對構建鋁工業循環經濟產業鏈的研究和探討

摘 要 鋁是綠色載能金屬，是僅次于鋼鐵的第二大金屬，是現代經濟社會發展不可或缺的基礎原材料。鋁工業發展面臨資源、能源和環境方面的巨大挑戰;應按照循環經濟的發展理念、構建一個生態耦合和資源共享，物質閉路循環，能量梯級利用的產業鏈， 本文重點討論鋁循環產業鏈的構建及主要措施。

關鍵詞 鋁工業 循環經濟 產業鏈 可持續發展

中圖分類號：F403文獻標識碼：A

鋁工業是資源開發型產業，我國是世界鋁工業大國，原鋁的生產和消費已經連續7年位居世界第一，我國經濟社會發展對鋁的巨大需求，客觀上要求保持鋁產業穩定適度增長，而傳統鋁工業產生的巨大環境壓力與當前節能減排、發展低碳綠色經濟、節約資源、保護環境的發展趨勢相背離，這兩種矛盾的相互碰撞迫使鋁工業不斷探索新的發展模式，而發展循環經濟是鋁工業實現可持續發展的重要途徑，而構建高效的鋁工業循環產業鏈是實現循環經濟目標的基礎。

一、鋁工業發展特點

鋁是綠色載能金屬，是實現全社會節能減排、綠色低碳經濟的重要支撐材料。同時，鋁工業又是資源和能源依賴型產業，特別是在氧化鋁和電解鋁的生產過程中，消耗大量的資源和能源，產生大量尾礦、赤泥、二氧化碳等影響環境和生態的廢棄物。

（一）原料消耗多。

每生產1噸氧化鋁，約需2～3.5噸鋁土礦、100千克苛性堿、200千克石灰，而每生產1噸金屬鋁，約需2噸氧化鋁。因此，每生產1噸金屬鋁，約消耗4～7噸鋁土礦、200千克苛性堿、400千克石灰、410千克炭素材料和30千克氟化鹽，合計物料消耗約5～8噸。

（二）能源消耗高。

按露天開采堆積型礦測算，噸鋁土礦開采能耗約10千克標煤；按拜爾法生產氧化鋁測算，噸氧化鋁生產能耗約500千克標煤；按噸電解鋁需要14000千瓦時電力測算，噸電解鋁生產能耗約2050千克標煤，噸鋁加工材生產能耗約350千克標煤，因此，從鋁土礦開采到生產1噸鋁加工材成品需要的能耗約為3450千克標煤，能耗高成為鋁產業的主要特征之一。當前我國電解鋁生產成本中，電力成本高達25%～40%，電價高低是決定電解鋁競爭力的關鍵因素。

（三）固體廢棄物排放大。

固體廢棄物主要來自礦山尾礦、氧化鋁赤泥、電解槽廢棄物及灰渣，尤以鋁土礦山尾礦和氧化鋁赤泥排放量大，對環境污染隱患高，生態破壞影響大。

對于堆積型鋁土礦山，生產1噸鋁土礦大約需排出尾礦2噸，生產1噸氧化鋁要排出赤泥1.2～1.7噸，因此，生產1噸氧化鋁外排固體廢棄物約5～6噸。按目前廣西年生產528萬噸氧化鋁計算年排放固體廢棄物約2640～3168萬噸。

（四）廢水廢氣污染重。

氧化鋁生產用水量較大，噸氧化鋁生產耗新水約4噸，由于排出的污水都含有堿，這不僅導致生產過程堿耗增加，而且還是環境污染的重要源頭；氧化鋁生產及電解鋁生產過程中均產生大量二氧化碳，電解鋁生產還產生包括氟化物在內的多種有害氣態物質，特別是多氟化碳，它的全球增溫潛力是二氧化碳的6500～9200倍，嚴重影響室溫效應。因此，氧化鋁和電解鋁生產一定要治理廢水、廢氣污染，采用低碳減排技術，實現綠色生態化。

