碳中和背景下 銅行業(yè)碳排放水平測(cè)算

摘要

2020年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確將“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”確定為2021年八大重點(diǎn)任務(wù)之一。有色金屬行業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的高排放行業(yè)之一，銅冶煉行業(yè)是納入全國(guó)碳市場(chǎng)的一個(gè)重要行業(yè)子類，在中國(guó)精煉銅產(chǎn)能擴(kuò)張，銅精礦依賴度不斷提升的背景下，廢銅資源的利用對(duì)于保證國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈安全，加快構(gòu)建多元原料結(jié)構(gòu)，促進(jìn)中國(guó)有色工業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和綠色發(fā)展，早日實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)都有十分重要的意義。

本文采用定性和定量相結(jié)合的分析方法，參考國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的溫室氣體排放核算方法和中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的單位產(chǎn)品能源消耗限額，研究在碳中和的大背景下，銅行業(yè)碳排放水平怎么樣，廢銅的利用優(yōu)勢(shì)究竟體現(xiàn)在哪里，并做出以下結(jié)論：

1. 2020年中國(guó)銅冶煉環(huán)節(jié)CO2總排放量919萬噸，占有色行業(yè)碳排放量的1.68%，平均生產(chǎn)1噸電解銅CO2排放量為1.04噸；

2. 根據(jù)對(duì)4家冶煉企業(yè)碳排放樣本進(jìn)行測(cè)算，其生產(chǎn)1噸電解銅所排放的CO2量分別為1.35t/1.07t/1.11t/1.39t，均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，隨著中國(guó)對(duì)銅冶煉廠的環(huán)保和能耗要求越來越高，中國(guó)銅冶煉企業(yè)仍需要不斷進(jìn)行綠色低碳技術(shù)的改進(jìn)和升級(jí)；

3. 廢銅冶煉1噸陰極銅CO2排放量為1.06噸，與銅精礦直接冶煉所排放量相差不大。

4. 廢銅利用所節(jié)省的碳排放量主要體現(xiàn)在銅礦開采以及直接利用生產(chǎn)銅材兩端，從全生命周期碳排放角度來看，與原生銅（礦山-電解銅）生產(chǎn)相比，以廢雜銅為原料冶煉銅可以節(jié)能87%，與精銅制桿（銅精礦-電解銅-銅桿）相比，廢銅再生直接利用生產(chǎn)1噸銅桿可以減少0.637噸碳排放，節(jié)能53%。

正文

一、碳中和背景下，有色行業(yè)任務(wù)艱巨

1. 碳中和政策背景

去年9月，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布：“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。十九屆五中全會(huì)設(shè)定了2035年能源遠(yuǎn)景目標(biāo)，提出要廣泛形成綠色生產(chǎn)生活方式，碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降。2020年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確將“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”確定為2021年八大重點(diǎn)任務(wù)之一。

從中國(guó)的能源消費(fèi)和碳排放現(xiàn)狀來看，在資源稟賦的約束下，中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)仍然以化石能源為主。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年，中國(guó)煤炭消費(fèi)占比57.5%，石油消費(fèi)占比18.9%，天然氣消費(fèi)占比8.1%，化石能源消費(fèi)總量占比接近85%。

石化、鋼鐵、電力、建材、有色金屬、航空運(yùn)輸六大行業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的高排放行業(yè)，其碳排放量之和超過全國(guó)碳排放總量74%，碳減排任務(wù)重、難度大，企業(yè)加強(qiáng)碳排放管理需求迫切，其中有色金屬行業(yè)碳排放量占全國(guó)各行業(yè)總排放量6.5%左右。根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)十種有色金屬產(chǎn)量首次突破6000萬噸達(dá)到6168萬噸，有色金屬行業(yè)的二氧化碳總排放量約6.5億噸。其中，鋁冶煉行業(yè)排放占比77%左右，銅鉛鋅等其他有色金屬冶煉業(yè)約占9%，銅鋁壓延加工業(yè)約占10%。

