綠色是高質(zhì)量發(fā)展的底色。如何在增強金屬資源供給水平、減少金屬資源浪費場景、拓寬下游應用領域三者間找到平衡點，是中國有色金屬業(yè)加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型不得不面對的問題。
在中國雙碳目標下，有色產(chǎn)業(yè)鏈碳排放量廣受關注，銅的噸量生產(chǎn)碳排放量在有色金屬中處于中間地位。其熔煉過程涉及燃料燃燒碳排放、耗電及耗能產(chǎn)生的碳排放，精煉過程涉及焦炭、天然氣、丙烷等原材料消耗產(chǎn)生的碳排放及碳酸鹽分解等碳排放。對銅產(chǎn)業(yè)而言，以科技創(chuàng)新積極推動節(jié)能降碳、降本增效，努力推動產(chǎn)業(yè)結構和能源結構的調(diào)整和優(yōu)化迫在眉睫。
再生銅產(chǎn)業(yè)駛入“快車道”
今年9月，在2023年銅產(chǎn)業(yè)綠色循環(huán)發(fā)展大會上，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會黨委常委、副會長王健認為，為助力實現(xiàn)“雙碳”目標，再生銅成為銅產(chǎn)業(yè)綠色循環(huán)發(fā)展的重要方式和低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑之一。在諸多利好政策的支持和引導下，再生銅產(chǎn)能規(guī)模達800萬噸以上，形成原料“國內(nèi)為主、進口補充”的良好格局。
對于銅產(chǎn)業(yè)而言，不得不面對的現(xiàn)實是：我國是全球銅材生產(chǎn)大國和消費大國，但國內(nèi)銅礦資源自給率僅為20%左右。據(jù)中國礦產(chǎn)資源報告(2022)，截至2021年底，中國銅金屬保有儲量約3494.79萬噸，僅約占全球的3.97%。與此同時，根據(jù)中國有色工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)及中國碳排放交易網(wǎng)預估，噸銅碳排放在3.7噸左右。銅礦資源少、銅材需求大、銅業(yè)碳排放量高，三者共同形成了銅產(chǎn)業(yè)的難題。
如何能夠利用有限的銅資源，保障國家消費需求，并完成減排任務?再生銅給出了答案。再生銅是指以廢雜銅作為原料煉制成的再生金屬，主要指再生黃銅和再生青銅。其原材料主要來自于銅及其合金的生產(chǎn)、加工和消費過程中所產(chǎn)生的廢品、邊角屑末、廢儀器設備部件和生活用品等。
銅可以再生嗎?再生銅效果如何?據(jù)悉，銅具有完全可回收性，與銅礦開采相比，回收銅可節(jié)約85%的能源。1900年以來被開采的銅中，有2/3沿用至今。2022年，我國再生銅產(chǎn)量穩(wěn)步增長至375萬噸，節(jié)約礦產(chǎn)資源6.8億噸，減少二氧化碳排放1050萬噸，在銅產(chǎn)業(yè)資源保障和節(jié)能減排方面發(fā)揮出重要作用;2023年上半年，再生銅產(chǎn)量190萬噸，同比增長5.6%。2022年，我國進口再生銅原料實現(xiàn)數(shù)量質(zhì)量“雙提升”，不合格率由1.77%降至0.94%，固廢率由0.34%降至0.04%。經(jīng)海關檢驗合格的進口再生銅原料，有效地緩解了國內(nèi)銅礦資源緊缺情況。此外，再生有色金屬的能源消耗遠低于礦產(chǎn)原料，與原生有色金屬相比，再生銅的綜合能耗僅為原生銅的30%，節(jié)能降碳效果十分明顯。
在今年11月召開的第二十三屆再生金屬國際論壇開幕式上，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會黨委書記、會長葛紅林在致辭中指出，中國高度重視有色金屬綠色低碳循環(huán)發(fā)展，《有色金屬行業(yè)碳達峰實施方案》明確要求，2025年再生金屬供應占比達24%以上。我國再生有色金屬產(chǎn)業(yè)積極響應“雙碳”戰(zhàn)略，再生有色金屬產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國資源安全保障的重要力量，成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的生力軍。
不光光是節(jié)能，再生銅還創(chuàng)造著經(jīng)濟價值。使用再生銅，能夠降低高額的環(huán)保關稅。10月1日，全球首個“碳關稅”即歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機制(CBAM)開始試運行，歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機制的主要目標是預防“碳泄漏”和維護產(chǎn)品公平競爭秩序。其過渡期至2025年12月31日，2026年1月1日正式起征，并在2034年之前全面實施。對于出口的電子產(chǎn)品而言，碳排放高的需要購買CBAM憑證來補足差額。銅是生產(chǎn)電子變壓器、電感器等磁性元器件必不可少的原材料之一，占到了磁性元器件制造成本的30%以上。而銅材的碳排放比例直接關系到磁性元器件整體的碳排放含量，因此在銅材等材料端降低碳排量成為磁元件廠商們的最佳選擇。
