《有色金属行业碳达峰实施方案》干货解读：特征、数据、路径与任务
我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局，经过深思熟虑作出的重大战略决策。随着“1+N”政策体系的建立，各个领域的碳达峰实施方案不断出台。
近日，工业和信息化部、发展改革委、生态环境部三部门联合印发了《有色金属行业碳达峰实施方案》（工信部联原〔2022〕153号）（以下称《实施方案》）。中创碳投将结合有色金属行业的产业及碳排放特征从行业低碳发展路径角度为您详细解读。
我国有色金属行业总体保持平稳增长态势，“十三五”期间，十种有色金属年均增长超3.6%。有色金属行业成为我国工业领域碳排放的主要来源之一。
图｜近十年我国有色金属产量
（1）有色金属行业碳排放总量大，主要集中在冶炼环节中。2020年，有色金属行业碳排放6.6亿吨，占全国碳排放总量的6%，是第五大排放行业。虽然有色金属产品种类繁多，冶炼工艺复杂，包括矿山采选、冶炼以及压延加工在内的产业链较长，但总的来说，碳排放集中在冶炼环节中，其中以煤炭等化石燃料燃烧、电力及热力过程排放为主，整个冶炼环节碳排放约占全行业碳排放总量的90%。
图｜我国主要行业碳排放占比
（2）有色金属行业的碳排放集中在铝、铜行业，以铝行业尤其是电解铝为主。在6.6亿吨的碳排放中，其中铝行业排放了5亿吨，占75.8%；铜行业排放了0.88亿吨，占13.3%，其余品种的有色金属排放了10.9%。这里面单电解铝就排放了4.2亿吨二氧化碳，所以电解铝是有色金属行业中降碳的重点领域。
（3）有色金属生产过程中的碳排放强度普遍较高。2020年我国生产原铝3708.0万吨，排放了4.2亿吨二氧化碳，单位原铝的碳排放为11.33 tCO2/t-Al；生产精炼铜1002.5万吨，排放了0.88亿吨二氧化碳，单位精炼铜的碳排放为8.78 tCO2/t-Cu。电解铝、精炼铜的单位产品碳排放强度远高于钢铁、水泥等工业产品。
（4）有色金属行业碳排放主要来源于电力消费带来的过程排放。电解铝生产过程的碳排放占有色金属行业碳排放总量的63.6%。而电力是电解铝生产过程中的主要能源，通常生产一吨电解铝需要消耗1.3万度电，占总能耗的95%。整个电解铝生产环节中，电力消耗的间接排放占84%，其余为过程排放，主要为碳阳极消耗排放以及阳极效应产生CF4、C2F6。
图｜吨原铝碳排放构成
以目标为导向，推动有色金属行业产业结构和能源结构优化。
《实施方案》中对有色金属行业在碳达峰阶段提出了两个明确的阶段性目标：
十四五期间：有色金属产业结构、用能结构明显优化，低碳工艺研发应用取得重要进展，重点品种单位产品能耗、碳排放强度进一步降低，再生金属供应占比达到 24%以上。
十五五期间：有色金属行业用能结构大幅改善，电解铝使用可再生能源比例达到 30%以上，绿色低碳、循环发展的产业体系基本建立。
两项目标非常明确地指向了再生金属和可再生能源。在《“十四五”循环经济发展规划》提出：2025年我国再生有色金属产量达到2000万吨，其中再生铜、再生铝和再生铅产量分别达到400万吨、1150万吨、290万吨。《实施方案》沿袭这一目标，提出了再生金属供应占比达到24%以上的阶段性目标。
“十五五”时期我国将建立清洁低碳安全高效的能源体系，基于有色金属行业中碳排放以电解铝为主，电解铝排放以火电为主的行业现状，提出通过进一步提高可再生能源消费比例，推动行业降碳，这与《工业领域碳达峰实施方案》中“到2030年电解铝使用可再生能源的比例提至30%以上”的要求也是保持一致的。
围绕五项重点任务，《实施方案》明确了有色金属行业碳达峰阶段的实施路径。
《实施方案》中围绕优化冶炼产能规模、调整优化产业结构、强化技术节能降碳、推进清洁能源替代以及建设绿色制造体系等方面开展五项重点任务，涵盖了化解过剩产能、提高行业集中度、强化产业协同、突破关键技术、鼓励可再生能源消纳、发展再生金属产业以及构建绿色清洁生产体系和加快数字化转型等13项核心工作，推动有色金属行业在产业结构、能源结构、技术结构方面持续优化升级。多层面、全方位得保障了有色金属行业持续供给侧改革，实现行业有序达峰。
图｜《实施方案》中的五项重点任务
在《实施方案》提出的阶段性目标和五项重点任务中，中创碳投认为，对存量产能实施节能降碳、推动企业协同发展和控碳、实现行业有序达峰有关键作用的是提高可再生能源消费比例、发展再生有色金属以及利用成熟节能降碳技术实施技术改造。
中创碳投在《有色金属行业边际减排成本研究》中，通过边际成本模型（MACC）对有色行业中碳排放较大的铝、铜等行业实施降碳主要技术路径的降碳潜力和减排成本进行了系统研究，涵盖了《实施方案》中提到的铝行业中铝电解槽大型化技术、新型稳流保温铝电解槽节能技术、低位余热回收技术等；铜行业中氧气底吹连续炼铜技术、连续吹炼技术、双炉连续炼铜技术、阳极炉纯氧燃烧技术等，以及再生金属和可再生电力对减排的效益。
图｜铝行业边际减排成本曲线（2030年）
边际减排成本研究中，原铝行业到2030年通过14项行业关键减排技术的实施，可以实现累积降碳2.93亿吨，其中通过工艺优化、设备替代以及余热利用等技术改造实现的减碳贡献占比为40.94%，应用再生铝实现的减碳贡献占比45.98%，而可再生能源实现的减碳贡献占比为13.08%。
（1）现阶段，采用成熟技术实施节能降碳技术改造是提升存量产能能效水平、降低碳排放总量的核心路径。在铝电解工艺中比较重要的节能降碳的途径是工艺优化，以实现电解的“一低一高”，即降低平均电压和提高电流效率。此外节能降碳技术还包括铝近终形熔铸短流程工艺（《实施方案》中提到：铝水直接合金化在2025年比例提高至90%以上）、低温余热回收技术以提高系统能效以及惰性阳极技术以减少过程排放（通过采用惰性阳极材料，能够降低15%的碳排放）等。
（2）再生金属拥有十分明显的减碳效益，现阶段提高废旧金属资源保障是重要前提。根据IAI统计数据，全球再生铝生产及运输环节吨铝碳排放仅为铝土矿生产原铝碳排放的3.6%，降碳作用非常显著。2020年我国再生铝产量600万吨，占铝供应量的13.4%，远低于世界平均水平的33.9%。从生产技术方面，再生铝并没有太多的限制环节，主要是在再生铝资源方面。因此《实施方案》中明确指出我国到2025年再生铝生产达到1150万吨，并且对完善废旧金属回收系统及相关标准提出明确引导。
图｜再生铝生产工艺
有色金属行业是国民经济的重要基础产业，是建设制造强国的重要支撑。《实施方案》围绕有色金属行业碳达峰阶段的总体目标，继续深化供给侧改革，通过优化冶炼产能规模、调整优化产业结构、强化技术节能降碳、推进清洁能源替代以及建设绿色制造体系等重点任务的实施，提高全产业链减污降碳协同。在绿色低碳化目标引导作用的影响下，实现产业转型升级。
来源：中创碳投
