对构建铝工业循环经济产业链的研究和探讨

摘要：铝是绿色载能金属，是仅次于钢铁的第二大金属，是现代经济社会发展不可或缺的基础原材料。铝工业发展面临资源、能源和环境方面的巨大挑战;应按照循环经济的发展理念、构建一个生态耦合和资源共享，物质闭路循环，能量梯级利用的产业链, 本文重点讨论铝循环产业链的构建及主要措施。

关键词：铝工业；循环经济；产业链；可持续发展

　　铝工业是资源开发型产业，我国是世界铝工业大国，原铝的生产和消费已经连续7年位居世界第一，我国经济社会发展对铝的巨大需求，客观上要求保持铝产业稳定适度增长，而传统铝工业产生的巨大环境压力与当前节能减排、发展低碳绿色经济、节约资源、保护环境的发展趋势相背离，这两种矛盾的相互碰撞迫使铝工业不断探索新的发展模式，而发展循环经济是铝工业实现可持续发展的重要途径，而构建高效的铝工业循环产业链是实现循环经济目标的基础。

　　一、铝工业发展特点

　　铝是绿色载能金属，是实现全社会节能减排、绿色低碳经济的重要支撑材料。同时，铝工业又是资源和能源依赖型产业，特别是在氧化铝和电解铝的生产过程中，消耗大量的资源和能源，产生大量尾矿、赤泥、二氧化碳等影响环境和生态的废弃物。

　　（一）原料消耗多

　　每生产1吨氧化铝，约需2～3.5吨铝土矿、100千克苛性碱、200千克石灰，而每生产1吨金属铝，约需2吨氧化铝。因此，每生产1吨金属铝，约消耗4～7吨铝土矿、200千克苛性碱、400千克石灰、410千克炭素材料和30千克氟化盐，合计物料消耗约5～8吨。

　　（二）能源消耗高

　　按露天开采堆积型矿测算，吨铝土矿开采能耗约10千克标煤；按拜尔法生产氧化铝测算，吨氧化铝生产能耗约500千克标煤；按吨电解铝需要14000千瓦时电力测算，吨电解铝生产能耗约2050千克标煤，吨铝加工材生产能耗约350千克标煤，因此，从铝土矿开采到生产1吨铝加工材成品需要的能耗约为3450千克标煤，能耗高成为铝产业的主要特征之一。当前我国电解铝生产成本中，电力成本高达25%～40%，电价高低是决定电解铝竞争力的关键因素。

　　（三）固体废弃物排放大

　　固体废弃物主要来自矿山尾矿、氧化铝赤泥、电解槽废弃物及灰渣，尤以铝土矿山尾矿和氧化铝赤泥排放量大，对环境污染隐患高，生态破坏影响大。

　　对于堆积型铝土矿山，生产1吨铝土矿大约需排出尾矿2吨，生产1吨氧化铝要排出赤泥1.2～1.7吨，因此，生产1吨氧化铝外排固体废弃物约5～6吨。按目前广西年生产528万吨氧化铝计算年排放固体废弃物约2640～3168万吨。

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　　（四）废水废气污染重

　　氧化铝生产用水量较大，吨氧化铝生产耗新水约4吨，由于排出的污水都含有碱，这不仅导致生产过程碱耗增加，而且还是环境污染的重要源头；氧化铝生产及电解铝生产过程中均产生大量二氧化碳，电解铝生产还产生包括氟化物在内的多种有害气态物质，特别是多氟化碳，它的全球增温潜力是二氧化碳的6500～9200倍，严重影响室温效应。因此，氧化铝和电解铝生产一定要治理废水、废气污染，采用低碳减排技术，实现绿色生态化。

　　（五）土地占用多

　　对于国内外广泛开采的堆积型铝土矿，主要存在于地表岩溶坡地、谷地、洼地中，矿体厚度小，埋藏浅。如百色地区平均每采出100万吨铝土矿需占用土地约0.3km2。以百色年产528万吨氧化铝计，不含尾矿及赤泥占地，矿山开采需要剥离土地约7000亩，是露天采矿占地速率和破坏土地速率最高的矿山。因此，矿山复垦任务十分繁重。

