氣候變化使鋁冶煉的溫室氣體排放成為人們關(guān)注的一個焦點。鋁工業(yè)其它重要的可持續(xù)性議題還包括赤泥庫的完整性和安全性、廢物處理(廢槽襯、浮渣等)、耗水量、工作條件、生物多樣性等。在這篇文章中，我們將回顧過去減少溫室氣體排放的工作，以及行業(yè)內(nèi)圍繞“綠色”低碳鋁營銷和認證的最新趨勢。在澳大利亞能源政策的背景下，討論了利用太陽能分解水來獲取氫氣替代化石燃料發(fā)電的前景。
生命周期分析
生命周期分析（LCA）是應用于許多行業(yè)的可持續(xù)性評估的重要工具。30多年來，鋁工業(yè)一直在評估其溫室氣體排放量，許多公司、行業(yè)協(xié)會和大學對不同冶煉廠和技術(shù)的排放量進行了從搖籃到大門的生命周期研究和計算。例如，Keniry1、國際鋁業(yè)協(xié)會（IAI）2-3與Mahadevan研究了印度的工業(yè)排放；Zhang4等人對中國的鋁冶煉廠進行了研究；麥格理大學（MacquarieUniversity）的研究（2019）6；以及Kvande和Welch7在2018年對盡量減少二氧化碳排放的步驟進行的深入分析。美國鋁業(yè)協(xié)會已經(jīng)對鋁的生產(chǎn)和終端應用進行了從搖籃到搖籃的LCA研究，時間跨度從1993年至今，涉及鋁的應用領(lǐng)域汽車、飲料容器等。他們對原鋁產(chǎn)業(yè)的最新分析是在2013年，當時他們更新了生命周期清單（LCI）數(shù)據(jù)庫。LCI是生命周期分析評價的一部分，涉及產(chǎn)品的單位投入和產(chǎn)出的匯總，包括一次資源開采、制造、分銷、使用和最終處置或回收。
溫室氣體排放一般分為以下3個方面：
范圍1-直接發(fā)生在作業(yè)現(xiàn)場的。
范圍2-使用外購電力、熱力、蒸汽所產(chǎn)生的間接溫室氣體排放。
范圍3-其它間接排放，如采購材料和燃料的提取和生產(chǎn)、公司不擁有或控制的車輛運輸有關(guān)的活動、范圍2以外的與電力有關(guān)的活動(如輸電和配電損耗)、外包活動及廢物處理等。
生命周期評價有時是針對單個工廠，有時是針對同一區(qū)域具有相似能源消費模式的工廠。盡管在核算排放時存在一些困難，主要是排放范圍和排放因子的不同，特別是隨著時間的推移，政府間氣候變化專門委員會（(IPCC)的評估報告修改了用于確定每項活動的二氧化碳排放量的溫室效應潛能值（GWPs），但各方對所取得的結(jié)果仍有合理的共識。ISO標準14040和14044規(guī)定了這種方法。生命周期評價方法已與世界資源研究所（WRI）和世界可持續(xù)發(fā)展商業(yè)理事會（WBCSD）的溫室氣體議定書相結(jié)合。
通常，溫室氣體排放要包括現(xiàn)場直接排放（范圍1）和廠外間接排放（范圍2，特別是發(fā)電）。其它外地排放量（范圍3）包括與材料輸入有關(guān)的排放，即氧化鋁、鋁土礦、石油焦和瀝青生產(chǎn)中的排放。報告的二氧化碳排放量中，包括哪些項目并非總是清晰的。到目前為止，最大的排放源是電力生產(chǎn)。以煤為動力的冶煉廠的噸鋁碳排放約為15-20噸，而使用100%水電的地區(qū)噸鋁碳排放小于4噸（范圍1、2和3）。許多使用燃煤發(fā)電的鋁冶煉廠都分布在中國，因此原鋁近70%的工業(yè)排放源于中國。
在冶煉廠生命周期評價中，往往忽略了鑄造過程的排放。然而，它們確實對碳的總負荷量有貢獻，特別是對于含鎂和硅高的合金產(chǎn)品，它們的碳足跡更高些，噸鋁排放約為20噸8。
氧化鋁生產(chǎn)過程中的排放量各不相同。一個研究報告稱，每噸氧化鋁的二氧化碳排放量為1.2噸，或每噸原鋁中氧化鋁的二氧化碳排放量為2.3噸。Kvande和Welch4根據(jù)鋁協(xié)會的數(shù)據(jù)得出每噸鋁的平均排放量為1.5噸。澳大利亞鋁協(xié)（Australian Aluminium Council）估計，澳大利亞冶煉廠每噸氧化鋁的二氧化碳排放量為0.7噸（折合噸鋁1.3噸）。與其它投入相比，鋁土礦開采的溫室氣體排放量很小。根據(jù)工藝和實踐，煅后石油焦噸鋁二氧化碳排放量約為0.4噸。
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