铝：通往绿色的道路

铝：通往绿色的道路 铺就低碳之路 铝在中东合作组织（GCC）及其以外地区 作者 全球铝消费量预计到2030年将达到1.24亿吨，但这种增长却伴随着环境代价。银白色元素的产量能源密集，排放的二氧化碳比大多数其他金属都要多。在脱碳承诺的背景下，铝行业肩负着构建更绿色未来的重任。本文观点探讨了绿色铝的多个方面，重点关注海湾合作委员会（GCC）及其引领变革的潜力。 伊利亚·叶皮欣 卡洛·斯特拉 Amer Hage詹姆斯·查欣 彼得·卡兹纳切耶夫 阿尔特姆·马尔科夫 铝是我们周围世界的一个核心组成部分。从建筑和工业到交通和消费品，它作为电的传输者、发动机部件、智能手机的机身、我们喝的罐装饮料，以及更多。这种轻质金属如果不是多才多艺的话，那就什么也不是了，并且全球需求正在上升。行业参与者对这一消息表示欢迎，但日益增长的需求不仅带来经济收益；它也带来了责任。 增长伴随着环境代价：铝是所有金属中能耗最密集的。 能源消耗和排放的主要部分在氧化铝到铝的价值链中源自铝熔炼过程，其次是氧化铝精炼（见图2）。因此，针对该行业脱碳的大部分技术创新都集中在生产的这两个阶段。 十年前，“净零”一词几乎未掀起任何重大的波澜。如今，它已成为主流，推动价值链上的各方将银白色的元素染上绿色的一抹。 行动呼吁明确：对绿色替代品日益增长的消费者需求促使利益相关者合作创新，以实现可持续的未来。收益将广泛传播，不仅对地球有益，也对未来的企业和经济有益。 在全球铝消费量方面，CRU预计未来十年每年的增长率将超过3%，从今年的1亿吨增长至2030年的1.24亿吨，交通运输、电气和耐用消费品的驱动需求为主要动力。然而，这种增长伴随着环境影响：据Arthur D. Little (ADL) 分析，铝是所有金属中能源消耗最高的一种，其每吨铝产生的二氧化碳排放量约为15吨，如图1所示。 图表2. 二氧化碳排放源 尽管铝具有许多优点和用途，但众多趋势都集中在替代它。例如，Tetra Pak包装新纤维基屏障技术的发展、铝箔的环保替代品以及镁合金在制造中的应用，这些应用提供了更高的比强度和能量吸收。此外，玻璃纤维正成为金属的潜在结构替代品。相反，在建筑中用铝替代钢的趋势正在上升，铝合金的更广泛应用也在增加。 低碳铝的案例 在未来十年内，全球预计将新增1600万吨绿色铝需求，其中混合动力和电动汽车（EVs）推动约占总需求的70%。铝的独特特性支撑了这一需求：它轻质、导电、耐腐蚀，使其在众多行业和多种用例中具有价值和使用价值。铝也具有无限可回收性，是少数几种具有明确、可实现路径降至零碳排放的金属之一。 由于金属需求仍然较高，从发电过程中去除碳氢化合物将是绿色铝生态系统的主要挑战。依靠化石燃料的炼铝厂相对较新，电力来源选择有限。因此，大约一半的铝产量依靠煤炭——这是行业必须通过创新、先进技术和利益相关者的承诺相结合来解决的现实。 更重要的是，铝是唯一预期将对未来绿色需求产生重大影响的金属，并且可以横跨大多数新兴清洁技术。它在太阳能光伏、聚光太阳能、电动汽车/电池存储和电力网络中的应用特别广泛。它也广泛应用于风力、水力、生物能源、电力网络和氢能领域。 -创新与经验。海湾合作委员会（GCC）拥有大量的资源，可以用于技术创新和先锋性实验。同时，该地区的石油和天然气遗产提供了宝贵且可转移的经验，以及促进铝生产脱碳进程的技术和知识交流机会。 前方之路 海湾合作委员会拥有世界上最便宜的以天然气为基础的电力。由于能源占铝成本的50%，它能够以较低的价格大量生产铝，并且比以煤为基础的生产排放更少的污染物。此外，使用太阳能进行铝生产的趋势也在不断增加，该地区阳光充足。此外，海湾合作委员会在原料如铝土矿的供应基础上也具有很强的实力。 -循环经济。禁止和/或对废铝出口征收高额关税使得海湾合作委员会国家成为庞大的废旧铝市场所在地，这些市场可以加以利用来发展繁荣的循环经济和相关基础设施，包括基于废料的冶炼厂（参见侧边栏“阿联酋全球铝业公司”）。 