有色冶炼企业碳排放核算与减排措施

有色冶炼企业碳排放核算与减排措施
摘要：有色金属在工农业生产、国防建设、航天等方面都是重要的基础性材料，但是在有色金属冶炼中的碳排放问题对环境造成的污染也是比较严重的。

为
了有效控制有色金属冶炼企业的碳排放问题，本文对影响碳排放量核算的相关内
容进行了分析，并提出减排措施，以供参考。

关键词：有色金属；冶炼；碳排放；工业生产
有色金属冶炼行业已经被纳入全国碳排放重点行业之一，据数据显示2020
年我国有色金属行业中二氧化碳总排放量达到6.6亿t，占全国总排放量的4.7%。

因此，我国亟待解决有色金属冶炼企业的二氧化碳排放问题，探索低碳发展的具
体措施，对削减我国碳排放，实现碳中和意义重大｡
1碳排放量核算及影响因素分析
1.1燃料燃烧排放
有色金属冶炼企业所涉及的燃料燃烧排放是指煤炭、燃气、柴油等燃料在各
种类型的固定或移动燃烧设备（如锅炉、煅烧炉、窑炉、熔炉、内燃机等）中与
氧气充分燃烧产生的二氧化碳排放｡厂内运输车辆、应急设备等使用的燃料（柴
油等）燃烧产生的排放量亦在统计范围｡
（1）
式中，—燃料燃烧产生的二氧化碳排放量，；—第i种燃料活
动水平，即导致碳排放的生产或消费活动的活动量，；—第i种燃料的二
氧化碳排放因子，；—燃料类型代号｡
对于有色金属冶炼企业多数燃料种类比较固定，燃料低位发热值、单位热值
含碳量与燃料碳氧化率（燃料中碳在燃烧中被氧化的百分比）仅在小范围内波动
｡因此燃料排放因子在具体企业表现较为稳定，呈现出有色金属冶炼企业燃料燃
烧排放量和燃料活动水平数据正相关的特征｡
1.2能源作为原材料用途的排放
有色金属冶炼企业所涉及的能源作为原材料用途的排放主要是工业生产中，
能源作为原材料（冶金还原剂）被消耗，发生物理或化学变化而产生的碳排放｡
具体来讲，电解铝企业主要是炭阳极（能源产品，作为电解铝生产的还原剂）消
耗所导致的二氧化碳排放｡镁冶炼企业厂界内的自有硅铁生产工序消耗蓝炭（能
源产品，作为还原剂）所导致的二氧化碳排放；若硅铁全部外购，则不涉及此类
排放｡铜冶炼、铅锌冶炼等子行业的企业使用焦炭、蓝炭、无烟煤、天然气等
（能源产品，作为还原剂）导致的二氧化碳排放｡
（2）
式中，—能源作为原材料用途（冶金还原剂）导致的二氧化碳排放量，；—还原剂活动水平，即导致碳排放的还原剂消耗量，固体或液体能
源单位为t，气体能源单位为万Nm3；—能源产品作为还原剂用途的二氧化
碳排放因子，｡对于有色金属冶炼企业，多数冶金还原剂种类比较固定，
因此排放因子在具体企业表现较为稳定｡还原剂消耗量与企业生产效率直接相关，且在一定范围内波动，呈现出有色金属冶炼企业原材料用途排放量和还原剂活动
水平数据正相关的特征｡
1.3工业生产过程排放
工业生产中，除能源之外的原材料发生化学反应造成的碳排放｡电解铝企业
所涉及的工业生产过程主要为阳极效应所导致的全氟化碳排放，如涉及石灰石煅
烧窑，还应考虑煅烧过程二氧化碳的排放｡镁冶炼企业所涉及的工业生产过程主
要为白云石煅烧分解所导致的二氧化碳排放｡对于有色金属冶炼企业，指使用石
灰石（主要成分为碳酸钙）或白云石（主要成分为碳酸镁和碳酸钙）作为生产原
料或脱硫剂，碳酸盐发生分解反应导致的二氧化碳排放｡稀土冶炼企业使用纯碱、
碳酸盐或草酸为原料，生成碳酸盐或草酸盐，而后经煅烧分解后导致二氧化碳的排放｡可概述为公式（3）:
（3）
式中，—过程导致的二氧化碳排放量，；—草酸分解（仅涉及稀土等少数有色金属冶炼过程）所导致的过程排放量，；—某种碳酸盐（含石灰石和白云石等）分解所导致的过程排放量，；—草酸（仅涉及稀土等少数有色金属冶炼过程）消耗量，t；—碳酸盐消耗量，t；
—草酸分解的二氧化碳排放因子，；—某种碳酸盐分解的二氧化碳排放因子，｡
基于中国有色金属工业协会及行业经验统计数据确定二氧化碳排放因子推荐值，具体见《指南》附录二｡归一化分析显示生产过程二氧化碳排放量与碳酸盐或草酸原料消耗量呈正比例关系｡
1.4净购入电力产生的排放
有色金属冶炼企业电力根据来源一般分为余热发电、太阳能发电和购入网电｡余热发电和太阳能发电等电力排放因子可记为零，为资源有效利用，未直接消耗能源｡实际核算生产企业消费的购入电力所对应的电力生产环节产生的二氧化碳排放｡实际发生在电力生产企业，以净购入的每千瓦时电量所对应的二氧化碳排放量来表征电力排放因子（式4）｡
（4）
式中，—冶炼生产过程消耗的净购入电力对应的电力生产环节导致的二氧化碳排放量，；—企业的净外购电量，即企业购买的总电量扣减企业外销电量，；—区域电网年平均供电的二氧化碳排放因子，
｡
区域电网供电排放因子与有色金属冶炼企业生产无直接关系，且相对固定，根据企业生产地及目前电网划分情况，选用相应区域电网排放因子｡冶炼企业净电力消耗产生的二氧化碳排放量和生产过程消耗的电力数量呈成比例关系｡
3有色金属冶炼企业碳减排对策
有色金属冶炼业碳减排发展研究包括发展目标的确定以及发展路径的探索，需在对碳排放现状测算和影响因素分解的基础上，通过设定不同的发展情景，深入开展碳减排趋势预测，分析不同技术措施和政策组合的减排潜力｡结合碳排放达峰的时间、峰值量和达峰路径，最终确定有色金属冶炼业发展规划及路线图｡
随着我国有色金属工业发展方式的转变以及碳排放交易的实施，基于有色金属冶炼企业碳排放量核算及影响因素分析，开展有色金属冶炼企业碳排放趋势和演化、减排潜力分析等。

