鄭大科研團隊研制出鋁電解節(jié)能系統(tǒng)，已首投工業(yè)運行

3月17日，鄭州大學(xué)稱，科研團隊成功研制出“鋁電解槽能量流優(yōu)化與智能調(diào)控系統(tǒng)”，并已首投工業(yè)運行。

鋁電解新系統(tǒng)進入工業(yè)化試運行階段

中國鋁工業(yè)在經(jīng)歷了數(shù)年的蓬勃發(fā)展及迅速壯大后，正面臨越來越大的資源、能源和環(huán)境的壓力，電耗、環(huán)保已成為影響中國電解鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)，提產(chǎn)提質(zhì)、節(jié)能降耗、節(jié)約資源、保護環(huán)境將成為電解鋁技術(shù)發(fā)展的主旋律。

近日，由鄭州大學(xué)、鄭州輕冶科技股份有限公司、河南中孚實業(yè)股份有限公司等單位聯(lián)合承擔(dān)的鄭州市協(xié)同創(chuàng)新重大專項“鋁電解槽能量流優(yōu)化與智能調(diào)控技術(shù)開發(fā)”，已完成基礎(chǔ)試驗研究與工業(yè)系統(tǒng)開發(fā)集成。

首套系統(tǒng)在中孚鋁業(yè)正式投入工業(yè)運行，約占電解槽總耗能10％的回收熱能順利送往鞏義市城市供熱系統(tǒng)首站。這標(biāo)志著電解鋁工業(yè)首次將電解槽槽體散失的熱能，完成高效聚集并應(yīng)用于城市居民供暖，與城市熱網(wǎng)實現(xiàn)了能源互聯(lián)。

回收電解槽的損耗熱能，讓它們繼續(xù)投入供熱系統(tǒng)中發(fā)揮“余熱”，這是我國鋁電解工業(yè)中一條新的節(jié)能途徑。

電解鋁是碳排放重要責(zé)任主體，減排壓力大

電解鋁是高耗能、高碳排放行業(yè)。每噸電解鋁生產(chǎn)的碳排放超過每噸鋼鐵的 6 倍。

據(jù)安泰科數(shù)據(jù)，2019 年我國電解鋁行業(yè)二氧化碳總排放量約為 4.12 億噸，約占當(dāng)年全國二氧化碳凈排放量的 5％，也是有色行業(yè)排放量最高的品種。全球來看，目前電解鋁行業(yè)產(chǎn)生的碳排放量已經(jīng)超過 10 億噸，占全球總碳排放量比例超過 3％。

電力環(huán)節(jié)是電解鋁產(chǎn)業(yè)鏈主要碳排放量來源。據(jù) IAI 數(shù)據(jù)，2019 年單噸電解鋁碳排放結(jié)構(gòu)中，電力環(huán)節(jié)排放量約 10.7 噸，占比 64.8％，居首位；其次是熱能和生產(chǎn)過程中的直接排放，分別為 2.1、1.5 噸，占比 12.5％、9.3％；非 CO2排放 1.1 噸（6.4％）， 輔料排放 0.6 噸（3.8％），運輸過程中排放 0.5 噸（3.2％）。

即便如此，電解法仍是現(xiàn)在全球工業(yè)生產(chǎn)原鋁的唯一工藝，并且近 15 年電解環(huán)節(jié)的碳排放量占比不斷提 升，從 2006 年的 57％上升到 2019 年的 65％。利好鋁行業(yè)龍頭企業(yè)有，中國鋁業(yè)、云鋁股份、天山鋁業(yè)、閩發(fā)鋁業(yè)、南山鋁業(yè)等。

據(jù)悉，今后，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授梁學(xué)民及其團隊將開展進一步研究，開發(fā)將電解鋁“輸出端節(jié)能”的應(yīng)用領(lǐng)域擴大至與工業(yè)熱網(wǎng)、火力發(fā)電系統(tǒng)、大工業(yè)制冷等大工業(yè)用戶系統(tǒng)互聯(lián)互通的新技術(shù)和成套工業(yè)系統(tǒng)，以期最終實現(xiàn)電解鋁節(jié)能8％～10％的總目標(biāo)。

梁學(xué)民表示，該技術(shù)的成功開發(fā)與應(yīng)用，將為我國鋁電解工業(yè)開辟一條新的節(jié)能途徑，為我國鋁工業(yè)落實國家“碳達峰”和“碳中和”目標(biāo)提供強有力的技術(shù)支撐。