在 China 之外，GCC（海湾合作委员会）是世界上最大的增长中的铝生产区，根据国际铝业协会的数据，2023年产量超过 600 万吨。凭借创新声誉、丰富的能源供应和强大的全球联系，该区域是绿色铝产业扎根并蓬勃发展的重要之地——鉴于气候危机，这一需求从未如此之大。 阿联酋全球铝业 阿联酋全球铝业公司（EGA）已启动阿联酋最大的铝回收工厂，标志着对环境责任的重大承诺： 鉴于绿色技术需求的增长和多样化的应用场景，铝在构建可持续未来中将扮演重要角色。中国到目前为止在铝行业是最大的玩家，去年产量超过4160万吨，但在全世界范围内，海湾国家有很好的位置来推动整个生态系统的绿色发展势头。 -当前情况。阿联酋的铝废料通常出口。该工厂将使EGA成为最大的本地铝废料消费者，并且由于预计到2040年全球对回收铝的需求将翻倍，因此它提供了一个有吸引力的投资机会。 -体积。海湾合作委员会的五个现有炼铝厂在2023年生产了约600万吨铝，超过了亚洲（除中国外）的467万吨、俄罗斯和东欧（约400万吨）以及北美（约390万吨）。尽管亚洲供应增加，但海湾合作委员会也是去年全球唯一一个增加其全球市场份额的地区（增长+1.4%）。 -项目结构。该工厂年产能为17万吨，位于阿尔塔威拉现有的冶炼厂附近。 -抱负。该项目旨在将消费后和生产前的铝废料转变为低碳、高质量的铝锭。预计三年内完工，最终产品（RevivAL）面向本地和国际市场。更广泛地说，EGA 正寻求与阿拉伯联合酋长国的“3万亿阿联酋工业战略”和“2050 年实现净零排放”倡议保持一致。 -强大的联系。随着时间的推移，海湾合作委员会（GCC）已与欧洲和亚洲的铝业参与者建立了牢固的联系，为合作伙伴关系、投资和技术发展开辟了丰富的机会。值得注意的是，该地区与复杂的消费市场有关联，这些市场正在推动新合金和半成品材料等领域的科技创新，同时，它靠近东西方，在物流上具有优势。 ADL 已确定四个关键支柱，这些支柱可以塑造通往绿色的道路。 为了支持GCC铝业能源转型，ADL已确定了四个关键支柱，以塑造绿色转型的路径：（1）减少二氧化碳排放，（2）开发新技术，（3）创建循环经济，（4）最大化绿色市场潜力。 印度最大的铝生产商Vedanta随后于2022年2月推出Restora，并对该产品的功能提出类似的主张。自那时以来，挪斯克 Hydro以及法国-西班牙制造商Aludium各自推出了产品——分别称为CIRCAL和Aludium ECO 2.0——这些产品据称可将排放量降低至每吨2吨CO2。 第一支柱：减少二氧化碳排放 领先的多国公司正在战略性地重新聚焦他们的努力，以减少碳排放并实现雄心勃勃的环境目标。GCC地区铝业公司可以从目前正在进行的努力和倡议中获取可操作的建议，以在全球舞台上推动绿色铝产业的发展。 这些低碳产品生产成本高于传统铝材，但消费者对可持续产品的需求正在上升。许多买家仍然不愿意支付附加的溢价，但这种状况正在开始改变。特别是，B2C玩家对低碳铝材的兴趣正在增加，并将逐渐要求供应商提交生命周期评估数据，以回应其客户的环境关切。 承诺 -美国铝业公司，全球第八大铝生产商，致力于将2025年前范围1和2的温室气体（GHG）排放强度相比2015年基准减少30%，到2030年减少50%。 -挪威的Norsk Hydro ASA计划到2030年将温室气体排放量削减30%。 -英国-澳大利亚巨头力拓公司意图在2050年实现碳中和。 在采纳更环保铝的国际公司中，比利时巴西饮料跨国公司 AB InBev 也加入了其中，并推出了低碳罐装饮料。捷豹路虎（Jaguar Land Rover）现在要求所有新车辆设计必须包括再利用铝，苹果公司（Apple）在其所有设备中都使用低碳铝。iPhone 制造商的环保承诺更进一步；2020 年 7 月，它宣布到 2030 年通过减少 75% 的排放，实现其供应链和产品碳中和的承诺。