有色金属冶炼业碳排放系数的改变受电力碳排放系数变化明显，而电力产生过程中二氧化碳排放主要来自燃料的消耗｡所在区域政府供电机构应加快电力技术的发展革新，鼓励电厂采用可再生能源替代活力或者研发新的发电技术，降低单位电能的标准煤耗率｡
持续调整优化产业结构、能源结构，推动电解铝等重点行业率先达峰｡能源强度改善主要源于节能减排技术创新的研发推广和产业结构调整｡鼓励先进技能技术的研发投入，扎实推进清洁生产，发展壮大绿色产业，加强节能改造管理，完善能源消费双控制度｡有色金属冶炼企业绝大多数已完成退城入园工作，由监管地扎实开展低碳工业园区建设，推进绿色建筑、绿色工厂、绿色产品、绿色园区、绿色供应链建设｡加强先进适用绿色技术和装备研发制造、产业化及示范应用｡
4结语
结合有色金属冶炼行业实际，加快碳排放重点行业优先级识别，摸清底数，分级分类施策｡抓紧抓实行业自身碳减排潜力，推动产业转型升级、结构优化，提升能源利用效率，推动能源资源高效配置、高效利用，有序推进有色、钢铁和化工等行业间联合创新联合研发，区域流程优化整合、互融相嵌｡在有色金属冶炼碳减排领域，积极构建长效的评价体系和机制，变革性技术的预见和评估、跨
行业领域的协同战略研究等都是亟待深化的方向｡在碳排放测算和影响因素分解的基础上，本研究尝试提出了不同时期有色金属冶炼业碳减排的措施，希望能为有色冶炼企业实现绿色低碳发展提供参考｡
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