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可持续发展背景下世界铝工业发展现状、趋势及我国的对策

来源期刊:中国有色金属学报2012年第7期

论文作者:许国栋 敖宏 佘元冠

文章页码:2040 - 2051

关键词:铝土矿;氧化铝;电解铝;再生铝;可持续发展;战略建议

Key words:bauxite; alumina; electrolytic aluminum; recycled aluminum; sustainable development; strategy suggestion

摘    要:以可持续发展为背景,综述世界和我国铝工业的发展现状,探讨现代铝工业的发展趋势:氧化铝和电解铝的生产由工业发达国家逐渐向发展中国家以及资源、能源丰富的国家转移;现代铝工业的重心由原生铝向再生铝转移,并呈现出一体化、国际化、集团化和生态化趋势。采用对比的方法,从铝土矿资源、氧化铝生产、电解铝生产、再生铝生产及铝制品加工等方面比较了我国铝工业与世界铝工业发展存在的差距,揭示了我国铝工业实现可持续发展面临的主要矛盾和影响因素,并从资源、生产、加工和技术等环节提出了战略建议。

Abstract: Under the background of sustainable development, an overview of aluminum industry current status of the world and China was provided, and the modern aluminum industry development trend was discussed and described as follows: alumina and electrolytic aluminum production areas are transferred from the developed countries to developing countries and countries that have plenty of resources and energy; modern aluminum industry puts more emphasis on the recycled aluminum than primary aluminum. Using comparison method, the differences of aluminum industry development, including alumina bauxite, aluminum oxide, electrolytic aluminum, recycled aluminum, and aluminum products processing, between China and the other countries, were put forward. The main contradiction and influencing factors of China aluminum industry sustainable development were pointed out. In the end, strategy suggestions were given, from aspects of bauxite resource, production, processing, technology and so on.



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文章编号:1004-0609(2012)07-2040-12

可持续发展背景下世界铝工业发展现状、趋势及我国的对策

许国栋1, 2,敖  宏3,佘元冠1

(1. 北京科技大学 东凌经济管理学院,北京 100083;

2. 北京有色金属研究总院 有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京 100088;

3. 中国铝业公司,北京 100082)

摘  要:以可持续发展为背景,综述世界和我国铝工业的发展现状,探讨现代铝工业的发展趋势:氧化铝和电解铝的生产由工业发达国家逐渐向发展中国家以及资源、能源丰富的国家转移;现代铝工业的重心由原生铝向再生铝转移,并呈现出一体化、国际化、集团化和生态化趋势。采用对比的方法,从铝土矿资源、氧化铝生产、电解铝生产、再生铝生产及铝制品加工等方面比较了我国铝工业与世界铝工业发展存在的差距,揭示了我国铝工业实现可持续发展面临的主要矛盾和影响因素,并从资源、生产、加工和技术等环节提出了战略建议。

关键词:铝土矿;氧化铝;电解铝;再生铝;可持续发展;战略建议

中图分类号:C93       文献标志码:A

Current status and development trend of aluminum industry in world and strategy suggestions in China under background of sustainable development

XU Guo-dong1, 2, AO Hong3, SHE Yuan-guan1

(1. Dongling School of Economics and Management, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;

2. State Key Laboratory of Fabrication and Processing for Nonferrous Metals,

General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China;

3. Aluminum Corporation of China, Beijing 100082, China)

Abstract: Under the background of sustainable development, an overview of aluminum industry current status of the world and China was provided, and the modern aluminum industry development trend was discussed and described as follows: alumina and electrolytic aluminum production areas are transferred from the developed countries to developing countries and countries that have plenty of resources and energy; modern aluminum industry puts more emphasis on the recycled aluminum than primary aluminum. Using comparison method, the differences of aluminum industry development, including alumina bauxite, aluminum oxide, electrolytic aluminum, recycled aluminum, and aluminum products processing, between China and the other countries, were put forward. The main contradiction and influencing factors of China aluminum industry sustainable development were pointed out. In the end, strategy suggestions were given, from aspects of bauxite resource, production, processing, technology and so on.

