低碳生产模式的数据分析与计算结果

根据研究目的及范围，如无特别说明，本章生产阶段各工序的物质流分析均以《中国有色金属工业年鉴》中统计的数据作为主要参考；对于一些非统计性的数据，则通过查阅文献及必要的调研获得，其具体内容如下：

（一）铝土矿开采工序的分析数据与计算结果

目前，我国氧化铝企业的供矿模式有自建矿山供矿、联办矿山供矿、收购铝土矿供矿三种，有些企业的收购量较大，最高可能占其总用矿量的70%以上。在这种现实状况下，铝土矿开采的相关统计数据就难以获得。为此，通过调研及文献查阅获得2010年铝土矿开采工序的相关物质流数据，详见表5-1。

表5-1 铝土矿开采工序物质流数据

根据输入-输出模型，可得

铝土矿消耗量+铝土矿进口量+铝土矿产量+铝土矿出口量+尾矿量

计算得到如下指标：

（1）废品率=外排的废弃物流÷进入下道工序的物质流×100%=248.7÷1194.26×100%=20.82%。

（2）单元金属收得率=进入下道工序的物质流÷（来自上道工序的正向物质流+来自其他地区进口的物质流）×100%=1194.26÷1442.96×100%=82.76%。

（3）材比系数=第i道工序的合格产品物质流÷原铝产量=1194.26÷1614.59=0.74。

（二）氧化铝生产工序的分析数据与计算结果

氧化铝生产是铝业生产整个流程中的核心环节，由于我国铝土矿矿产资源的特殊性，目前大约50%的氧化铝采用拜耳法生产。1996—2000年，我国氧化铝产量以24.7%的年复合增长率增长；2001年以来，我国电解铝产能扩张迅速，导致了原生铝出口量和氧化铝进口量的同步增长，也带来了国内氧化铝产能的增加。由于我国氧化铝生产行业发展较为成熟，统计数据比较全面，可通过《中国有色金属工业年鉴》获得氧化铝生产工序的物质流分析数据，详见表5-2。

表5-2 氧化铝生产工序物质流数据

注：此工序铝元素不严格符合质量守恒定律是因为存在少量铝土矿出口量忽略未计及可容忍误差的存在，并非统计数据无意义。

由表5-2可见，2010年，我国铝土矿产量为3683.72万t，含铝量为1194.26万t；进口铝土矿3007万t，含铝量776.71万t；出口铝土矿0.015万t（由于数量很小，并且仅有少数年份出口，本文忽略不计）。我国为铝土矿的净进口国，而且从数据可见，净进口量巨大。2010年，我国氧化铝产量为2906.5万t，含铝量1538.77万t；非冶金用铝土矿为367.91万t，含铝量111.11万t；氧化铝生产工序产生赤泥3522.39万t，含铝量为223.67万t，根据输入-输出模型，可得

铝土矿国内产量+铝土矿进口量=氧化铝产量+非冶金用铝土矿量+铝土矿出口量+赤泥量

计算得到如下指标：

（1）废品率=外排的废弃物流÷进入下道工序的物质流×100%=223.67÷1538.77×100%=14.54%。

（2）单元金属收得率=进入下道工序的物质流÷（来自上道工序的正向物质流+来自其他地区进口的物质流）×100%=1538.77÷（1194.26+776.71）×100%=78.07%。

（3）材比系数=第i道工序的合格产品物质流÷原铝产量=1538.77÷1614.59=0.95。

（三）铝电解工序的分析数据与计算结果

铝电解工序是我国铝产业链的关键一环。2000年以前，我国电解铝业较为落后；2001年以后，我国电解铝业发展迅速。目前，我国电解铝行业已经进入成熟期，根据《中国有色金属工业年鉴》及一些官方统计数据可获得铝电解工序的物质流分析数据，见表5-3。(www.xing528.com)

表5-3 铝电解工序物质流数据

注：此工序铝元素不严格符合质量守恒定律是因为存在少量新废铝忽略未计及可容忍误差的存在，并非统计数据无意义。

由表5-3可见，2010年，我国氧化铝产量2906.5万t，含铝量1538.70万t；非冶金用氧化铝1.9万t，含铝量0.99万t；进口氧化铝431.2万t，含铝量224.91万t；出口氧化铝5.7万t，含铝量2.98万t；电解铝产量1619.45万t，含铝量1614.59万t；原生铝电解工序产生残渣3272万t，含铝量58.9万t。

根据输入—输出模型，可得

氧化铝国内产量+氧化铝进口量+新废铝量=电解铝产量+氧化铝出口量+非冶金用氧化铝量+残渣量

计算得到如下指标：

（1）废品率=外排的废弃物流÷进入下道工序的物质流×100%=58.9÷1614.59×100%=3.65%。

（2）单元金属收得率=进入下道工序的物质流÷（来自上道工序的正向物质流+来自其他地区进口的物质流）×100%=1614.59÷（1538.77+224.91）×100%=91.55%。

（3）材比系数=第i道工序的合格产品物质流÷原铝产量=1。

（四）铝加工与制造工序的分析数据与计算结果

我国铝加工与制造工序包括铝半成品（包括铝加工材、铝铸件和其他铝材）的生产加工、铝合金半成品的加工及含铝产品的制造等，本工序的物质流分析数据主要来自《中国有色金属工业年鉴》《中国铝业年鉴》，具体数据详见表5-4。

表5-4 我国铝业加工与制造工序物质流数据

注：此流程铝元素不严格符合质量守恒定律是因为存在少量新废铝忽略未计及可容忍误差的存在，并非统计数据无意义。

由表5-4可见，2010年，我国原铝产量1619.45万t，含铝量1614.59万t；出口铝合金56.08万t，含铝量46.96万t；出口铝材117.71万t，含铝量117.06万t；铝制品（其中包括建筑、交通工具、耐用消费品、电力电子设备、包装、机械设备等）1747.76万t，含铝量1675.75万t；废杂铝与再生铝480万t，含铝量330.86万t；加工损耗3472.1万t，含铝量52.08万t。

根据输入—输出模型可得

电解铝国内产量+废杂铝量+再生铝量=铝合金出口量+铝材出口量+铝制品产量+加工损耗量

由此得到我国铝业加工与制造工序的资源效率=铝制品产量÷（电解铝产量+再生铝+废杂铝）×100%=1675.7÷（1619.45+330.86）×100%=86.13%。

基于上述分析可知，我国铝业生产主要分为铝土矿开采工序、氧化铝生产工序、原生铝电解工序、铝加工与制造工序及随后的使用、报废与再生工序，综合上述数据，得到我国铝业生产的物质流图，如图5-3所示。

图5-3 我国铝业生产物质流