2. 有色行業(yè)面臨能耗壓力

5月13日，國(guó)家發(fā)展改革委環(huán)資司司長(zhǎng)劉德春主持召開部分節(jié)能形勢(shì)嚴(yán)峻地區(qū)談話提醒視頻會(huì)議，督促有關(guān)地區(qū)認(rèn)真貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院部署要求，進(jìn)一步加大能耗雙控工作力度，確保完成本地區(qū)年度能耗雙控目標(biāo)任務(wù)。會(huì)議要求，加快推進(jìn)電力、鋼鐵、有色、建材、石化、化工等重點(diǎn)行業(yè)節(jié)能改造，深挖節(jié)能潛力，加快淘汰落后產(chǎn)能。

據(jù)了解，《有色金屬行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案》正在征求行業(yè)意見：到2025有色金屬行業(yè)力爭(zhēng)率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2040年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)減碳40%。這一計(jì)劃比全國(guó)的碳達(dá)峰時(shí)間要至少提前五年。

中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)銅業(yè)分會(huì)秘書長(zhǎng)段紹甫指出，作為努力實(shí)現(xiàn)中國(guó)氣候承諾的一部分，國(guó)內(nèi)銅冶煉產(chǎn)能很快將見頂。中國(guó)銅冶煉廠及其原材料需求近年來飛速增長(zhǎng)，以滿足這個(gè)全球最大銅消費(fèi)國(guó)不斷增加的需求，但當(dāng)局已誓言嚴(yán)厲整治“盲目”擴(kuò)張。隨著政府不只針對(duì)能源密集型的鋁產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能進(jìn)行管控，還擴(kuò)及其他金屬，盡管從2021年到2022年將有一些新項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)，中國(guó)的銅冶煉產(chǎn)能將很快到頂。

數(shù)據(jù)顯示，2020年中國(guó)精煉銅產(chǎn)能為1212萬噸，銅精礦市場(chǎng)供應(yīng)緊張，Mysteel銅精礦現(xiàn)貨TC均價(jià)降至32.65美元/干噸，較去年同期62.57美元/干噸下降47.82%。隨著再生黃銅原料、再生銅原料標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，中國(guó)一季度進(jìn)口廢銅36.37萬噸，同比增長(zhǎng)73.39%，廢銅進(jìn)口的大幅增加將有效緩解中國(guó)進(jìn)口銅原料的壓力，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)碳中和節(jié)能減排的效果。

3. 銅冶煉企業(yè)碳排放政策背景

2017年12月19日，國(guó)家發(fā)展改革委召開電視電話會(huì)議，宣布全國(guó)碳市場(chǎng)正式啟動(dòng)。銅冶煉行業(yè)是納入全國(guó)碳市場(chǎng)的一個(gè)重要行業(yè)子類，需要按國(guó)家主管部門要求進(jìn)行企業(yè)碳排放核算與報(bào)告。

此前，在國(guó)家發(fā)展改革委的組織下，清華大學(xué)與中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)合作，開發(fā)了《其他有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）》（以下簡(jiǎn)稱《指南》，于2015年7月由國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)。該指南適用于銅冶煉及其它有色金屬冶煉及壓延加工企業(yè)的碳排放核算與報(bào)告。2017年12月4日，國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳又印發(fā)了《關(guān)于做好2016、2017年度碳排放報(bào)告與核查及排放監(jiān)測(cè)計(jì)劃制定工作的通知》（發(fā)改辦氣候〔2017〕1989號(hào)）（以下簡(jiǎn)稱"1989號(hào)文"），對(duì)包括銅冶煉在內(nèi)的相關(guān)行業(yè)子類的企業(yè)碳排放核算、報(bào)告與核查工作提出了具體要求，并在其附件中提供了針對(duì)不同行業(yè)子類的"2016（2017）年碳排放補(bǔ)充數(shù)據(jù)核算報(bào)告模板"。銅冶煉企業(yè)參與全國(guó)碳市場(chǎng)的碳排放核算與報(bào)告工作，需要結(jié)合以上兩個(gè)政府文件中的方法和要求來實(shí)施。

