刘祥民：关于工业绿色低碳转型的些许浅见

党的十八大以来，在习近平生态文明思想指引下，我国绿色低碳发展迈出坚实有力的步伐。2020年9月22日，习近平总书记在第75届联合国大会一般性辩论中，郑重宣布我国碳达峰碳中和目标。三年来，我国迅速构建碳达峰碳中和“1+N”政策体系，分领域分行业制订行动计划和产业优化升级方案，大力推动产业绿色转型和能源结构调整，二氧化碳排放总量控制取得显著成效，全国碳市场建设取得明显进展，低碳试点示范工作不断推进，金融支持保障更加充分有效，全社会低碳意识不断增强，绿色日益成为高质量发展和中国式现代化的鲜明底色。

绿色低碳是高质量发展的内在要求和必由之路，工业绿色低碳转型作为推进碳达峰碳中和目标的主战场，推动工业能效、碳排放强度、资源利用率和产出率实现了显著优化，取得巨大成就。然而，实现最终目标殊非易事，还需要立足实际、科学深耕、久久为功，推动绿色转型实现更高质量的新发展。

能源的绿色转型是实现碳达峰碳中和的关键举措。目前我国已建成全球规模最大的电力供应系统和清洁发电体系，水电、风电、光伏、生物质发电和在建核电规模多年位居世界第一。但是，我国化石能源占比仍在50％以上，各行业都面临用能绿色低碳转型的重大课题。比如铝行业，其绿色能源转型在铝行业碳中和地图中需要承载三分之一的减碳任务。因此，我国工业绿色低碳转型除了将耗能产业向清洁能源主要生产区域转移外，还可以从以下几个方面发力。

一是充分利用已有设施大力建设分布式能源。中铝集团所属云铝股份阳宗海电解铝厂屋顶光伏建设规模达50.75MW，发电量占总用电的2％；位于惠州的东风本田零部件公司屋顶光伏发电量占工厂总用电量的8%。再考虑地热资源、建筑物发电等因素，未来每一个工厂既是能源消费单元，又是清洁能源生产者，生产占企业2%~8%甚至更大比例的电量是十分可观的能量资源。此外，全国还有5300多座尾矿库和大量的矿山排土场，占用了大量土地资源，又都有“退役”后的安全管理需求，若结合其“退役”管理建设分布式能源，就可以把成本出血点变为价值创造源，将是一笔巨大财富。

二是充分利用装备特质大力提高能源效率。阳宗海电解铝厂利用直流电解的技术特征，尝试2000kW光伏发电接入工厂直流系统，减少了直流交流互变，能源效率提高了6%。国内大负荷的电机装备一般都采用直流驱动技术，这与光伏等新能源生产方式高度契合，是我国提高工业能效的潜在能力。未来，还可以深入研究在可再生能源主要生产区域建立直流供电方式的可行性。

三是充分利用退役矿山大力发展储能业务。新能源生产方式具有间歇性、波动性、随机性的特征，实现新能源安全高效接入电网，需要建设新型电力系统，面临着大容量高效储能的重要课题，利用矿山已有资源建造新型长期储能模式是可供探索的新方向。全国正在服役的非油气矿山有4.1万座，退役的矿山近10万座，有的矿山有深达千米以上的矿井。无论露天矿山形成的大容量矿坑、还是深度井工矿井，若将这些矿坑矿井退役后作为储能资源，其建设和运行成本都应该具有竞争力。有计划系统性地开发此类资源，形成地、井、坑等不同类型、多种方式的储能案例，不仅有利于提高“储”的能力，破解清洁能源入网调频困难、消纳不足等难题，还可以有效解决矿山退役后的管理问题。

我国具有产业完整、规模巨大的制造业体系，深化跨产业跨领域耦合，在提高资源利用率的同时，实现内涵式降碳减排有着广阔空间。铝工业是以航空需求为背景发展起来的，与国民经济各行业的关联度达95%，目前已占据全球半壁江山。铝具有不易氧化的优秀品质和高度的循环利用价值，每一轮循环利用都可节约其原铝生产能耗的95%，铝的循环利用在铝行业碳中和地图中将承担四分之一的减碳任务，对于科学推进铝产业绿色低碳发展具有重要意义。推动铝产业在国家现代化产业体系中发挥更大作用，就必须认真研究铝产品循环利用的痛点，大力开发保级甚至升级利用的政策体系、关键技术、重要装备。

