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云南水电铝材一体化产业高质量发展必须重视的几个问题

2020/3/6 8:16:11 人评论 次浏览 分类:应用

云南水电铝材一体化产业高质量发展

必须重视的几个问题

晏金

  

作者简介:晏金,冶金工程高级工程师,现为云南省发改委投资项目评审中心专家库评审专家、云南省科技厅科技人才专家库入库专家、江西省科技厅科技专家库入库专家、中国有色金属学会有色冶金资源综合利用专业委员会委员、中国有色金属产业技术创新战略联盟专家委员会委员、中国铝业协会专家。

曾经参与了云南铝厂(现云南铝业股份有限公司)60KA、75KA、186KA、300KA、420KA电解铝及配套铝加工、炭素等技术改造工程项目的建设管理工作。《云南冶金集团股份有限公司“十二五”发展规划》的编制,铝、铅锌、硅、钛、锰及配套产业规划项目实施管理等工作。云南冶金集团股份有限公司环保产业发展、有色冶金生产过程环境污染治理技术应用及资源综合利用等工作。

主要参与完成成果有:《大型整流设备新技术的开发应用》、《云铝年产189kt生阳极制造系统工艺技术创新研究》、《云铝电工园铝杆生产工艺开发》、《云铝氧化铝在线计量系统的开发应用》、《锂盐在大型预焙槽生产中的应用及推广》、《300KA大型预焙电解槽用铝母线工艺技术开发》、《云铝复杂条件下建设300kt/a电解铝厂总图运输技术的开发研究》、《一种节能型铝电解槽》、《大型预焙阳极铝电解槽方钢压接装置研究》。发表了《我国加入WTO后云铝国际竞争力分析》、《云铝股份300KA大型预焙电解槽技改项目》、《铝电解系列电压与整流设备容量确定的技术成本模型》、《云铝股份186KA预焙电解槽干防渗料工业试验》、《TiB-2惰性阴极材料的特性与工业化实验研究》、《追求卓越、培育具有永续经营能力的新型企业》六篇论文。参与了云南省发改委《云南省特色优势产业发展规划》编制、云南省国资委《外向型特色优势产业基地建设布局思路及设想》课题研究、云南省政协《关于促进云南有色金属产业科学发展研究报告》课题研究。

 

铝是环保型基础原材料,虽然铝在制造过程中使用了大量能源,但在使用过程中却节约了大量能源。铝可以100%的再生利用而不损害原有的质量,铝的再生过程只需消耗原铝制造所需消耗能量的5%左右。铝作为环保、节能、可持续使用的基础原材料,是全球公认的节能环保材料,是新世纪最具成长性的金属材料之一,铝也被称为“21世纪的绿色金属扩大铝的应用范围和铝的使用量,不仅可在节能减排方面发挥重要作用,为可持续发展做出贡献,同时也为国家积累了二次资源。

云南省委省政府按照总书记的指示,着力打造民族团结进步示范区、生态文明建设排头兵,主动服务和融入国家大发展战略,把自身的绿色能源优势与有色金属供给侧改革的总要求有机结合起来,提出了打造绿色低碳水电铝材一体化产业的战略规划,将在3至5年内在全省培育打造5个左右水电铝加工一体化重点产业园区,形成600~800万吨水电铝规模,打造具有综合竞争力和世界影响力的千亿级水电铝一体化基地。随着中铝(云铝)约420万吨/年产能、魏桥约200万吨/年产能、云南神火约90万吨/年产能、云南其亚约70万吨/年产能的建设和投产,预计2012年左右云南近800万吨/年规模的水电铝材一体化产业基地将建成。

回顾中国铝工业的发展历程,从20KA、45KA、60KA、80KA自焙阳极电解槽技术到75KA、135KA、160KA、186KA、280KA、300KA、320KA420KA大型预焙阳极电解槽技术,再到500KA、600KA、660KA特大型预焙阳极电解槽技术,经历了从“优选发展铝”、“发展才是硬道理”、“科学发展观”、“高质量发展、绿色发展”等不同的发展时期。

党的十八届五中全会确立了创新、协调、绿色、开放、共享的五大发展理念,其中绿色发展理念的核心是节能减排、循环经济和低碳生产。在党的全会上确立绿色发展理念,表明绿色发展将成为中国未来发展战略与发展政策的主流。

面对新的发展形势,结合云南水电铝材一体化产业高质量发展的总体要求和实际情况必须重视以下几个问题:

一、电力供应和保障问题

云南水能资源理论蕴藏量为1.04亿千瓦,经济可开发量为0.97亿千瓦,占全国可开发水力资源的25%,居第二位。  

截至2018年10月底,全省电力装机达9320万千瓦,装机规模居全国第6位,清洁能源装机占比达到83%左右,远远高于全国31%的平均水平,清洁能源发电量占比超过92%,为国际一流水平。从装机情况可看出,云南电力系统装机中水电装机占比很大,是典型的水电大省。