中國(guó)境內(nèi)以有色金屬冶煉和壓延加工（除鋁冶煉和鎂冶煉之外）為主營(yíng)業(yè)務(wù)的企業(yè)應(yīng)按照《指南》的要求，以企業(yè)法人或視同法人的獨(dú)立核算單位為邊界，核算和報(bào)告其生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的溫室氣體排放。核算的溫室氣體為二氧化碳和甲烷，指南考慮的排放源類別包括化石燃料燃燒排放、過程排放、廢水厭氧處理排放以及凈購(gòu)入使用電力、熱力的排放。

圖1：銅冶煉企業(yè)溫室氣體核算邊界示意圖

數(shù)據(jù)來源：《其他有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南》，

納入全國(guó)碳市場(chǎng)的銅冶煉企業(yè)，以企業(yè)（法人或視同法人的獨(dú)立核算單位）為邊界，核算并報(bào)告邊界內(nèi)所有生產(chǎn)設(shè)施產(chǎn)生的溫室氣體排放。生產(chǎn)設(shè)施范圍包括直接生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、以及直接為生產(chǎn)服務(wù)的附屬生產(chǎn)系統(tǒng)，其中輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括動(dòng)力、供電、供水、檢驗(yàn)、機(jī)修、庫房、運(yùn)輸?shù)?，附屬生產(chǎn)系統(tǒng)包括生產(chǎn)指揮系統(tǒng)（廠部）和廠區(qū)內(nèi)為生產(chǎn)服務(wù)的部門和單位（如職工食堂、車間浴室、保健站等）。以一個(gè)典型的銅冶煉企業(yè)為例，其核算邊界示意圖如圖1所示。企業(yè)核算邊界內(nèi)，主要的生產(chǎn)活動(dòng)是以混合銅精礦為原料，生產(chǎn)粗銅、陽極銅、陰極銅等產(chǎn)品；輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括變電站、煙氣制酸等；附屬生產(chǎn)系統(tǒng)雖未顯示在示意圖中，但如果企業(yè)具有相關(guān)排放設(shè)施，需要計(jì)入企業(yè)運(yùn)營(yíng)邊界；部分企業(yè)還同時(shí)從事上下游生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，例如銅壓延加工，也需要計(jì)入企業(yè)運(yùn)營(yíng)邊界。

根據(jù)“1989號(hào)文”附件的補(bǔ)充數(shù)據(jù)核算報(bào)告模板，納入全國(guó)碳市場(chǎng)的核算邊界是以銅冶煉為主營(yíng)業(yè)務(wù)的企業(yè)（法人或視同法人的獨(dú)立核算單位），所包含的生產(chǎn)設(shè)施與上文相同，只是排放源類別聚焦為關(guān)鍵排放源類別，如下描述。

4. 銅冶煉企業(yè)排放源的分類與識(shí)別

企業(yè)核算邊界的排放源主要包括以下排放∶

①燃料燃燒排放：煤炭、燃?xì)?、柴油等燃料在各種類型的固定或移動(dòng)燃燒設(shè)備（如鍋爐、窯爐、內(nèi)燃機(jī)等）中與氧氣充分燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放。

②能源作為原材料用途的排放：主要是冶金還原劑消耗所導(dǎo)致的二氧化碳排放。常用的冶金還原劑包括焦炭、藍(lán)炭、無煙煤、天然氣等。

③過程排放∶主要是企業(yè)消耗的各種碳酸鹽以及草酸發(fā)生分解反應(yīng)導(dǎo)致的排放。

④凈購(gòu)入電力產(chǎn)生的排放：企業(yè)購(gòu)入并消費(fèi)的電力所對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放。

⑤凈購(gòu)入熱力產(chǎn)生的排放：企業(yè)購(gòu)入并消費(fèi)的熱力（蒸汽、熱水）所對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放。

二、有色行業(yè)碳排放測(cè)算

表1：2020年有色行業(yè)碳排放測(cè)算

數(shù)據(jù)來源：中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，碳排放交易網(wǎng)，生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對(duì)氣候變化司，