　　二、铝工业循环经济产业链网的内涵

　　铝工业循环经济是依据循环经济理念和工业生态学原理，以增强企业核心竞争力、建设高效的循环产业链为目标，以提高资源效率和保护环境为重点建立的一种铝工业发展模式。

　　铝工业循环产业链则是遵守“3R”原则，即减量化( Reduce) 、再利用( Reuse) 、资源化(Recycle) 三原则，依据生态循环方式来规划铝工业的生产系统，从整体上系统地考虑内部资源闭路流动，通过技术创新、链条延伸、清洁生产、废物交换、循环利用、矿山复垦等手段，把相关的资源投入和产品产出看作是产业链的各个环节，把每个环节按目标最优的原则串联起来，成为有经济竞争力的产业链或者产品链。同时按照经济规律和物质、能量、信息流动的生态规律，把生产活动组织成一个“资源→产品→再生资源”的反馈流程，纵向整合延伸、横向关联耦合的产品产业链，形成生态产业链网体系，形成对自然环境影响最小、企业经济效益最大、社会效益最佳、可持续发展能力最强的产业模式。

　　三、铝工业循环经济产业链设计

　　通过铝工业循环经济发展实践，在现有“铝土矿—氧化铝—电解铝—铝加工—再生铝”铝产业链的基础上，以延链、补链、耦链的方式加以规划设计，将铝工业中的动脉产业链与静脉产业链有机地结合，可以形成一个高效的循环产业链网，有效地提高资源的利用率，减少污染物的排放量，形成废物资源化产业。

　　（一）延链

　　即在研究主导产业的基础之上，通过向上或向下延长产业链，增加上游和下游产品的生产，从而降低原材料成本，增加产品的附加值，提高经济效益。铝工业是以生产金属铝为主的产业，在产业的上游，可以加入对原材料铝土矿、氧化铝的生产，减少企业之间交易成本；在产业的下游，实行铝材深加工，例如航空器材、汽车零配件等，以提高企业的经济效益。

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　　（二）补链

　　即通过补充主导产业链的各个环节，满足主导产业链生产的辅助材料需求，同时使主导产业链产生的废物进行循环再利用，形成循环的产业生产模式，完善行业主导产业链结构。例如在电解铝生产过程中，需要碳素作为辅助材料，可将碳素产业采用补链方法规划到主导产业链中。

　　（三）耦链

　　即辅助材料自身的生产过程能够形成较长的产业链时，则应将该辅助材料的生产过程规划为另一主导产业链。不同主导产业链之间，通过物质、能量传递，实现相互补充与循环。例如电解工业盐产业就是铝工业很好的补充，电解工业盐的产物是烧碱和HCl ，烧碱可以为氧化铝的生产提供原材料， HCl 又可以为下游产业聚氯乙烯的生产提供原材料。

　　四、铝工业循环经济产业链的构建

　　铝工业循环经济产业链网以“动脉产业”、 “静脉产业”两大部分为基础，通过废铝资源综合利用、物质闭合循环、产品与服务的减物质化以及能源效率最大化等措施，构建以遵循铝工业发展的内在规律，以价值链为着力点,不同产业部门之间以及与自然生态系统之间实现生态耦合和资源共享，物质闭路循环，能量梯级利用的产业链网。详见图1铝工业循环经济产业链网。

　　如图所示，其中还可依照功能及产业发展方向的不同分为主导产业群、配套产业群和辐射带动产业群三大产业群。

　　主导产业群包括以“氧化铝－电解铝－铝材深加工”为主线的铝业产业群、以“煤－热电－汽”为核心的能源产业群、以“电石—烧碱—PVC”+“玉米－淀粉－味精－高效复合肥”为主线的化工产业群、以“密度板－板材深加工”为主体的木材加工产业群。

　　配套产业群为各核心产业排放废物的资源化利用产业，包括赤泥、粉煤灰、脱硫除尘物生产高新建材和味精废渣、废水综合利用，生产饲料、复合肥等；适应铝工业发展需要的物流服务产业。