當前中國再生鋁產業面臨的挑戰和機遇

    鋁具有耐腐蝕、密度低、導電導熱率高、易加工、抗反射和輻射、非磁性等特點,廣泛用于航空航天、國防軍工、機械工程、建筑和運輸、電氣電子工程等領域,是繼鋼之后的世界第二大金屬材料.

    鋁的供給來自于礦石(原生)和廢金屬(再生)兩個方面.雖然原生鋁礦資源儲量比較豐富,但是由于生產需要消耗大量的能源(噸鋁耗電15000kWh以上),同時產生大量的碳排放(噸鋁排放二氧化碳12噸之多),因此對能源的消耗和環境的破壞相當驚人.而再生鋁生產能源消耗僅相當于原生鋁的5%左右,二氧化碳排放不到原鋁的1/15,并且只要方法得當品質不受任何影響,所以迄今為止世界70%的鋁在不斷循環使用.

    目前全球鋁的消費30%以上是來源于再生鋁,歐美等發達國家接近70%來源于再生鋁,我國由于原鋁基數較大,電解鋁產量還在增長期,因此盡管近年來再生鋁產量不斷快速增長,但占整個鋁材消費的比例還是很低,僅有20%左右.

    面對快速發展和不斷進步的世界再生鋁形勢,以及金屬鋁儲量的長期積累,我國即將迎來鋁材報廢高峰期的關鍵時刻,把握機遇直面挑戰,全面提高再生鋁產業發展質量和水平,對建設有色金屬工業強國和制造業大國具有重要意義.

    中國再生鋁產業現狀

    中國再生鋁產業經過近10年的快速發展,產業規模不斷擴大,工藝技術及裝備水平不斷提高,依賴原料進口拉動產業發展的格局已經改變,進入主要以回收國內報廢鋁材料實現穩步增長的時期,產業集中度明顯提高,成為建設資源節約型環境友好型社會的重要力量.

    產業規模位居世界第一

    2015年,中國利用報廢舊料生產再生鋁約為620萬噸,如果將同期新廢料二次加工生產的鋁計算在內,中國再生鋁產量將超過800萬噸.同期,歐盟再生鋁產量(新廢和舊廢合計)約430萬噸;美國約361萬噸,其中54%來自新廢料,46%來自舊廢料.

    工藝技術及裝備水平不斷提高

    近年來,中國再生鋁企業會同裝備制造企業,經過不懈努力使工藝技術裝備水平有了較大的提高,雖然與歐美發達國家先進企業相比還有較大差距,但是行業從整體上告別了作坊式生產,典型的作業流程包括預處理、加料、熔化、撇渣、精煉、合金化處理、鑄造等工藝得到了普及.

    ——預處理領域.鋁廢料的破碎、磁選、渦選、重介質分選和激光誘導分選生產線已取得突破性進展,部分企業已經投入使用了全自動廢鋁分選線,并在持續改進優化設計.

    ——熔煉領域.大型化、專業化的再生鋁熔煉爐得到很好的推廣作用.目前,我國再生鋁雙室熔煉爐容量已經達到百噸級.余熱利用、蓄熱式燃燒、電磁攪拌、在線精煉等先進熔煉技術也已在行業內得到廣泛應用,噸鋁能源消耗接近國際水平.

    ——環保領域,再生鋁行業污染物治理技術和設備進一步升級,專業化除塵設備、煙氣二次燃燒快速冷卻技術以及針對廢料的放射性檢測設備等均已在行業內得到普及并取得積極成效.

    依賴原料進口拉動產業發展的局面已經改變

    由于我國的工業化進程較晚,鋁的社會積蓄量有限,2002年~2009年中國再生鋁產業主要以進口廢料為主,貿易比例占全球鋁廢料的一半以上,跨國配置資源的國家或地區超過80個.從2002年到2015年的14年內,中國累計進口鋁廢料2765.4萬噸,平均進口量197.5萬噸/年.從2011年開始,中國的鋁廢料進口量呈現負增長,截至2015年,已經連續5年下降,國內鋁廢料回收量穩步提高.據不完全統計,"十二五"期間,中國國內鋁廢料回收總量超過1600萬噸;其中2015年回收量約420萬噸,同比增長16.7%.目前,中國再生鋁產業已經轉變為國內廢料為主導的新格局.

    產業結構和集中度得到了進一步優化

    近年來,我國再生鋁產業淘汰落后產能步伐加快,產業結構進一步優化.隨著行業規范條件和環保核查的實施,企業環保意識大大提高,淘汰落后產能的自覺性日見增強,節能環保新工藝、新技術、新裝備的研發和推廣積極性普遍提高,有力地推動了再生鋁企業的改造升級.再生鋁主要骨干企業技術改造取得明顯成效,并發揮了良好的示范帶頭作用.目前,我國再生鋁企業中產能達到10萬噸的已超過30家,產能達到30萬噸的企業超過5家,通過《鋁行業規范條件》的再生鋁企業已經達到29家,總產能達到362.5萬噸.

