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電解鋁行業(yè)節(jié)能減排的路徑

電解鋁是碳排放重要責任主體，減排壓力大

電解鋁是高耗能、高碳排放行業(yè)。每噸電解鋁生產的碳排放超過每噸鋼鐵的 6倍。據安泰科數據，2019年我國電解鋁行業(yè)二氧化碳總排放量約為4.12 億噸，約占當年全國二氧化碳凈排放量的 5%，也是有色行業(yè)排放量最高的品種。全球來看，目前電解鋁行業(yè)產生的碳排放量已經超過 10 億噸，占全球總碳排放量比例超過 3%。

電力環(huán)節(jié)是電解鋁產業(yè)鏈主要碳排放量來源。據 IAI 數據，2019 年單噸電解鋁碳排放結構中，電力環(huán)節(jié)排放量約 10.7 噸，占比 64.8%，居首位；其次是熱能和生產過程中的直接排放，分別為 2.1、1.5 噸，占比 12.5%、9.3%；非 CO2排放 1.1 噸（6.4%），輔料排放 0.6 噸（3.8%），運輸過程中排放 0.5 噸（3.2%）。

即便如此，電解法仍是現(xiàn)在全球工業(yè)生產原鋁的唯一工藝，并且近15年電解環(huán)節(jié)的碳排放量占比不斷提升，從 2006 年的57%上升到2019 年的 65%。

我國電力環(huán)節(jié)碳排放量高于全球平均值，主因能源結構中煤電占比高。2019 年，全球原鋁生產的電力結構中，煤電占比 64%，水電占比 25%，天然氣、核能分別占比 10%、1%。而我國電力結構中，煤電占比高達 88%，水電僅為 11%。由于煤電碳排放量遠高于水電，我國電力環(huán)節(jié)的排放量達 12.8tCO2/t 鋁。而全球平均水平為 10.4tCO2/t 鋁，較我國低 18.8%。

電解鋁行業(yè)節(jié)能減排路徑可從“量”和“結構”兩個維度進行拆解。

1）維度一：降低電解鋁行業(yè)能耗總量，從而實現(xiàn)減少碳排放的目標。在此維度下，減排思路有二：一是通過技術工藝的改進使得電解鋁單噸電耗下降，二是限制高能耗的新產能投放及淘汰落后產能；

2）維度二：從根本上進行能源消費結構的轉型，即使能耗量不變，碳排放也將有所下降。此維度又將為我們提供兩條可能的減排路徑：一是發(fā)展水電等清潔能源代替火電的使用，二是循環(huán)利用再生鋁資源。

工藝技術革新空間有限，減排或從能源轉型及嚴控新產能投放出發(fā)。我國電解鋁工藝技術已處于較為領先的水平，冶煉過程中單噸能耗或難有下探空間。據 IAI 數據， 2019 年我國電解鋁單噸能耗為13531kWh，屬于全球能耗第二低的地區(qū)，與世界平均能耗水平13321kWh/噸相差無幾。因此，我們認為進行根本上的能源轉型、嚴控新產能投放及淘汰落后產能或為節(jié)能減排的主要發(fā)展方向，下文將圍繞這幾條路徑詳細闡述碳中和對電解鋁行業(yè)供給端的影響。

路徑一：行業(yè)準入標準提升，新增產能投放難度或加大

供給側改革明確電解鋁產能紅線。由于未批先建的違規(guī)行為嚴重，我國電解鋁產能自2010 年以來快速擴張，導致供給端過剩嚴重。為引導行業(yè)健康發(fā)展，2017 年 4 月***等四部委出臺《清理整頓電解鋁行業(yè)違法違規(guī)項目專項行動工作方案》，整頓在產在建的違法違規(guī)項目。2017 年 6 月、2018 年 1 月國家又先后下發(fā)《關于開展燃煤自備電廠規(guī)范建設及運行轉型督查的通知》、《關于電解鋁企業(yè)通過兼并重組等方式實施產能置換有關事項的通知》，進一步清理自備電廠的違規(guī)產能，同時明確電解鋁產能置換的方式、可用于置換指標的范圍以及截至時間。在以上幾個政策的指導下，我國電解鋁遠期產能預計被鎖定在4500萬噸左右。

產能紅線+碳中和，行業(yè)準入門檻或進一步提高，強化新增產能投放難度。國家宏觀調控下的產能紅線導致對電解鋁新產能的審批要求嚴苛。而在碳中和背景下，能耗雙控壓力加大，針對高耗能行業(yè)的產能禁入政策或更為嚴格，進一步削弱供給彈性。例如內蒙古***于3月9日印發(fā)《關于確保完成“十四五”能耗雙控目標若干保障措施》的通知，確定 2021 年全區(qū)能耗雙控目標為單位GDP能耗下降 3%，能耗增量控制在 500 萬噸標準煤左右，能耗總量增速控制在1.9%左右，單位工業(yè)增加值能耗（等價值）下降 4%以上，并明確表示自 2021 年不再審批氧化鋁（高鋁粉煤灰提取氧化鋁除外）、電解鋁等高耗能行業(yè)的新增產能。