注：1.氧化鋁生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用2級(jí)能耗標(biāo)準(zhǔn)拜耳法工藝能耗限額限定值

2.銅冶煉環(huán)節(jié)使用銅精礦至陰極銅工藝綜合能耗，直接將度電耗量折算成標(biāo)煤耗量

3.鋅冶煉環(huán)節(jié)使用濕法煉鋅工藝綜合能耗準(zhǔn)入值

4.2019年度減排項(xiàng)目中國(guó)區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子平均值為0.8953kgCO2/kW·h

在銅、鋁、鉛、鋅四個(gè)主要品種的冶煉環(huán)節(jié)，我們根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額進(jìn)行了較為粗略的測(cè)算，以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的冶煉綜合能耗作為單位產(chǎn)品能耗，從而測(cè)算出2020年中國(guó)銅、鋁、鉛、鋅四個(gè)主要品種的冶煉環(huán)節(jié)總CO2排放量為5.47億噸，其中鋁環(huán)節(jié)CO2排放量5.13億噸，占比93.97%，電解鋁生產(chǎn)過程的電力能耗是有色行業(yè)主要碳排放來源，銅冶煉環(huán)節(jié)CO2排放量919萬噸，占比1.68%，平均生產(chǎn)1噸電解銅CO2排放量為1.04噸。

本文將主要對(duì)銅冶煉行業(yè)的碳排放情況進(jìn)行分析。原生銅冶煉過程中原材料投入主要為銅精礦、水、石英，能源消耗主要為電力、煤、重油、天然氣。再生銅的冶煉過程中原料投入主要為廢銅、水、硫酸，能源消耗主要為電力、煤、重油、天然氣。在冶煉過程排放的主要污染物質(zhì)主要有CO2、SO2、飛灰、廢水、重金屬等排放。

三、銅冶煉企業(yè)碳排放樣本測(cè)算與案例分析

表2：銅冶煉企業(yè)碳排放樣本測(cè)算

數(shù)據(jù)來源：公司公告，

A公司銅火法冶煉工藝成熟，國(guó)內(nèi)有5家冶煉企業(yè)，分別采用旋浮熔煉技術(shù)和熔池熔煉技術(shù)。公司全年生產(chǎn)精礦含銅9.8萬噸，生產(chǎn)陰極銅130.9萬噸，生產(chǎn)黃金16.9噸，生產(chǎn)白銀621.68噸。

以生產(chǎn)系統(tǒng)為企業(yè)核算邊界，包括：主要工藝流程“混合銅精礦+艾薩爐熔煉+電爐貧化+轉(zhuǎn)爐吹煉/底吹爐熔煉+轉(zhuǎn)爐吹煉/旋浮富氧氧化閃速煉銅技術(shù)/側(cè)吹熔煉+多槍頂吹連續(xù)煉銅技術(shù)-陽極反射爐精煉-電解”；煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱和電收塵器降溫收塵后送到硫酸分廠制酸；陽極泥提取貴金屬工序；公用輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。

企業(yè)碳排放包括了圖1所示的四項(xiàng)排放源類別∶燃料燃燒，能源的原材料用途，過程排放，凈購(gòu)入電力，該企業(yè)不外購(gòu)和輸出熱力，因此不涉及凈購(gòu)入熱力的碳排放問題。

結(jié)果表明，2020年公司二氧化碳排放總量215.32萬噸，其中燃料燃燒碳排放量44.09萬噸，占比20.48%，能源作為原材料碳排放量3.36萬噸，生產(chǎn)過程碳排放量2.99萬噸，電力消耗隱含的碳排放量164.89萬噸，占比76.58%。經(jīng)過調(diào)整后銅冶煉CO2排放量約為1771萬噸，按陰極銅產(chǎn)量130.9萬噸測(cè)算，平均每生產(chǎn)1噸陰極銅所排放的CO2量為1.35噸。