Key words: bauxite; alumina; electrolytic aluminum; recycled aluminum; sustainable development; strategy suggestion

自1987年世界环境与发展大会提出“可持续发展”概念以来,其理论研究和实践在各国蓬勃开展,可持续发展成为各国竞相采用的经济发展理念。1992年,联合国制订的《21世纪议程》旨在鼓励各国在发展的同时注意保护环境的可持续发展,将环境、经济和社会关注事项纳入一个单一政策框架,并对如何减少浪费和消费形态、促进可持续发展提出详细建议。

1994年3月,我国政府率先出台了《中国21世纪议程》,这是全世界第一部国家级“21世纪议程”,首次提出了中国可持续发展的战略目标和实施措施。进入21世纪后,伴随着经济的迅速发展,我国铝工业发展速度遥遥领先于世界其他国家,2010年原铝产量和消费量分别占全球近40%,我国成为名副其实的铝工业大国,但同时也带来了资源、能源和环境的巨大压力。在此情况下,揭示我国铝工业发展历程、研究其可持续发展具有一定的现实意义。

1  铝工业在国民经济中的重要地位

铝金属用途广泛。作为金属,铝在全世界的消耗量仅次于钢铁,是第二大基础金属材料。在国民经济建设和国防工业中具有举足轻重的地位和作用,成为现代经济的筋骨和工业起飞的基础。铝在世界各国尤其是工业发达国家经济发展中的地位显得越来越重要,在工业界被誉为万能金属,在国民经济和国防工业中的很多领域都得到了广泛应用[1]

铝工业与GDP密切相关。我国铝产量、消费量与GDP产出之间具有正相关关系,线性相关系数分别为0.98和0.933,经济发展也拉动了铝需求量的增加。1990—2010年间中国经济高速增长,铝消费量剧增。进入21世纪以来,铝消费量的增速远远大于GDP的增速[2]

铝工业的效益优势明显。铝工业是我国有色金属工业中社会贡献率最高的产业之一,2000年以来铝行业对总资产的贡献率超过10%,远远高于我国有色金属工业7%~8%的平均水平。

铝工业的产业关联度高。在我国现有124个行业中,有113个行业使用铝产品,占91%。根据投入产出比测算,原材料和装备制造业所消耗铝产品总量占全部消耗量的90.9%[3]。我国经济将继续保持较高的增长率,一方面对铝工业的发展提供了巨大的需求空间,另一方面也将进一步巩固铝工业在国民经济中基础产业的地位。

2  我国与世界铝工业发展现状对比

进入21世纪以来,我国铝工业始终保持高速发展态势,原铝产量、消费量快速增长。目前,我国氧化铝、电解铝的产量和消费量占世界的35%~40%。我国铝工业总量规模稳居世界第一位,成为名副其实的铝工业大国,但还不是铝工业强国。下面从铝土矿、氧化铝、电解铝、再生铝和铝加工等方面对我国与世界铝工业进行比较分析和讨论。

2.1  铝土矿资源

世界铝土矿资源丰富,资源保证度很高,可开采、具备经济效益的铝资源可满足人类至少300 a的现有需求[4]。据美国地质调查所(Mineral Commodity Summaries)提供的数据,2009年世界铝土矿储量约为270亿t,基础储量约为380亿t,世界铝土矿总资源量为550~750亿t。

世界铝土矿储量集中,产量集中度较高。世界铝土矿资源分布相对集中,按照2009年世界铝土矿储量由高到低排序,前8位的国家是几内亚(74亿t)、澳大利亚(58亿t)、越南(21亿t)、牙买加(20亿t)、巴西(19亿t)、印度(7.7亿t)、中国(7.5亿t)和圭亚那(7亿t),储量合计约占世界总储量的79.3%。我国铝土矿储量占世界总储量的2.8%,居世界第7位,见图1。

图1  2009年世界铝土矿储量分布图(数据来源于美国地质调查局)

Fig. 1  World bauxite reserves distribution in 2009 (Data from Mineral Commodity Summaries of USA)

我国铝土矿资源的特点是:总量少、人均资源占有量更低、资源相对贫乏;贫矿多、富矿稀、开发利用难度大;单一矿床少,共生、伴生矿床多,提取工艺复杂;分布范围广、区域不均衡。