路徑二：能源轉型有望加速，水電占比料將提升

水電鋁碳排放量較火電鋁減少 86%。

據安泰科數據，用火電生產一噸電解鋁的碳排放總量約為13 噸，其中發(fā)電環(huán)節(jié)碳排放11.2 噸，電解環(huán)節(jié)碳排放 1.8 噸。而用水電生產電解鋁時，單噸排放量僅為1.8 噸，其中發(fā)電環(huán)節(jié)無碳排放，僅有電解環(huán)節(jié)產生1.8 噸的 CO2。

目前我國電解鋁產業(yè)布局正在經歷“北鋁南移”的過程。受電力成本的推動，我國電解鋁產能自 2012 年以來共經歷了兩次區(qū)域上的遷移。第一次是 2012 開始，河南等傳統(tǒng)電解鋁大省的產能主動清退，向新疆、內蒙等低電價地區(qū)轉移。第二次則是2017以來，電解鋁產能逐漸從新疆、山東為主的火電區(qū)域向云南為主的水電區(qū)域轉移。神火股份、魏橋鋁電、中國宏橋等龍頭企業(yè)紛紛向西南地區(qū)轉移產能指標，據 SMM 統(tǒng)計，云南、四川、廣西三省 2020、2021 年合計新增電解鋁產能分別為 245.6、 248.3 萬噸，占全國新增總產能的比例達 86%、79%。

碳中和背景下，水電成本將更具優(yōu)勢，“北鋁南移”進程有望加速。除受益于能源優(yōu)勢外，新疆內蒙等地電力成本低廉的一個重要原因為政策補貼。而在碳中和承諾下，煤電電價優(yōu)惠政策或將逐步取消，拉升火電鋁成本，倒逼企業(yè)進行能源轉型。例如，為落實國家加強能耗總量的任務，內蒙古明確表示：1）自2021年2月10日起取消蒙西地區(qū)電解鋁行業(yè)基本電費折算每千瓦時3.39分的電價政策，取消蒙西電網倒階梯輸配電價政策；2）自備電廠按自發(fā)自用電量繳納政策性交叉補貼，蒙西、蒙東電網征收標準分別為每千瓦時 0.01 元、0.02 元（含稅）。以單噸電耗 13500kWh 計算，內蒙古此項政策將提升電解鋁成本 135-270 元/噸。

路徑三：充分利用循環(huán)再生技術，再生鋁占比有望提升

鋁的生產從原料來源不同，可以分為原鋁和再生鋁兩大類。傳統(tǒng)的原鋁生產是以自然界的鋁土礦為原料，首先將其通過化學方法提取為氧化鋁，然后通過電解得到液態(tài)電解鋁（鋁水），鋁水可以鑄造成原鋁，或加入少量的其他金屬成分，如鎂、銅、錳、硅等制成鋁合金。再生鋁是廢鋁料經熔化、合金化、精煉等工藝生成的鋁合金。由于鋁金屬的抗腐蝕性強，在使用期間損失極少，可以多次重復循環(huán)利用，因此，鋁具有很強的可回收性。

我國再生鋁產量占比遠低于全球平均水平，未來提升空間巨大。2019 年我國鋁供應總量約為4203萬噸，其中原鋁產量3513 萬噸，占比 84%；再生鋁產量約為690萬噸，占比僅16%。而據IAI，2019年全球鋁供應量約 9552 萬噸，其中再生鋁3183萬噸，占比達 33.3%。此外，歐洲、北美等發(fā)達國家或地區(qū)再生鋁產量已普遍超過原鋁產量，日本國內全部采用再生鋁生產。

再生鋁生產工藝流程較原鋁更為簡單，單噸碳排放量較原鋁減少 11 噸。廢鋁原料經過分選預處理、熔煉和鑄錠即可得到鋁合金，無需經歷原鋁生產過程中電解的工藝程序，能耗因此大幅降低。據 IAI，生產一噸原鋁的碳排放量約為 11.2 噸，而生產一噸再生鋁的碳排放量僅為0.2 噸。2018 年，全球再生鋁產量約 3074 萬噸，占鋁供應總量的 31.6%，但碳排放量僅為鋁行業(yè)碳排放總量的 1.7%。我們認為，目前我國對再生鋁資源的利用尚不充分，未來隨著碳中和加強人們對更為環(huán)保的資源類型 的重視，再生鋁產量占鋁行業(yè)總供應的比例有望實現(xiàn)大幅的提升。

文章內容摘自未來智庫《電解鋁行業(yè)研究報告：碳中和重塑鋁供給結構，高盈利或成常態(tài)》