C銅冶煉企業(yè)2016年產(chǎn)陰極銅9.7萬噸，采用氧氣底吹熔煉工藝。企業(yè)碳排放包括了圖1所示的五項(xiàng)排放源類別∶燃料燃燒（該企業(yè)主要采用天然氣為燃料），能源的原材料用途（該企業(yè)主要采用天然氣作為冶金還原劑），過程排放（該企業(yè)消耗純堿和草酸），凈購(gòu)入電力（該企業(yè)從電網(wǎng)購(gòu)電）。該企業(yè)不外購(gòu)和輸出熱力，因此不涉及凈購(gòu)入熱力的碳排放問題。結(jié)果表明，企業(yè)年二氧化碳排放總量約為10.72萬噸，其中燃料燃燒碳排放占比11.63%，能源作為原材料碳排放占比2.51%，生產(chǎn)過程碳排放量占比0.14%，電力消耗隱含的碳排放占比85.73%，平均每生產(chǎn)1噸陰極銅所排放的CO2量為1.1噸。

數(shù)據(jù)表明，企業(yè)碳排放量占比例最大的是凈外購(gòu)電力的排放，平均占比77.33%，純銅冶煉企業(yè)占比更高，在85%以上，其次是燃料燃燒排放，平均占比19.70%，純銅冶煉企業(yè)占比在5%-12%之間。企業(yè)平均生產(chǎn)一噸電解銅所排放的CO2為1.23噸，這要高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的銅冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額，盡管中國(guó)不少冶煉廠已經(jīng)采用世界比較先進(jìn)、技術(shù)成熟的冶煉工藝，比如閃速熔煉和富氧強(qiáng)化熔池熔煉等，但是面對(duì)國(guó)家日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)銅冶煉企業(yè)仍需要不斷進(jìn)行綠色低碳技術(shù)的改進(jìn)和升級(jí)。

據(jù)了解，我國(guó)近年來對(duì)銅冶煉廠的環(huán)保和能耗要求越來越高。在最近修訂的《銅冶煉行業(yè)規(guī)范條件》中，相關(guān)指標(biāo)也更加嚴(yán)格：利用銅精礦的銅冶煉企業(yè)礦產(chǎn)粗銅冶煉工藝綜合能耗在180千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸及以下，電解工序（含電解液凈化）綜合能耗在100千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸及以下；利用含銅二次資源的銅冶煉企業(yè)陰極銅精煉工藝綜合能耗在390千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸及以下。其中，陽極銅工藝綜合能耗在290千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸及以下，這些指標(biāo)都是世界領(lǐng)先水平。

2019年，貴溪冶煉廠開展了閃速爐渣直排緩冷改造項(xiàng)目，拆除貧化電爐、對(duì)閃速爐給料系統(tǒng)以及閃速爐本體進(jìn)行改造，提升閃速爐的效率，降低能源消耗。同時(shí)，改造后的閃速爐的維護(hù)檢修量降低，從而大幅降低了生產(chǎn)成本。2019年，貴溪冶煉廠銅冶煉綜合能耗密度為155.18千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，已經(jīng)顯著低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到世界一流水平。

四、廢銅冶煉碳排放測(cè)算

1. 廢銅冶煉工藝與流程

再生銅原料即廢雜銅，來源及成分非常復(fù)雜，包括有色金屬加工企業(yè)產(chǎn)生的邊角料和銅屑、廢電線電纜、含銅渣泥、從廢電機(jī)和廢變壓器中拆解下的銅線、報(bào)廢的機(jī)器零部件、廢電腦配件和電子元件等。再生銅行業(yè)技術(shù)路線主要由以下幾個(gè)階段組成：

①原料的預(yù)處理：根據(jù)不同原料主要有分選、廢設(shè)備的解體等。

②火法熔煉：將廢銅經(jīng)火法熔煉成粗銅和陽極銅，然后再電解精煉成陰極銅。按廢料銅含量不同，可采用一段法、二段法和三段法三種流程。其中二段法在我國(guó)應(yīng)用較廣，生產(chǎn)流程包括“鼓風(fēng)爐還原熔煉/轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉（粗銅）-反射爐內(nèi)精煉（陽極銅）”，和一段法相比，兩段法銅回收率提高約5%，能源消耗降低約100kg標(biāo)煤/噸陽極銅。

