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碳中和与能耗双控齐施压 高耗能铝材行业何去何从

光伏系统工程  来源:北极星太阳能光伏网    2021/10/27 11:50:58  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:10月11日-15日,《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议(CBD COP15)在昆明举行,国家主席习近平12日下午以视频方式出席了领导人峰会并发表主旨演讲。他强调,人与自然应和谐共生,良好生态环境既是自然财富,也是经济财富,关系经济社会发展潜力和后劲,我们要加快形成绿色发展方式,促进经济发展和环境保护双赢,构建经济与环境协同共进的地球家园。

气候变化是人类面临的全球性问题,随着各国二氧化碳排放,温室气体猛增,生命系统受到威胁。在这一背景下,世界各国以全球协约的方式减排温室气体,我国由此提出碳达峰和碳中和目标。

碳中和与能耗双控齐施压,高耗能高碳排行业生产受限

无论是COP15会议中提到的绿色发展方式,还是双碳目标中提到的节能减碳要求,都涉及到了二氧化碳排放。而有色金属冶炼行业作为碳排放的大头行业,备受政府和市场关注。

据中国有色金属工业协会初步统计:2020年我国有色金属工业二氧化碳总排放量约6.5亿吨,占全国总排放量的6.5%。其中,电解铝二氧化碳排放量约4.2亿吨,位居有色金属行业二氧化碳排放量首位。

今年8月,国家发改委根据上半年各地能源消费情况,制定了《2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》,其中,上半年青海、宁夏、广西、广东、福建、新疆、云南、陕西、江苏9个省(区)能耗强度同比不降反升,还有10个省份能耗强度降低率未达到进度要求。

来自中国铝业网的信息显示,电解铝行业耗电量很大。由于生产技术装备水平的差异,各生产企业每生产一吨铝锭所耗费的电量差异较大,目前国内大体在14000kwh-16000kwh之间。而我国重要电解铝产区,如青海、宁夏、新疆、陕西、广西、云南等,出现在了一级预警名单中,他们都面临着严厉的能耗双控要求,限产在部分区域已成为常态,无疑这对电解铝的生产造成了实质性的影响。如表1所示。

表1 能耗“双控”下各地“错峰用电”措施

针对国家双控政策,部分电解铝企业相继发布了公告。

9月16日晚间,云铝股份公告称,自2021年5月以来,因电力供应紧张,云南省内工业企业实施有序用电,公司及下属企业用电负荷大幅降低。截止发布公告日受限电影响,公司减少电解铝产能约77万吨。

9月17日晚间,神火股份则发布公告称,由于电力供应紧张,自2021年5月10日以来,云南电网有限责任公司(以下简称“云南电网”)对云南省内电解铝企业实施有序供电,公司控股子公司云南神火铝业有限公司(以下简称“云南神火”)供用电总负荷大幅降低,被迫陆续停运20万吨,在产产能降至55万吨,二系列三段15万吨也未能如期启动。

根据百川统计,截至2021年9月30日,中国电解铝有效产能为4542.2万吨,开工3827.1万吨,开工率 84.26%。

高耗能铝材行业备受关注 光伏产业原材料选择引发思考

在光伏领域,铝材主要应用在光伏组件边框和支架两部分。根据期货日报,光伏边框的尺寸主要受组件中硅片电池总尺寸影响。参考组件龙头企业的主要产品及其尺寸,以此作为铝边框的尺寸标准,如表2所示。光伏边框所使用的铝合金类型,目前主要有6061、6063和6082三种,其密度分别为2.75g/cm3、2.69g/cm3以及2.71g/cm3。光伏边框耗铝量按照公式横截面面积×组件尺寸长&宽×合金密度进行计算,最终得出单位GW光伏边框的耗铝量大约在0.9万—1.1万吨。

表2 光伏组件龙头企业相关组件产品尺寸

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光伏电站按照建设方式不同可分为分布式光伏电站和集中式光伏电站。从电站建设、铝合金材料特性以及市场应用可以看出,国内铝合金支架更多应用在分布式光伏电站上。参考2016年国核电力规划设计研究院发表的《铝合金支架与钢支架经济性对比分析研究》一文,以淮南某20MWp分布式光伏发电项目为参考,该项目基本风压:0.35kN/m2,基本雪压:0.60kN/m2,支架设计使用年限为25年,采用单晶硅270wp组件,组件尺寸为1650×990×40mm,每个组件19.5kg,44片组件为一个阵列,采用固定式,支架倾斜角度为23°。所有电池组件支架由立柱、斜梁、斜撑、檩条及连接附件构成,所选用铝合金主要材质为6063—T6型,表面采用阳极氧化处理,连接螺栓以及螺母垫片等采用C级普通螺栓。根据测算,单位GW分布式光伏电站所用支架耗铝量约为1.9万吨,如表3所示。

表3 铝合金支架材料及耗铝量

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根据碳交易网的数据,如果生产一吨铝耗电13500kwh,火力发电下,相当于排放13吨二氧化碳,如表4所示。根据鸿发有色资讯中心数据,2020年光伏型材(主要包括光伏组件边框和支架型材)产量为142万吨。按照表4中2019年数据等比例计算,2020年光伏型材的耗电量为191.7亿kwh,排放二氧化碳为1628.3万吨。

表4 电解铝生产耗能

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绿色环保行业代表的光伏产业,对于实现双碳目标、遏制气候变化的意义毋容置疑。光伏产业在绿色发展的理念指导下,持续致力于工艺、性能、产品等方面的创新,不断通过产品帮助客户实现“低碳”或“零碳”目标,但其原材料依然有来源于高耗能高碳排放量的行业,如何逐步选择较低耗能及碳排放量的原材料,真正实现“低碳”或“零碳”,不仅仅是其他行业,也是光伏行业要思考的问题。

(本文为网友投稿,不代表北极星观点)

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