Kāpēc alumīnija ražošana ir energoietilpīga?
Primāro alumīniju iegūst, izmantojot alumīnija oksīda elektrolīzi Hall{0}}Heroult procesā, kas patērē lielu daudzumu elektroenerģijas. Vienas tonnas primārā alumīnija ražošanai parasti ir nepieciešami aptuveni 13 000 līdz 15 000 kWh elektroenerģijas, un kausēšanas posms vien veido lielāko daļu no pasaules rūpnieciskās elektroenerģijas patēriņa. Tā kā process ir tik energoietilpīgs, kausēšanas iekārtu apgādājošā elektrotīkla oglekļa intensitāte ir vienīgais lielākais gatavā metāla oglekļa pēdas nospieduma faktors.
Galvenie CO2 emisiju avoti
Emisijas rodas no vairākiem atšķirīgiem avotiem. Oglekļa anodi tiek patērēti elektrolīzes laikā, reaģējot ar skābekli, tieši izdalot CO2. Bayer procesā, kas boksītu attīra par alumīnija oksīdu, apkurei izmanto fosilo kurināmo un kalcinēšanas rezultātā izdala CO2. Anoda cepšana, kas pārvērš naftas koksu un akmeņogļu darvas piķi oglekļa blokos, atbrīvo papildu siltumnīcefekta gāzes. Nelielos daudzumos perfluorogļūdeņraža gāzes var izdalīties arī anoda iedarbības laikā kausēšanas iekārtās, un šīm gāzēm ir ļoti augsts globālās sasilšanas potenciāls pat nelielos daudzumos.
Primārais un pārstrādāts alumīnijs
Pārstrāde krasi maina attēlu. Alumīnija lūžņu kausēšanai nepieciešami tikai aptuveni 5 procenti no primārās ražošanas enerģijas, aptuveni 600 kWh uz tonnu, salīdzinot ar vairāk nekā 13 000 kWh, un atbilstošā oglekļa pēda samazinās līdz aptuveni 5 procentiem primārā metāla. Tā kā alumīniju var atkārtoti pārstrādāt, nezaudējot savas īpašības, lūžņu plūsma daudzos produktos tieši aizstāj primāro metālu. Iepakošanas, automobiļu un būvniecības nozarēs arvien vairāk tiek noteikts otrreizēji pārstrādāts saturs, lai sasniegtu oglekļa emisiju samazināšanas mērķus, un tīru lūžņu pieejamība kļūst par stratēģisku materiālu apsvērumu.
Tehnoloģijas, kas samazina emisijas
Vairāki tehnoloģiju ceļi samazina nozares oglekļa pēdas nospiedumu. Inertie anodi aizstāj patērējamos oglekļa anodus ar ne-patērējamiem materiāliem, novēršot tiešās CO2 emisijas no anoda patēriņa. Tiek izstrādāti alumīnija oksīda reducēšanas un kalcinēšanas paņēmieni, kuru pamatā ir ūdeņradis-, lai aizstātu oglekli kā reducētāju. Oglekļa uztveršana un uzglabāšana var noņemt CO2 no kausēšanas iekārtas izplūdes gāzēm, un mehāniskā tvaiku atkārtota saspiešana uzlabo energoefektivitāti alumīnija oksīda attīrīšanā. Pats galvenais, kausēšanas iekārtu pārslēgšana uz atjaunojamo elektroenerģiju, piemēram, hidroenerģiju, vēja un saules enerģiju, ir visefektīvākā mūsdienās pieejamā viena svira.
Elektrības avota loma
Elektrības avots var mainīt tonnas alumīnija nospiedumu par lielumu. Kausēšanas cehi, kas darbojas ar ogļu{1}}tīkliem, var radīt aptuveni 15–20 tonnas CO2 uz tonnu alumīnija, savukārt kausēšanas cehi, kas izmanto hidroenerģiju, var saražot krietni mazāk par 4 tonnām. Tāpēc ražotāji pārvieto jaudu uz atjaunojamiem-reģioniem, parakstot ilgtermiņa-atjaunojamās enerģijas līgumus un ieguldot tīklu dekarbonizācijā. 2. sfēras emisijas no iegādātās elektroenerģijas dominē dzīves cikla nospiedumā, tāpēc elektroenerģijas tirgu dekarbonizācija ir būtiska, lai alumīnija rūpniecība sasniegtu neto{11}}nulles mērķus.
Oglekļa politika un starptautiskā tirdzniecība
Oglekļa cenu noteikšanas mehānismi pārveido alumīnija tirdzniecību. Pierobežas oglekļa pielāgošanas shēmas, piemēram, ES mehānisms, uzliek ar oglekli saistītus maksājumus importētajām precēm, mudinot eksportētājus izmantot zemas-oglekļa kausēšanas tehnoloģiju un atjaunojamo enerģiju, lai saglabātu konkurētspēju. Vietējie oglekļa tirgi lielākajās ražotājvalstīs arī rada izmaksas par emisijām, kas veicina ieguldījumus energoefektivitātē un PFC kontrolē. Paredzams, ka laika gaitā šīs politikas novirzīs tirdzniecības plūsmas uz zemu{5}}oglekļa ražotājiem un radīs izmērāmu cenu piemaksu par zaļo alumīniju.
FAQ
J: Cik daudz CO2 izdalās uz vienu tonnu primārā alumīnija?
A. Cipars ir atkarīgs no elektroenerģijas kombinācijas un tehnoloģijas, taču tipiskās publicētās vērtības svārstās no aptuveni 10 līdz 20 tonnām CO2 ekvivalenta uz tonnu primārā alumīnija, ar ogļu-kausēšanas iekārtām augstākās klases un ar hidro-darbināmām kausēšanas iekārtām, kas ir krietni zem 4 tonnām.
J: Vai pārstrādāts alumīnijs patiešām ir oglekļa neitrāls?
A: Ne pilnībā, taču otrreizējā pārstrāde patērē par aptuveni 95 procentiem mazāk enerģijas nekā primārā ražošana un rada aptuveni par 95 procentiem mazāk CO2, tādējādi sekundārais alumīnijs ir līdz šim viszemākais{3}}oglekļa ceļš, kas pieejams mūsdienās.
J: Kas ir inertie anodi un kāpēc tiem ir nozīme?
A. Inertie anodi ir izgatavoti no materiāliem, kas nav{0}}oglekli, kas netiek patērēti elektrolīzes laikā, tāpēc tie novērš tiešu CO2, ko izdala oglekļa anodi, kā arī novērš nepieciešamību pēc anoda cepšanas, samazinot gan emisijas, gan procesa izmaksas.
J. Kāpēc hidroenerģija ražo alumīniju ar zemu{0}}oglekļa saturu?
A: Elektrolīzes elektrība ir dominējošais emisiju avots, un hidroenerģija ražo elektroenerģiju, nededzinot fosilo kurināmo. Tāpēc kausēšanas rūpnīcas hidro{1}bagātos reģionos ziņo, ka oglekļa pēdas ir vairākas reizes mazākas nekā ogļu tīkli.
J. Kā pircēji var identificēt alumīniju ar zemu{0}}oglekļa saturu?
A: Pircēji var pieprasīt no piegādātājiem produkta oglekļa pēdas nospieduma datus, meklēt sertifikācijas shēmas, kas pārbauda kausēšanas iekārtas enerģijas avotus un emisiju līmeņus, un norādīt alumīniju ar augstu otrreizējās pārstrādes saturu, ja lietojumprogramma to atļauj.