③電解：陽極銅通過電解精煉，產(chǎn)出陰極銅。采用的方法有傳統(tǒng)法和永久陰極法兩種。

國(guó)內(nèi)再生銅企業(yè)的基本生產(chǎn)工藝路線如圖2所示。

圖2：國(guó)內(nèi)再生銅企業(yè)的基本生產(chǎn)工藝路線

數(shù)據(jù)來源：《再生有色金屬工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)—銅》（征求意見稿），

中國(guó)再生銅工業(yè)的熔煉技術(shù)水平近年來不斷提高，奧斯麥特技術(shù)、回轉(zhuǎn)式熔煉爐技術(shù)、傾動(dòng)爐技術(shù)、永久陰極電解技術(shù)等一大批國(guó)際領(lǐng)先設(shè)備在國(guó)內(nèi)大型的再生銅企業(yè)采用。先進(jìn)熔煉設(shè)備的采用，會(huì)使熔煉過程的能耗降低、資源的回收率增加，同時(shí)會(huì)使環(huán)境污染明顯降低。如采用奧斯麥特技術(shù)，其煙氣二次燃燒溫度高達(dá)1600℃，可以使煙氣中的二噁英全部破壞，減輕了環(huán)境治理的壓力。

2. 廢銅冶煉能耗測(cè)算

再生銅的冶煉過程中原料投入主要為廢銅、水、硫酸，能源消耗主要為電力、煤、重油、天然氣。在冶煉過程排放的主要污染物質(zhì)主要有CO2、SO2、飛灰、廢水、重金屬等排放。根據(jù)最新《銅冶煉行業(yè)規(guī)范條件》，利用含銅二次資源的銅冶煉企業(yè)陰極銅精煉工藝綜合能耗要求在390千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸及以下（雜銅——陽極銅——陰極銅）。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)銅冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額，銅精礦直接冶煉成陰極銅冶煉綜合能耗按420千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，廢銅直接冶煉成陰極銅綜合能耗按430千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，測(cè)算結(jié)果如下：

表3：廢銅冶煉與銅精礦冶煉對(duì)比

數(shù)據(jù)來源：中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，碳排放交易網(wǎng)，生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對(duì)氣候變化司，

數(shù)據(jù)顯示，廢銅冶煉1噸陰極銅CO2排放量為1.06噸，與銅精礦直接冶煉所排放量相差不大。廢銅利用所節(jié)省的碳排放量主要體現(xiàn)在銅礦開采以及直接利用生產(chǎn)銅材兩端。據(jù)統(tǒng)計(jì)，再生銅行業(yè)以廢雜銅為原料直接冶煉銅，能耗不足原生銅（礦山-電解銅）生產(chǎn)的18%。數(shù)據(jù)顯示，再生資源利用與原生資源開發(fā)的環(huán)境污染相比，每利用1萬噸再生銅，可少排出尾礦約120-150萬噸，少排放冶煉廢渣約4-6萬噸，少排放硫約3600噸，節(jié)能87%。

另外，原生銅企業(yè)也回收并利用廢雜銅和含銅廢料。在熔煉工序中，大部分原生銅企業(yè)除主要加入銅精礦以外，還加入低品位廢雜銅和含銅廢料作為配料，既節(jié)能、降耗、減排，又能提高產(chǎn)量。原生銅企業(yè)也會(huì)在陽極爐中加入高品位的廢雜銅，直接精煉成陽極銅。

3. 廢銅直接利用能耗測(cè)算

根據(jù)發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部、工信部在2017年發(fā)布的《再生銅行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（征求意見稿）》，現(xiàn)有廢銅再生利用（黃雜銅/紫雜銅直接利用生產(chǎn)銅加工材及銅合金）企業(yè)綜合能耗應(yīng)低于100千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸銅。

