铝应用是材料节能减排重要领域

铝生命周期内实现可持续发展铝工业涉及铝土矿氧化铝炭素电极电力供应电解铝铝材加工废杂铝再生循环等一系列部门是资源和能源密集型工业也是我国材料行业节能减排走低碳之路的重要领域之一北京工业大学教授聂祚仁在日前举办的促进铝应用高层论坛上说铝是国民经济建设和发展的关键基础材料广泛应用于建筑交通运输包装电力航空航天机器制造以及信息产业等各个领域

铝生命周期内实现可持续发展

进入世纪以来国际铝业协会IAI联合发达国家的跨国铝业公司先后制定了世界氧化铝技术发展指南和铝工业技术发展指南确定了产品与市场能源与资源可持续发展三大目标并支持采用国际标准的环境管理与评价量化分析工具生命周期评价LCA方法评估铝生产给气候变化带来的影响以及铝工业的可持续发展

铝工业应对气候变化的主要目标之一是减少铝产品生命周期所有阶段的温室气体排放聂祚仁分析认为铝因其质量较轻的优点被广泛应用在交通领域它不仅能够减少能源消耗和二氧化碳排放而且其轻质的特性还是发展航空航天工业的关键铝的另一个重要的可持续性特点是其再生循环能力这也是铝产品生命周期温室气体减排评价研究的重要组成部分

早在年欧洲铝业协会EAA就开展了涉及主要欧洲国家铝生产和制造企业的生命周期指标数据的收集工作并于年出版了第一部生态概况报告铝全生命周期各阶段温室气体排放清单的研究结果表明铝电解过程的电力消耗铝电解过程的直接排放和氧化铝生产是铝工业链温室气体排放的主要阶段三个阶段占其全生命周期排放的

可持续性属性是铝的再循环能力再生铝生产所需要的能源仅为从矿石提炼原铝所需能源的左右同时铝废料较高的内在价值使其回收具有经济上的吸引力聂祚仁对铝应用充满了信心据估计目前全世界生产的原铝中约有仍然在被循环使用目前的技术水平能够保证铝及其合金在重熔和再利用时的品质因此回收利用是大多数铝产品可持续性的基础它不仅节约了原材料和能源并且减少了对土地填埋场所的依赖

铝应用可减少二氧化碳排放

国际能源机构IEA的研究表明近的人为温室气体排放是由交通运输部门产生的交通运输业在人类社会和经济发展中扮演了重要的角色因此必须以一种更安全节能和环境友好的方式为人类提供服务然而仅在年交通工具的使用过程就排放了约亿吨二氧化碳当量的温室气体而且这个数字还在不断提高

目前技术条件下汽车零部件设计采用铝质材料在节能和温室气体减排方面具有明显优势聂祚仁对外表示

根据国际汽车工程师学会的研究报道包括材料循环利用在内的钢铝镁种材质前端零部件的汽车全生命周期内初级能源消耗和环境影响差异巨大

若以行驶距离作为比较基准当应用镁合金材料作为部件的汽车在运输距离达到万千米时镁材质部件和钢材质部件的汽车在其全生命周期内的能源消耗是相等的也就是说由于镁在原材料生产阶段的能耗远大于钢铁在超过这个临界运输距离后应用镁材质部件的汽车才会显示出节能的效果

而铝和钢相比较对应的临界运输距离达到万千米时总能耗是相等

从当前的技术水平和交通工具行驶万千米的生命周期这两个方面考虑铝比镁具有更好的环境表现同样钢铝镁种材质前端部件的汽车全生命周期内的温室气体排放也存在巨大差异与钢相比镁质部件生产过程将排放更多的温室气体因此与能耗评估中的临界运输距离万千米相比镁和钢在温室气体排放中的临界距离万千米更大而铝质前端部件在其生命周期早期运输距离为万千米以后温室气体的减排效果已经优于钢和镁

减少运输车辆的重量是降低能源消耗温室气体减排和提高燃油效率的重要方法海德堡环境研究中心能源与环境研究所IFEU研究了不同类型车辆实施轻量化措施后在使用阶段的能源消耗及温室气体排放情况研究表明在车辆的生命周期内一辆轿车减少千克的质量可以节省至升的燃油而对于出租车和城市巴士节油量可以超过升同时每千米约减少克二氧化碳当量的温室气体排放量这证明轻量化对于汽车行业温室气体减排具有重要的积极意义