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(gè)焦點(diǎn)。鋁工業(yè)其它重要的可持續(xù)性議題還包括赤泥庫(kù)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(guò)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(yíng)銷和認(rèn)證的最新趨勢(shì)。在澳大利亞能源政策的背景下，討論了利用太陽(yáng)能分解水來(lái)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(yīng)用于許多行業(yè)的可持續(xù)性評(píng)估的重要工具。30多年來(lái)，鋁工業(yè)一直在評(píng)估其溫室氣體排放量，許多公司、行業(yè)協(xié)會(huì)和大學(xué)對(duì)不同冶煉廠和技術(shù)的排放量進(jìn)行了從搖籃到大門的生命周期研究和計(jì)算。例如，Keniry1、國(guó)際鋁業(yè)協(xié)會(huì)（IAI）2-3與Mahadevan研究了印度的工業(yè)排放；Zhang4等人對(duì)中國(guó)的鋁冶煉廠進(jìn)行了研究；麥格理大學(xué)（MacquarieUniversity）的研究（2019）6；以及Kvande和Welch7在2018年對(duì)盡量減少二氧化碳排放的步驟進(jìn)行的深入分析。美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)已經(jīng)對(duì)鋁的生產(chǎn)和終端應(yīng)用進(jìn)行了從搖籃到搖籃的LCA研究，時(shí)間跨度從1993年至今，涉及鋁的應(yīng)用領(lǐng)域汽車、飲料容器等。他們對(duì)原鋁產(chǎn)業(yè)的最新分析是在2013年，當(dāng)時(shí)他們更新了生命周期清單（LCI）數(shù)據(jù)庫(kù)。LCI是生命周期分析評(píng)價(jià)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(gè)方面：

　　范圍1-直接發(fā)生在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的。

　　范圍2-使用外購(gòu)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(gòu)材料和燃料的提取和生產(chǎn)、公司不擁有或控制的車輛運(yùn)輸有關(guān)的活動(dòng)、范圍2以外的與電力有關(guān)的活動(dòng)(如輸電和配電損耗)、外包活動(dòng)及廢物處理等。

　　生命周期評(píng)價(jià)有時(shí)是針對(duì)單個(gè)工廠，有時(shí)是針對(duì)同一區(qū)域具有相似能源消費(fèi)模式的工廠。盡管在核算排放時(shí)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(shí)間的推移，政府間氣候變化專門委員會(huì)（(IPCC)的評(píng)估報(bào)告修改了用于確定每項(xiàng)活動(dòng)的二氧化碳排放量的溫室效應(yīng)潛能值（GWPs），但各方對(duì)所取得的結(jié)果仍有合理的共識(shí)。ISO標(biāo)準(zhǔn)14040和14044規(guī)定了這種方法。生命周期評(píng)價(jià)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(huì)（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(chǎng)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(bào)告的二氧化碳排放量中，包括哪些項(xiàng)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(dòng)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(guó)，因此原鋁近70%的工業(yè)排放源于中國(guó)。

　　在冶煉廠生命周期評(píng)價(jià)中，往往忽略了鑄造過(guò)程的排放。然而，它們確實(shí)對(duì)碳的總負(fù)荷量有貢獻(xiàn)，特別是對(duì)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(guò)程中的排放量各不相同。一個(gè)研究報(bào)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(huì)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(jì)，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(shí)踐，煅后石油焦噸鋁二氧化碳排放量約為0.4噸。