以銅消費(fèi)量最大的銅桿為例，電工用銅線坯主要生產(chǎn)工藝有上引連鑄法和連鑄連軋法兩種，主要生產(chǎn)原料有陰極銅和廢雜銅兩種。上引連鑄法能耗指從陰極銅投入爐內(nèi)到產(chǎn)出合格的產(chǎn)品并進(jìn)入成品庫為止的用能量,包括輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、附屬生產(chǎn)系統(tǒng)用能；連鑄連軋法能耗指從陰極銅（或廢雜銅）投入豎爐（或反射爐）到產(chǎn)出合格產(chǎn)品并進(jìn)入成品庫為止的用能量,包括輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、附屬生產(chǎn)系統(tǒng)用能。用于鑄坯脫模的乙炔等,因各企業(yè)生產(chǎn)線工藝差異不計(jì)入用能。

電工用銅線坯生產(chǎn)實(shí)際消耗的各種能源包括：一次能源（主要包括:原煤、原油、天然氣、水力、風(fēng)力、太陽能、生物質(zhì)能等）、二次能源（主要包括:洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦?fàn)t煤氣、其他煤氣、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、其他石油制品、其他焦化產(chǎn)品、熱力、電力等）和生產(chǎn)使用的耗能工質(zhì)（包括:新水、軟化水、壓縮空氣、氧氣、氮?dú)狻⒑?、電石等）所消耗的能源?/p>

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電工用銅線坯單位產(chǎn)品能源消耗限額規(guī)定，電工用銅線坯（直徑6.00mm-35.00mm）使用上引連鑄法以陰極銅為生產(chǎn)原材料單位產(chǎn)品綜合能耗應(yīng)低于58千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸銅，使用連鑄連軋法以陰極銅為生產(chǎn)原材料單位產(chǎn)品綜合能耗應(yīng)低于68千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸銅，使用連鑄連軋法以廢雜銅為生產(chǎn)原材料單位產(chǎn)品綜合能耗應(yīng)低于230千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸銅。以此測(cè)算銅桿碳排放量如下表所示：

表4：銅桿生產(chǎn)碳排放測(cè)算

數(shù)據(jù)來源：中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，碳排放交易網(wǎng)，

數(shù)據(jù)顯示，廢銅制桿能耗要明顯高于精銅制桿，廢銅制桿CO2排放量是精銅制桿的3.38倍。但需要注意的是，廢銅制桿一般是直接用高純廢紫銅（一般為導(dǎo)電銅材加工廢料）直接熔煉加工成合格的導(dǎo)電材料，因此省去了陰極銅冶煉的步驟。從全生命周期碳排放角度來看，與精銅制桿（銅精礦-電解銅-銅桿）相比，平均使用一噸廢紫銅可以節(jié)省超過1噸的碳排放，廢銅再生利用生產(chǎn)1噸銅桿可以減少0.637噸碳排放，節(jié)能53%。

中國(guó)目前已經(jīng)形成了以珠江三角洲地區(qū)拆解、分類、銷售雜銅原料并生產(chǎn)再生銅，長(zhǎng)江三角洲地區(qū)用廢雜銅生產(chǎn)銅材或銅制品，環(huán)渤海地區(qū)利用廢雜銅生產(chǎn)電線電纜的布局。全國(guó)絕大部分的銅加工企業(yè)分布在這三個(gè)地區(qū)，每年回收利用了全國(guó)75%的廢雜銅。這三個(gè)地區(qū)的再生銅產(chǎn)業(yè)具有各自的特色：珠江三角洲地區(qū)主要是進(jìn)口廢料進(jìn)行拆解、分類、銷售廢銅原料；長(zhǎng)江三角洲地區(qū)以浙江為代表，利用廢銅生產(chǎn)銅材及黃銅制品；環(huán)渤海地區(qū)主要是以天津為主，有超過200家企業(yè)利用廢銅生產(chǎn)電線電纜。在廢銅利用方式上，可分為直接利用與間接利用兩種。其中，大約1/3的廢雜銅以精銅的形式返回市場(chǎng)，即經(jīng)過陽極爐熔煉之后生產(chǎn)電解銅，也是通常所稱的再生精銅；另外2/3的廢雜銅直接使用，生產(chǎn)成銅材或銅合金產(chǎn)品。