苹果公司还通过其可持续性举措支持碳去除，例如与铝供应商合作开发首个直接的（范围 1）无碳铝熔炼工艺。 -GFG联盟的Advance集团计划到2030年实现碳中和。 产品 近年来，获得可再生能源接入的领先国际公司推出了创新低碳铝产品。奥地利铝加工商HAI是先行者，于2021年推出了SustainAl 2.0——该产品声称每吨产品产生的二氧化碳少于4吨。 整个行业都在对消费者情绪做出反应。 除此之外，创造积极的环境变化，铝工业的ESG责任也能产生成果。自2013年以来，根据《金融时报》报道，ESG绩效评分持续较高的公司在业绩上优于同行，其运营利润率比低ESG表现的公司高出4.7倍。在COVID-19大流行期间，对ESG有强烈方法的公司在应对挑战时也显示出了更强的韧性。 联盟 除了个别公司之外，整个行业都在响应消费者情绪，通过组建致力于脱碳的联盟来采取行动： -在航空领域，Oneworld联盟旨在到2050年实现净零碳排放，而包括联合国国际民用航空组织（ICAO）内的192个国家在内的CORSIA（国际航空碳抵消和减排方案）目标是在2020年之后使所有国际航班的增长实现碳中和。 海湾合作委员会（GCC）重点 为了减少二氧化碳排放，海湾合作委员会（GCC）的铝业参与者可以将上述因素纳入其战略思考，从设定减排目标、创新低碳产品到建立行业联盟、开发工具和平台，以促进绿色铝的增长。 -在交通领域，脱碳交通倡议旨在为减少碳排放的努力提供工具。 对区域性金属交易所的兴趣正在增长，目前沙特阿拉伯正在进行一项市场研究。如果可行，交易所可能会因为其远离煤炭的进展以及在反映海湾市场特定特点的同时，成为低碳铝贸易的先驱。 -在建筑领域，全球商业与建筑联盟（GlobalABC）包括来自各行业的130多个成员，并致力于实现《巴黎协定》的气候目标。 第二部分：开发新技术 几个海湾合作委员会（GCC）的主要城市建立在创新设计、技术和前瞻性思维的基础上。在铝的案例中，这种对进步和实验的渴望以及该地区的优势使GCC国家能够充分拥抱前沿技术以实现生产脱碳。 企业及行业举措不仅受消费者需求驱动，还受环境、社会和治理（ESG）议程的推动。在整个铝供应链中的审查力度加大，促使公司减少碳足迹并寻求更环保的原材料。近年来，金属买家的需求信号已经引发了交易格局的变化。 特别是，主要的本地铝生产商已经与主要的全球玩家和技术供应商建立了合资企业。在沙特阿拉伯，Ma’aden与 Alcoa 在铝价值链上存在合作伙伴关系，而在卡塔尔，Qatar Aluminium（QAMCO 与 Hydro 的合资企业）也存在合作伙伴关系。 2020年6月，伦敦金属交易所（LME）宣布将创建一个低碳铝的现货交易平台。2020年9月，新加坡商品交易公司Trafigura设立了低碳铝融资平台。 在最具影响力和广泛性的进步中包括：（1）向可再生能源的过渡；（2）碳捕集、利用和储存（CCUS）的实施；（3）氢能——所有这些都会影响整个铝产业链，从采矿和精炼到冶炼、铸造和回收。 技术实践 他们的新型电解质电池减少排放，并产生相当于70公顷森林的氧气。Arctus铝业研发部门与冰岛创新中心合作，利用低温电解质中的垂直惰性阳极和湿润阴极，生产出高纯度（99.9%）、低碳的铝合金。 其他使用案例较少、但价值却很高的前沿技术包括惰性阳极技术、机械蒸气再压缩、废料回收以及铝土矿渣处理。全球市场领导者已经开始在不同程度上在他们的生产设施中采用和实施这些技术，如下所示： 惰性阳极技术 -能源转型。在中国，国家对煤炭使用的制裁迫使各行业寻找低排放或零排放的替代方案，以替代传统的燃煤发电厂。在此背景下，铝业公司鸿博集团已在云南省启动了一座新的水力铝冶炼厂的生产。这是将中国铝生产转移到靠近水力发电源地的多个项目中的第一个项目，以支持国家的脱碳目标。 全球铝生产商正通过在商业规模上引入最新的惰性阳极技术并测试其可行性来引领脱碳进程。由阿