jié)果:使用500年后,可回收獲得277kg6063合金(建筑鋁材的80%以上是用此合金擠壓的),使用1000年后,還有77kg6063合金可為人類服務(wù),1500年是已循環(huán)使用75次,仍有22kg銀光褶褶的鋁在那兒,循環(huán)再生90次即1800年后,仍有10kg在地球上,及時(shí)循環(huán)120次,過了2400年,這1000kg鋁業(yè)不會消失得無影無蹤。鋁是一種萬古千秋的金屬。而廢鋼的再生能耗幾乎與礦石開采-煉鐵-煉鋼的能耗相等。

 

鋁廠可建在能源富裕、交通便利卻遠(yuǎn)離市場的地區(qū),而將重熔用的鋁錠運(yùn)到能源相對短缺的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),這比輸送電力與煤炭更經(jīng)濟(jì)一些,如冰島與澳大利亞等國家地區(qū)都是宜建鋁廠的首選地址。

 

交通運(yùn)輸裝備使用鋁代替一部分鋼鐵降低其凈質(zhì)量,在降低能耗的同時(shí)可減少廢氣排放,經(jīng)濟(jì)效益與社會效益卓著。美國能源部曾對汽車的節(jié)能效果作過專門的研究與評估:在20世紀(jì)80年代,美國汽車工業(yè)由于多用鋁,在汽車服務(wù)期間,其所節(jié)約的能源比美國鋁工業(yè)在同一期間所消耗的能源還多一些,這還沒有計(jì)算減排的巨大社會效益。中國C80型鋁合金運(yùn)煤敞車載重較C63A型敞車提高載重19噸,提高運(yùn)能31.1%。

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