再生資源的回收利用可以有效減少初次生產(chǎn)過程中的碳排放。中國(guó)銅的消費(fèi)量逐年增長(zhǎng)，但是中國(guó)銅礦資源相對(duì)匱乏，對(duì)于進(jìn)口銅精礦的依賴程度高達(dá)80%。再生資源行業(yè)，是從“再生資源回收-生產(chǎn)加工-再生產(chǎn)品”的角度實(shí)現(xiàn)碳減排，銅的二次利用，不僅有利于保證供應(yīng)鏈安全，提高企業(yè)的話語權(quán)和盈利能力，同時(shí)可以節(jié)能減排，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)賦能。

五、總結(jié)

相對(duì)于鋁金屬來說，銅冶煉生產(chǎn)過程中的碳排放量較少，銅冶煉環(huán)節(jié)CO2排放量919萬噸，占有色行業(yè)碳排放量的1.68%，平均生產(chǎn)1噸電解銅CO2排放量為1.04噸。根據(jù)對(duì)4家冶煉企業(yè)碳排放樣本進(jìn)行測(cè)算，其生產(chǎn)1噸電解銅所排放的CO2量分別為1.35t/1.07t/1.11t/1.39t，均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限額，其中可能存在調(diào)查統(tǒng)計(jì)誤差，但這個(gè)結(jié)果可以反映的是，中國(guó)對(duì)銅冶煉廠的環(huán)保和能耗要求越來越高，中國(guó)銅冶煉企業(yè)仍需要不斷進(jìn)行綠色低碳技術(shù)的改進(jìn)和升級(jí)。

廢銅冶煉1噸陰極銅CO2排放量為1.06噸，與銅精礦直接冶煉所排放量相差不大。廢銅利用所節(jié)省的碳排放量主要體現(xiàn)在銅礦開采以及直接利用生產(chǎn)銅材兩端，再生資源利用的回收利用可以有效減少初次生產(chǎn)過程中的碳排放，與原生銅（礦山-電解銅）生產(chǎn)相比，以廢雜銅為原料冶煉銅可以節(jié)能87%，與精銅制桿（銅精礦-電解銅-銅桿）相比，廢銅再生直接利用生產(chǎn)1噸銅桿可以減少0.637噸碳排放，節(jié)能53%。因此，加大廢銅的利用，對(duì)于保證國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈安全，加快構(gòu)建多元原料結(jié)構(gòu)，促進(jìn)中國(guó)有色工業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和綠色發(fā)展，早日實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)都有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

周俊，廢雜銅工藝及發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)有色冶金，2010

樊歡歡，王洪濤，謝阿弟，侯萍，精煉銅行業(yè)的生命周期節(jié)能減排目標(biāo)評(píng)價(jià)，生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2014

佟慶周勝魏欣旸，納入全國(guó)碳市場(chǎng)的銅冶煉企業(yè)碳排放核算方法解析，資源環(huán)境，2018

張宏，郭國(guó)標(biāo)，銅冶煉企業(yè)降低碳排放強(qiáng)度的措施，有色冶金節(jié)能，2018

戴鐵軍，潘永剛，張智愚，張卉聰，再生資源回收利用與碳減排的定量分析研究，2020

《再生有色金屬工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)—銅》（征求意見稿）編制說明，2010

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB21346—2013，電解鋁企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB25327—2017，氧化鋁企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB21248—2014，銅冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB21250—2014，鉛冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB21249—2014，鋅冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB32406—2015，電工用銅線坯單位產(chǎn)品能源消耗限額

2019年度減排項(xiàng)目中國(guó)區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子，生態(tài)環(huán)境部

《其他有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南》，國(guó)家發(fā)展改革委

《關(guān)于做好2016、2017年度碳排放報(bào)告與核查及排放監(jiān)測(cè)計(jì)劃制定工作的通知》，國(guó)家發(fā)展改革委

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。