一是加快推进铝合金材料体系性建设。铝的工业生产历史不足140年，对其性能挖掘应用有一个渐进的过程，目前，已形成了八大体系500余种合金。由于体系庞大、品种繁多，在各行业中的应用使用有先后，而且一旦在行业中固化便很难改变，发展铝的循环产业、特别是实现铝合金保级回收使用不是一件容易的事。铝合金不像钢铁可以利用其物理特性较易实现品种分选，同时500多种合金牌号的庞大规模分选起来确实复杂，所以亟待加强铝合金体系性建设，加快新合金技术研发。以拥有更好综合性能的新合金替代一批传统合金，在性能提升的同时，减少使用的合金种类，有利于促进和影响不同行业间材料设计选择的交流沟通，有利于提高生产效率，有利于再生铝循环产业的科学发展。我国原铝应用量已达3.6亿吨之巨，到2030年将超过6亿吨，届时，年循环再利用量将超过2500万吨，加强铝合金体系化建设对于科学实现铝产业循环发展、对于提高铝产业的全球影响力带动力都具有重大的意义。

二是大力倡导跨行业耦合简化回收利用。全球排放的二氧化碳中有24％是由汽车产生的，理论上汽车减重10%就可以降低8%的能耗，充分利用铝的优秀品质实现汽车轻量化就成了科学的选择。推动铝材料生产商与汽车制造商联合开发新合金，对于保存合金价值、降低回收成本、最大限度地减少环境影响并建立安全供应链很有必要。由于汽车使用铝合金的渐进性，目前，常规的乘用车虽然每辆只使用205kg，却是由4个系列、超过10余种合金构成。电动汽车出于续航里程及整车性能的考虑大大增加了铝材的使用，同时Tesla正在研究的车身铝合金一体化压铸技术，为材料化繁为简打开了一扇窗口。实际上，铝材生产商和汽车企业的合作就是对铝合金技术的把握和汽车EVI能力的耦合，深化这种跨行业耦合并利用数字技术建立闭环信息系统，将有助于推进节能减排、提高整车性能、提升用户价值，实现更加便利高效的回收利用。

技术进步特别是颠覆性的技术创新，将引领传统产业塑造竞争新优势。绿色低碳技术创新在铝行业碳中和地图中将承担四分之一的减碳任务。

一是积极开发无碳冶金技术。4000多年前，中华民族的祖先发明了用木炭还原制取铜的技术，从此炭在冶金历史上占有重要的一席之地。200多年前，炭成为金属制造最有竞争力的还原剂。100多年前，发明熔盐电解法制取工业铝，将炭作为最主要的阳极材料。近20年来，全球铝工业的科学家们殚精竭虑，几乎都在朝着惰性阳极、可湿润阴极等无碳冶金的方向努力。大家的梦想是铝冶炼厂不再排放二氧化碳，而是释放出对人类对生态极其友好的氧气。中铝集团在国家“863”计划支持下建立并开展了世界上早期的试验，美国铝业和力拓集团组建合资公司，以及俄罗斯铝业近年开展了此类工业试验，海德鲁铝业公司也开展了其他技术路线的探索。无论黑色金属还是有色金属，探索除碳以外的还原剂是现代科学技术的重大课题，也是实现碳减排、建设环境友好型产业链的重要选择方向。不论前面还有多少“拦路虎”，我们都要坚定不移地走下去，力争早日实现突破、成就梦想。

二是开发更加有效利用杂质元素的先进短流程技术。传统上材料纯化才能更好体现其本质。几百年来，材料科学家们的目标集中一个重要方向就是纯化、高纯甚至超纯，发现材料的本质特性。在工程应用上，科学家们通过适度的掺杂与合金化，进而发现材料更为丰富、更加支持工程目标的力、热、光、电等综合性能。为适应未来社会对循环经济发展的需求，我们应该进一步研究和探讨能够更好地利用杂质元素、先进短流程的生产技术和装备。我们能将自然界中丰度百分之几甚至千分之几的有用元素提炼出来，也一定能够更加科学地发展好循环经济。

我国拥有全球最大规模、产业链最完整的制造业，也同时有全球最大的市场，所遇到的深层次问题难以在西方发达国家的轨迹中找到可以借鉴的路子，唯其艰难更显伟大，每一次探索都可能是全球发展的新高度。因此，除了要发挥市场这只“看不见的手”的作用以外，必须加强政府的指导扶持，加强对产业顶层设计和产业政策导向的深入研究和科学指引。实现绿色低碳发展实际是一次深彻的社会转型，而转型的成功演进，意味着需要集中资源、集中思想、集中决策，才能开创一种新文化、一种新范式，这也是中国式现代化内涵的一部分。让我们共同努力，携手谱写中国式现代化的绿色低碳发展新篇章。（本文系作者在全球能源转型论坛综合智慧能源分论坛上的发言）

来源：中国有色金属报