（五）土地占用多。

對于國內外廣泛開采的堆積型鋁土礦，主要存在于地表巖溶坡地、谷地、洼地中，礦體厚度小，埋藏淺。如百色地區平均每采出100萬噸鋁土礦需占用土地約0.3km2。以百色年產528萬噸氧化鋁計，不含尾礦及赤泥占地，礦山開采需要剝離土地約7000畝，是露天采礦占地速率和破壞土地速率最高的礦山。因此，礦山復墾任務十分繁重。

二、鋁工業循環經濟產業鏈網的內涵

鋁工業循環經濟是依據循環經濟理念和工業生態學原理，以增強企業核心競爭力、建設高效的循環產業鏈為目標，以提高資源效率和保護環境為重點建立的一種鋁工業發展模式。

鋁工業循環產業鏈則是遵守“3R”原則，即減量化( Reduce) 、再利用( Reuse) 、資源化(Recycle) 三原則，依據生態循環方式來規劃鋁工業的生產系統，從整體上系統地考慮內部資源閉路流動，通過技術創新、鏈條延伸、清潔生產、廢物交換、循環利用、礦山復墾等手段，把相關的資源投入和產品產出看作是產業鏈的各個環節，把每個環節按目標最優的原則串聯起來，成為有經濟競爭力的產業鏈或者產品鏈。同時按照經濟規律和物質、能量、信息流動的生態規律，把生產活動組織成一個“資源→產品→再生資源”的反饋流程，縱向整合延伸、橫向關聯耦合的產品產業鏈，形成生態產業鏈網體系，形成對自然環境影響最小、企業經濟效益最大、社會效益最佳、可持續發展能力最強的產業模式。

三、鋁工業循環經濟產業鏈設計

通過鋁工業循環經濟發展實踐，在現有“鋁土礦—氧化鋁—電解鋁—鋁加工—再生鋁”鋁產業鏈的基礎上，以延鏈、補鏈、耦鏈的方式加以規劃設計，將鋁工業中的動脈產業鏈與靜脈產業鏈有機地結合，可以形成一個高效的循環產業鏈網，有效地提高資源的利用率，減少污染物的排放量，形成廢物資源化產業。

（一）延鏈。

即在研究主導產業的基礎之上，通過向上或向下延長產業鏈，增加上游和下游產品的生產，從而降低原材料成本，增加產品的附加值，提高經濟效益。鋁工業是以生產金屬鋁為主的產業，在產業的上游，可以加入對原材料鋁土礦、氧化鋁的生產，減少企業之間交易成本；在產業的下游，實行鋁材深加工，例如航空器材、汽車零配件等，以提高企業的經濟效益。

（二）補鏈。

即通過補充主導產業鏈的各個環節，滿足主導產業鏈生產的輔助材料需求，同時使主導產業鏈產生的廢物進行循環再利用，形成循環的產業生產模式，完善行業主導產業鏈結構。例如在電解鋁生產過程中，需要碳素作為輔助材料，可將碳素產業采用補鏈方法規劃到主導產業鏈中。

（三）耦鏈。

即輔助材料自身的生產過程能夠形成較長的產業鏈時，則應將該輔助材料的生產過程規劃為另一主導產業鏈。不同主導產業鏈之間，通過物質、能量傳遞，實現相互補充與循環。例如電解工業鹽產業就是鋁工業很好的補充，電解工業鹽的產物是燒堿和HCl ，燒堿可以為氧化鋁的生產提供原材料， HCl 又可以為下游產業聚氯乙烯的生產提供原材料。

四、鋁工業循環經濟產業鏈的構建

鋁工業循環經濟產業鏈網以“動脈產業”、 “靜脈產業”兩大部分為基礎，通過廢鋁資源綜合利用、物質閉合循環、產品與服務的減物質化以及能源效率最大化等措施，構建以遵循鋁工業發展的內在規律，以價值鏈為著力點，不同產業部門之間以及與自然生態系統之間實現生態耦合和資源共享，物質閉路循環，能量梯級利用的產業鏈網。詳見圖1鋁工業循環經濟產業鏈網。