盡管再生銅前景大好，但行業(yè)依舊面臨著難題。目前，再生有色金屬產(chǎn)業(yè)基礎研究薄弱，導致重大關鍵科技研究能力不足，化分選、保級利用技術薄弱，再生銅渣、再生鋁灰渣的資源化和無害化處置缺乏技術規(guī)范。葛紅林認為，在再生金屬方面，一是要充分利用好國內(nèi)再生資源，提高保級利用水平，擴大進口品種，進一步夯實原料保障能力。二是我國再生有色金屬產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變，深化“原生-再生”“加工-再生”“環(huán)保-再生”等協(xié)同發(fā)展。三是強化國際合作，拓寬發(fā)展新空間。四是提升產(chǎn)業(yè)服務，助力打通產(chǎn)業(yè)“堵點”。
降低銅業(yè)能耗水平
對于銅產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型而言，再生銅產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整是一方面，提高原生銅冶煉技術和裝備水平，降低能耗是另一方面。采用新型的熔煉工藝，能有效地提高銅的利用率，減少能源消耗;采用先進的萃取工藝，能有效地回收利用廢棄物，減少環(huán)境污染;采用高效節(jié)能設備，能有效地降低能耗，提高生產(chǎn)效率。這些措施的實施，不僅有利于企業(yè)降低成本、提高效益，更有助于推動整個行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
“把井下采掘廢石、尾礦、水淬渣廢料等物料，通過一定的比例配制出合格的膏體，再把膏體通過管道輸入井下，膏體便會自動凝固將采空區(qū)填實?！?這是會澤礦業(yè)引進的膏體充填技術，至今已連續(xù)高效穩(wěn)定運行17年。據(jù)工作人員介紹，“這可以有效控制深井開采引起的地質(zhì)災害，保障采礦的整體安全，同時也可實現(xiàn)無廢開采，尾礦綜合利用率達到100%。”隨著膏體技術應用逐漸成熟，膏體研究正朝著精細化方向發(fā)展，在提高充填質(zhì)量、降低充填成本的同時，更加關注采空區(qū)采動災害、尾礦庫垮塌等嚴峻的安全與環(huán)境問題
銅冶煉過程中會釋放大量熱量，這些熱量能利用起來嗎?西南銅業(yè)給出了答案，其自主開發(fā)的硫酸銅三效混流真空蒸發(fā)技術可以回收冶煉過程中的余熱。據(jù)悉，充分利用余熱大幅度提高了硫酸銅的蒸發(fā)效率，該技術使硫酸銅蒸汽單耗下降了45%，每年可節(jié)約6000噸標煤，相當于120萬棵樹木每年的二氧化碳吸收量。每年通過余熱鍋爐回收利用的蒸汽約3.8萬噸標準煤，優(yōu)化了余熱發(fā)電站蒸汽調(diào)配中心的功能后，實現(xiàn)了蒸汽“零”排放。據(jù)統(tǒng)計，2022年西南銅業(yè)利用余熱發(fā)電的發(fā)電量達1370萬千瓦時。
中金嶺南兩段短流程煉銅工藝同樣為促進低碳節(jié)能提供了中國智慧。該技術實現(xiàn)了煉銅工藝由“三段”變“兩段”，解決了銅冶煉工藝普遍存在的流程長、不連續(xù)，中間物料多次倒運、熱能損失高、二氧化硫等有害煙氣無序逸散等行業(yè)技術難題。據(jù)了解，“中金法”采取導锍管轉(zhuǎn)移熱料，比行車吊包方式散熱少，且導锍管依靠重力轉(zhuǎn)移熱料，不需要動力費用;傳統(tǒng)吹煉爐和精煉爐需打開爐門接收來料，爐內(nèi)熱量溢出損失，“中金法”無銅水套，熱量損失小;傳統(tǒng)導锍管依靠天然氣保溫，“中金法”則能自熱保溫。
技術引領銅業(yè)發(fā)展，這是中國銅業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的一個縮影。隨著中國制造業(yè)的崛起及碳達峰碳中和對銅產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排要求的提高，銅產(chǎn)業(yè)不可避免地進入到綠色高質(zhì)量發(fā)展階段。當然，轉(zhuǎn)型還在路上，用時幾何也猶未可知。如何處理好銅資源利用與銅資源保護的關系，如何構建再生銅產(chǎn)業(yè)格局，如何進一步提升銅冶煉技術，是銅業(yè)綠色轉(zhuǎn)型能走多遠的關鍵。資源、經(jīng)濟、環(huán)境，三者共同見證著銅業(yè)的未來。
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