2017年10月,省政府印发《关于推动水电铝材一体化发展的实施意见》,提出到2020年,在全省打造5个左右水电铝材一体化重点产业园,水电铝产能力争达到600万吨/年,铝产品加工比例达到60%以上,力争每年消纳电力1000亿千瓦时。2017年12月,省政府印发《关于推动水电硅材加工一体化产业发展的实施意见》,要求在130万吨/年工业硅的基础上,延伸发展硅光伏、硅电子、硅化工、碳化硅等产业,实现水电硅材一体化发展,每年消纳水电300亿千瓦时。

由于云南是水电大省,在每年丰水期(6至11月)时可以安排水电装机根据用电需求满发,但在枯水期(12月至次年5月)的半年期间,水电发电量只能占全年发电量的30-40%左右。虽然近几年云南省内电力供应过剩,在丰水期存在“弃水”现象,但水电季节性电量差异和省内负荷全年较为平稳的特征,决定了省内长期存在枯矛盾,枯水期(12月至次年5月)内云南水电将无法满足800万吨/年水电铝、170万吨/年水电硅产业的全部用电量。云南要满足云电云用和云电外送的需要,除了用云南省内的火电作为补充外,须要与贵州展开水火互济,否则,云南将无法满足自身用电需要。

云贵水火互济,是指西电东送年度电量不变的情况下,云南与贵州实施丰枯期西电东送电量调剂。即云南枯期减少向广东送电电量,贵州等量增加火电送粤电量,云南丰水期时,增加西电东送水电电量。

因此,枯水期云南约800万吨/年水电铝、约170万吨/年水电硅产业的电力供应和保障问题必须由南方电网组织进行专题研究制定方案。

二、环保问题

环保法的出台对铝工业的发展提出了新的挑战,《中华人民共和国环境保护法》规定,企事业单位应当采取措施防治在生产建设过程中产生的废水、废气、废渣等对环境的污染和危害。对于违反该法的企业可进行按日计罚、责任人行政拘留甚至追究刑事责任等处罚。

环保税法的实施给企业带来巨大的经济压力,《中华人民共和国环境保护税法》中规定,每吨危险废物环保税额1000 元,每吨冶炼渣环保税额为25元。

铝灰、废槽衬、碳渣等铝冶炼危险废物管理日益严格,2016年8月1日起施行的新版《国家危险废物名录》中,与铝电解相关的 危险废物包括:

321-023-48 电解铝过程中电解槽维修及废弃产生的废渣

321-024-48 铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣

321-025-48 电解铝过程中产生的盐渣、浮渣

321-26-48 铝火法冶炼过程中产生的易燃性撇渣

云南具有独特的水电清洁能源优势,水电铝一体化产业和煤电铝产业相比,虽然吨铝能够减排二氧化碳15吨。但在电解铝生产过程中的氟化物、二氧化硫,含氟初期雨水,碳渣、铝灰渣、大修渣等危险废物依然产生。

电解铝企业污染物排放应符合国家或地方相关排放标准要求,企业污染物排放总量不超过生态环境主管部门核定的总量控制指标,重点区域内项目重点大气污染物排放应按照国家和地方有关规定执行,鼓励未在特别排放限值地区的项目执行相关特别排放限值标准(要求)。碳渣、铝灰渣、大修渣等危险废物必须按照环保部门有关危险废物处理的相关规定进行减量化、无害化、资源化高效利用,坚持绿色发展、打造绿色产业。

三、技术创新问题

在国家的大力支持下,经过五十多年特别是改革开放以来的发展,中国铝工业从20KA、45KA、60KA、80KA自焙阳极电解槽技术到75KA、135KA、160KA、186KA、280KA、300KA、320KA420KA大型预焙阳极电解槽技术再到500KA、600KA、660KA特大型预焙阳极电解槽技术,从小到大,形成从矿山采选到冶炼、铝深加工以及国内外贸易相对完整的铝产业链,拥有一大批铝产业发展的科研、教育机构和技术、管理人才,形成了一批具有自主知识产权的专有核心技术和关键技术。中国铝工业的发展历程就是一个始终坚持技术创新的过程。

有色金属行业是云南省重要的支柱产业之一云南铝工业从无到有,从小到大,已形成相对完整的“产学研”体系,拥有昆明理工大学、昆明有色冶金设计研究院、昆明冶金研究院等一批国内具有较高技术水平的科研院所,先后组建了“高效节能铝电解技术创新战略联盟”“铝镁电解装备产学研创新联盟”“国家铝镁电解装备工程技术研究中心”“云南省铝工业工程研究中心” “张新民院士(专家)工作站”、“云南省铝电解创新团队”、“云南省铝加工创新团队”等技术创新平台,当前云南电解铝综合交流电耗处于世界领先水平,电解铝烟气二氧化硫平均排放浓度处于国际领先水平,并建立起了一支专业齐全、结构合理、层次较高的技术人才队伍。