2010年我国铝土矿产量为5 759万t,占世界铝土矿总产量24 816万t的23%;而我国铝土矿资源仅占世界的2.8%,这样,我国铝土矿资源消耗速度大大超过世界平均速度,将比其他国家更快地走向衰竭。同时,我国还要大量进口铝土矿,是世界最大的铝土矿进口国。其次是美国、乌克兰、西班牙、爱尔兰、加拿大、德国、日本、法国和意大利等,都是已完成工业化的国家。而出口量前3名的国家是印尼、牙买加和澳大利亚。由此,也可以看出世界铝工业的转移状况。2006—2010年我国铝土矿的进口量分别为  925.6、2 328.0、2 592.7、1 980.2和3 006.9万t。我国铝土矿石品位较低,铝硅比(质量比)以4~7为主,品位约为46%;m(Al)/m(Si)>9的高铝硅比矿石数量少,不到20%,见表1[1]

表1  我国不同铝矿石等级的比例分布[1]

Table 1  Proportion of China aluminum ore grade[1]

从环境方面看,现在铝土矿开采业实现了“无痕开采”。据报告显示,从70年前铝土矿生产以来,铝土矿山计划复原的面积超过了铝土矿开采和基础设施用地面积的90%,铝土矿山开采已经达到采矿区(开采区)无痕迹化复原的阶段,这是技术进步的结果,也是可持续发展的要求。

2.2  氧化铝

世界铝工业的发展始于19世纪80年代。1888  年,奥地利化学家BAYER发明了从铝土矿中提取氧化铝的工艺,申报专利,并在英国、法国、意大利、美国和德国建成了多家氧化铝厂,开始了大规模生产氧化铝的历史。当时,氧化铝的生产国都是较早进行工业化的国家。1980年前后,随着发达国家工业化的陆续完成,世界氧化铝生产区域也发生了转移,从经济发达国家转向有资源优势的国家和发展中国家。通过比较1980年和2006年世界主要氧化铝生产国的产量变化(见表2)[5]可以看出:氧化铝产量增加的国家,大都拥有丰富的铝土矿资源,如澳大利亚、巴西、印度和牙买加等,这样既可减少铝土矿运杂费用,又可延长产业链,将资源优势变为经济优势。而氧化铝产量减少的国家,主要是已完成工业化的发达国家,如美国、日本、德国、法国和匈牙利等,在完成工业化后,铝的消费量减少,从经济和环境方面考虑,已不适宜在本国进行氧化铝生产。

表2  主要氧化铝生产国1980年和2006年的产量变化(数据来源于英国地质调查)[5]

Table 2  Change of alumina production in 1980 and 2006 in some countries (Data from mineral commodity summaries of England) (kt)[5]

氧化铝是铝土矿和原铝的中间环节,其产、消量应视铝土矿产量和原铝的需求量来确定。我国虽然没有铝土矿资源优势,但我国正在工业化进程的中期,社会经济快速增长,城市化率和基础建设不断加速,因此需要大量生产(或进口)氧化铝以满足工业化的需要。印度和我国的情况类似。我国氧化铝的进口量一直维持较高的水平,是世界最大的氧化铝进口国, 2006—2010年的进口量分别为694.1、512.1、460.3、515.9和431.2万t。

为应对越来越严峻的能源和环境问题,氧化铝工业也不断寻求新的技术和解决方案。国际铝业协会制定的《Alumina Technology Roadmap(氧化铝技术指南)2010》从技术、工艺、能源、成本及优先开展工作的领域等方面,对2030年的氧化铝工业提出了规划 和预期目标[6]。我国氧化铝行业最关心的前3个问   题是:选矿技术(如低品位铝土矿处理)、节能和残余物处理。

我国铝工业实施可持续发展以来,氧化铝综合能耗逐年降低。2006—2010年每吨氧化铝的综合能耗 (标煤)分别为802.7、868.1、794.4、659.4和632.4 kg。2010年减少CO2排放2 200万t。

2.3  电解铝

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