如圖所示，其中還可依照功能及產業發展方向的不同分為主導產業群、配套產業群和輻射帶動產業群三大產業群。

主導產業群包括以“氧化鋁－電解鋁－鋁材深加工”為主線的鋁業產業群、以“煤－熱電－汽”為核心的能源產業群、以“電石—燒堿—PVC”+“玉米－淀粉－味精－高效復合肥”為主線的化工產業群、以“密度板－板材深加工”為主體的木材加工產業群。

配套產業群為各核心產業排放廢物的資源化利用產業，包括赤泥、粉煤灰、脫硫除塵物生產高新建材和味精廢渣、廢水綜合利用，生產飼料、復合肥等；適應鋁工業發展需要的物流服務產業。

輻射帶動產業群包括為鋁工業發展提供生產原料的生態農業和種植業；為鋁工業發展提供機械設備的制造業；與鋁工業發展相適應的社會服務業和生態工業旅游業等等。

五、主要措施

1、提高鋁工業工藝裝備和技術的升級和進步，提高配置資源能力、技術裝備水平、產品競爭力和技術創新等方面。通過聯合重組，著力提高產業集中度，實行專業化分工，發揮工藝技術先進的、有實力的大型鋁工業企業的骨干作用。在聯合重組、技術改造的過程中，堅持淘汰消耗高、效率低、污染嚴重的落后工藝裝備和生產能力。

2、鋁工業應該按照循環經濟模式建立現代鋁工業體系，延長產業鏈，實行上下游產業聯產聯營，同時要學會利用資本及體制優勢，整合現有產業資源，實現產業聚合效應。原生鋁工業，重點發展多品種氧化鋁、鋁合金、高端鋁加工產品和再生鋁工業，通過全球鋁資源配置、產地配置、市場配置、循環再利用配置和替代配置，既從根本上約束矛盾和環境壓力，又滿足對鋁的不斷增長的消費需求。

3、健全相應法規扶植再生鋁產業的發展，加強行業規劃和宏觀調控，促其健康發展。規范再生鋁生產園區的法規和政策，引導拆解和加工企業進入園區共用環保設施，以解決“小、多、散”造成的環境污染；增加科技投入，提高金屬回收率；逐步提高技術裝備水平，推進企業升級，實現規模生產。

4、通過引進世界先進鋁工業發展技術和人才以及建立“產學研”聯盟等方式，建立和健全適合鋁工業循環經濟發展，由替代技術、減量技術、再利用技術、資源化技術、系統化技術等構成的鋁工業企業生態支撐技術體系。

5、提高環境監管能力，建立健全鋁工業污染源日常管理、應急響應和事故處理的監測和監控體系。建設具有高技術含量的信息基礎設施和信息管理體系，充分發揮信息在行業管理、信息交流、技術支持、環境咨詢等方面的作用。

6、積極宣傳循環經濟，樹立鋁工業循環經濟示范企業。

7、在貫徹執行現有相關法規、政策的基礎上，制訂促進發展循環經濟的配套政策和措施，形成發展循環經濟的政策、法規支撐體系。加強執法力度，通過國家、地方以及部門法律、法規的實施和執行來保障行業循環經濟的發展。建立公眾參與機制和信息公開制度，制定公眾參與的鼓勵政策，形成公眾參與的制度。建立行業的監督體系，強化社會監督機制。

六、結語

鋁是綠色載能金屬，是僅次于鋼鐵的第二大金屬，是現代經濟社會發展不可或缺的基礎原材料。鋁工業發展總體趨勢繼續向著生產低成本、資源低消耗、廢物低排放和產品高質量方向發展 ，更加注重建立經濟效益、環境義務和社會責任之間平衡 ，但仍然面臨資源、能源和環境方面的巨大挑戰; 鋁工業應按照循環經濟的發展理念 ，從源頭上對進入工業流程的資(能)源和產品進行“可再生”的概念設計，構建一個生態耦合和資源共享，物質閉路循環，能量梯級利用的產業鏈網，促進現代鋁工業轉變成以生態規律為準則的綠色工業，形成資源可高度循環再生的后現代鋁工業格局。

（作者單位：廣西工業建筑設計研究院）

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