促进云南水电铝材产业发展,云南省铝工业工程研究中心2018年3月13日在昆明理工大学成立。该中心任务是为云南省水电铝一体化绿色发展服务,将形成“一中心一基地两平台”的构架,着力开发关键共性技术,尽快将高校、科研单位的基础研究成果转成为云南省铝企业的商业性生产项目,构建“政-产-研-学-用”为一体、市场为导向的创新驱动发展模式,建立国际化的现代企业管理模式,通过不断深入与国内外高水平院校、科技单位以及大企业间的合作、引进高级人才与团队,实现铝材的高效应用,将生产与应用快速有效地衔接起来,提升云南省铝工业的研发创新能力与水平,延伸水-铝-铝材产业链,对铝材进行深加工,大力提高铝材的附加值,占领世界铝工业制高点,将中心建成国内领先、世界一流的国家级铝工业研发基地。

建议“云南省铝工业工程研究中心”整合国内外铝行业中的优势资源,搭建“政-产-研-学-用”为一体的共享、协同创新平台。根据氧化铝、电解铝、铝加工、新材料、资源综合利用等专业设置多个分中心,服务于水电铝发展全产业链。特别是在制约水电铝产业发展的高端精深加工、赤泥、铝灰、大修渣等固体废弃物资源化综合利用等基础性共性技术和产业化技术等方面实现新突破。通过平台建设,聚集、引进、培养铝产业科技创新人才,努力把“云南省铝工业工程研究中心”建设成为“水电铝产业一体化”发展国家级技术创新中心,为云南水电铝材产业发展提供技术支撑和保障。

四、市场前景问题

铝是一种轻金属,具有特殊的化学、物理特性,是当今最常用的工业金属之一,不仅重量轻,质地坚,而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性,被称为第二金属,是除钢铁以外的第一大金属结构材料,是国民经济发展的重要基础原材料铝合金材料也是一种新材料。被广泛应用在建筑、交通运输、家电、机械、包装等行业,涉及国民经济的主要领域,在我国现有的124个产业中,与铝相关的产业就有113个。从本世纪初以来,我国已相继成为全球最大的铝生产国、铝消费国以及铝加工产品制造国,铝产业在我国国民经济中具有举足轻重的作用。

云南是中国连接世界的重要桥梁,更是中国西南开放的前沿窗口,北上连接丝绸之路经济带、南下连接21世纪海上丝绸之路、东向通过长江经济带连接长三角、西出通过孟中印缅经济走廊连接印度洋沿岸国家,区位优势突出,有利于统筹利用国际国内两个市场两种资源。 “十三五”以来,全省交通运输快速发展,综合交通运输体系不断完善,“八出省五出境”铁路主骨架、“七出省五出境”高速公路骨架、“两出省三出境”水运通道、“两网络一枢纽”航空网加快建设,基础设施网络初步形成。在云南发展水电铝材一体化产业,向内可紧密联系长三角、珠三角、成渝经济圈等国内市场,对外可直接辐射南亚东南亚市场。2016年,全球人均铝消费为10.4Kg,东南亚地区人口总数近6.4亿,但人均铝消费只有6Kg,南亚地区人口总数17.7亿,人均铝消费仅2Kg。南亚东南亚地区要达到目前的全球铝消费平均水平,市场缺口巨大。对铝工业极不发达的东南亚、南亚来说,拥有30亿人口消费的潜在市场。

五、水电铝材一体化产业链延伸问题

从上游的铝土矿开采、氧化铝生产到中游的电解铝冶炼,再到下游的铝加工,云南已经初步建立起了较为完整的一体化铝产业链,尤其是中游电解铝已经具备一定规模,在国内形成了一定的影响力。但应该清醒的认识到,在铝加工方面,虽然目前已形成50万吨/年产能主要集中在初加工产品上竞争力不强产品结构不合理科技含量高、附加值高的高档产品短缺,与国内其他地区相比,省内铝深加工产品开发还在处于追赶阶段 

我国正处于城市化加速发展阶段,在房地产行业的拉动下,建筑行业对铝的需求量将保持快速增长。随着铁路高速化和节能减排压力增大,轻量化交通工具成为发展趋势,铝材料将在汽车等交通运输制造业领域得到更大的推广空间,交通运输制造业对铝的需求增长后劲十足。随着国民收入的提高以及生活方式的改变,绿色环保成为发展主流,铝材料在食品包装、电力电子、航空航天等领域应用将更广泛,使铝产品在包装、耐用品消费领域的应用水平保持快速增长。

云南水电铝材一体化产业,规模是基础,深加工是重点,高质量发展是关键。在云南规划实施水电铝材一体化项目的单位有中铝(云铝)、魏桥、云南神火、云南其亚等单位,其中有国企、有民企,应该充分发挥好各自的优势,减少同质化竞争,取长补短,相互促进,共同发展。云南水电铝材一体化精深加工工艺技术路线的制定,可以借鉴“辽宁忠旺、山东南山、广西南南、广东兴发、坚美”等铝加工先进企业的管理模式,鼓励企业通过参股并购、购买专利、技术引进、人才引进、合作研发等方式开展创新,大幅提高我省铝精深加工的深度、广度以及产品附加值。支持国有资本与社会资本合作,以混合所有制形式大力发展铝精深加工。

 

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