    成為建設資源節約型環境友好型社會的重要力量

    再生鋁與生產等量的原生鋁相比,生產1噸再生鋁合金相當于節約3.4噸標煤,節水14立方米,減少固體廢物排放20噸.僅此計算,"十二五"期間,我國再生鋁產業與生產等量的原鋁相比,累計節約能量8925萬噸標煤,節約用水3.7億立方米,減少固體廢物排放5.25億噸.

    當前行業面臨的突出問題

    中國再生鋁產業當前面臨的突出問題是缺乏競爭力,資源利用效率低浪費嚴重,沒有創新活力.

    缺乏競爭力

    目前,中國再生鋁產業雖然在規模上有了較大的增長和發展,但是與發達國家相比,產業整體競爭能力相差甚遠,制造成本高,產品結構單一,技術含量低,幾乎全部是普通的鑄造鋁合金,像易拉罐廢料這樣最常見的變形鋁合金尚未實現保級循環利用,每年將近50萬噸的易拉罐廢料被降級使用.而歐美國家再生鋁的生產首先是根據金屬成分區分成鑄造合金和鍛造合金,然后再根據廢料的受污染程度選擇相應的工藝裝備進行對應處理.

    資源利用效率低浪費嚴重

    當前,中國鋁渣資源利用效率低浪費嚴重.長期以來,全行業一直采用日式炒灰工藝,渣中鋁的回收率只有60%左右,最終遺棄的殘灰沒有利用價值,常常被隨意處置,對自然環境造成的嚴重影響.而歐美發達國家采用綠色還原技術,使渣中鋁的回收率超過98%以上,同時對殘灰進行惰性化處理變廢為寶,真正實現吃干榨凈.以一個10萬噸級的再生鋁企業測算,采用歐美技術一年可增加鋁回收2640噸,增加惰性氧化鋁回收3080噸,直接阻止浪費增加收入4000萬元.

    沒有創新發展活力

    當前,中國再生鋁產業創新發展活力不足,造成的重要原因是大陸地區再生鋁生產的理念以及工藝和技術主要是由中國臺灣地區轉移到大陸帶來的,這些企業的做法又是從日本學來的,而金屬鋁的加工和生產從誕生到成長都是從美國和歐洲同時開始的,日本從上世紀80年代就基本停止了鋁工業的發展,這樣就造成了亞洲與歐美水平的差距,尤其是企業之間互相低水平模仿復制,這種同質化競爭的現象嚴重危害產業的發展和創新.

    發展機遇

    目前,汽車輕量化和車輛用鋁量的持續增長,為再生鋁發展提供了廣闊的空間和難得的機遇,一輛普通汽車使用的鋁合金,幾乎遍布7個系列20多個牌號,原料分級預處理技術和后續的分級熔煉技術已經成為制約產業發展的主要瓶頸,迫切需要在預處理工藝技術裝備和標準化熔煉方法實現創新.

    原材料

    當前鋁的消費在建筑、交通、電力電子、包裝、日用消費品五大領域中增長最快的是交通運輸用鋁,而再生鋁最主要的應用領域就是汽車產業,汽車產業的發展趨勢將深刻地影響再生鋁產業的發展.

    一是整車鋁合金用量不斷提高,到2025年普通乘用車鋁合金用量將超過500磅,占全車總重的16%以上,重量進一步減輕,意味著汽車零部件的壁厚將進一步減薄,由此對再生鋁合金材料的要求更加嚴格,雜質含量必須控制在最低水平,否則無法使用.

    二是動力總成不斷進步,到2025年電動汽車將占全球汽車總量的25%,這意味著未來鋁合金廢料的成分更加復雜,各種復合材料使用數量增加,既對廢料的預處理提出了嚴峻挑戰,又對鋁合金廢料熔化保級循環利用提出了更高的要求.

    加工技術

    當前鋁加工技術創新發展的速度非常快,兩大領域(鑄造鋁和變形鋁)都有革命性的成果,對再生鋁企業生產經營提出了新的要求,必將從根本上推動再生鋁產業轉型升級.

    一是鑄造鋁合金電磁成型技術在全鋁汽車車身上的應用,這種半固態成型鑄造工藝,使生產的零部件幾乎不需要任何額外的整形,從而極大地節省時間和費用.這項技術的應用對再生鋁液直供生產技術、運輸方式,以及在運輸過程中鋁合金熔體的控制技術提出了新的要求.

    二是微型軋制技術將再生鋁液直接澆入軋機生產板材或圈材,新技術使得鋁錠熔融軋制成材的時間由目前的20天縮短到20分鐘,并且使用的能量比傳統軋制過程少50%.這項技術的重要意義是進一步加快了再生鋁產業和汽車工業,及鋁材包裝市場的無縫轉換.

    未來,我國經濟社會的發展對鋁的需求仍將持續在高位,再生鋁作為鋁工業重要的組成部分,對節約資源保護環境具有不可替代的作用.預計到2020年,再生鋁產品總量將超過1000萬噸,因此減少能源消耗降低生產成本,優化工藝流程將成為再生鋁產業未來發展的重要趨勢.