США стремятся декарбонизировать алюминиевую промышленность, чему способствуют политика и спрос

В ближайшие несколько лет произойдет резкий рост мощностей по переработке алюминия в алюминиевой промышленности США, а на данный момент она продолжает удовлетворять большую часть своих потребностей в первичном алюминии из Канады.

Легкий, прочный, долговечный и пригодный для бесконечной переработки алюминий является важным сырьем для нескольких технологий, имеющих решающее значение для энергетического перехода, и в то же время является одной из отраслей, ответственных за значительную часть глобального углеродного следа, но для которой у него мало альтернатив.

Согласно отчету Всемирного экономического форума, опубликованному в ноябре 2023 года, производство алюминия входит в восьмерку наиболее трудно поддающихся сокращению отраслей в мире.

Некоторые из основных факторов, влияющих на низкоуглеродную алюминиевую промышленность США:

• Алюминий имеет решающее значение для энергетического перехода

• Большинство усилий по декарбонизации в алюминиевой промышленности США сосредоточены на переработке лома, поскольку страна ограничила выработку возобновляемой энергии, чтобы снизить выбросы категории 2 в отрасли.

• США импортируют большую часть первичного алюминия из Канады, которая получает выгоду от гидроэлектростанций для производства алюминия с уровнем выбросов CO2 не более 4 тонн на тонну алюминия.

• Разрабатываются новые анодные технологии для устранения прямых выбросов в результате использования углеродных анодов при плавке.

• Финансирование Министерством торговли нового плавильного завода в США может изменить правила игры для заинтересованных сторон отрасли.

Алюминиевая промышленность США стремится снизить выбросы углекислого газа, при этом потребители в автомобильном, упаковочном, энергетическом и потребительском сегментах интересуются экологически чистыми материалами, одновременно пытаясь снизить собственные выбросы углекислого газа.

Рынок низкоуглеродистого алюминия пытается стандартизировать; определение понятия «низкоуглеродный» имело решающее значение. Одним из факторов, играющих решающую роль в этом определении, является переработанный контент.

В Северной Америке и Европе используются разные методы отслеживания выбросов углерода от переработанного алюминия. Оба подхода заканчиваются двумя разными расчетами выбросов углерода для содержания переработанного алюминия, что затрудняет стандартизацию.

Еще один вопрос заключается в том, следует ли учитывать выбросы категории 3. Выбросы категории 3 являются результатом деятельности активов, не принадлежащих и не контролируемых компанией. Они включают в себя такие факторы, как углеродный след сотрудников, едущих на работу, что значительно усложняет его количественную оценку и отслеживание.

В Северной Америке и Европе используются разные методы отслеживания выбросов углерода от переработанного алюминия. Оба подхода заканчиваются двумя разными расчетами выбросов углерода для содержания переработанного алюминия, что затрудняет стандартизацию.

Еще один вопрос заключается в том, следует ли учитывать выбросы категории 3. Выбросы категории 3 являются результатом деятельности активов, не принадлежащих и не контролируемых компанией. Они включают в себя такие факторы, как углеродный след сотрудников, едущих на работу, что значительно усложняет его количественную оценку и отслеживание.

Категория 1

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) определяет выбросы категории 1 как прямые выбросы парниковых газов, происходящие из источников, которые контролируются или принадлежат организации.

Категория 2

Агентство по охране окружающей среды определяет выбросы категории 2 как косвенные выбросы парниковых газов компании, связанные с покупкой электроэнергии, пара, тепла или охлаждения.

Категория 3

По данным EPA, выбросы категории 3 являются результатом деятельности активов, которые не принадлежат или не контролируются отчитывающейся организацией, но на которые организация косвенно влияет в своей цепочке создания стоимости, включая как свою деятельность по добыче, так и переработке, по данным EPA.

Категория 1 – новые аноды

Традиционно при выплавке алюминия в результате химического процесса образуется углекислый газ из промежуточного продукта, оксида алюминия, который также известен как глинозем.

Углеродные аноды используются в качестве электролитов, вводимых в расплавленный криолит, содержащий растворенный оксид алюминия, который выделяет алюминий, а кислород связывается с углеродом с образованием углекислого газа.

Крупнейший технологический прорыв в декарбонизации производства алюминия произошел благодаря производителю алюминия Alcoa, который разрабатывает новую технологию инертных анодов ELYSIS на совместном предприятии с горнодобывающей компанией Rio Tinto .

Компания планирует завершить демонстрацию технологии на токе 450 кА в период с 2024 по 2025 год. После этого этапа ELYSIS перейдет к этапу коммерциализации своей технологии для развертывания.

ELYSIS помогает устранить все прямые выбросы парниковых газов в процессе выплавки алюминия и является первой технологией, которая выделяет кислород в качестве побочного продукта и может быть модернизирована на существующих металлургических заводах, потенциально устраняя 6,5 миллионов тонн выбросов парниковых газов в год только в Канаде, согласно данным сайт ЭЛИЗИС.

Категория 2 – энергетика

Большая часть выбросов углекислого газа в алюминиевой промышленности приходится на использование электроэнергии в процессе плавки. По данным Международного института алюминия, 9,3 т CO2-экв./т из общих 15,1 т CO2-экв./т глобальных выбросов обусловлены использованием электроэнергии, что составляет 61,59% выбросов парниковых газов в отрасли.

Из-за ограниченного доступа к возобновляемым источникам энергии и сильной зависимости от ископаемого топлива в качестве источника энергии выбросы категории 2 в алюминиевой промышленности США остаются высокими. Согласно отчету американской компании Global Efficiency Intelligence за 2022 год, это делает алюминиевую промышленность страны одним из крупнейших производителей выбросов в мире.

По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA ), в 2022 году алюминиевая промышленность США произвела 2 462 053 тонны углекислого газа.

Согласно отчету некоммерческой организации BlueGreen Alliance , базирующейся в Вашингтоне, округ Колумбия, промышленность первичного алюминия в США является четвертой по величине алюминиевой промышленностью в мире после Индии, Китая и Австралии.

Энергоемкая алюминиевая промышленность также простаивала или сокращала свои плавильные заводы из-за растущих цен на электроэнергию: в результате закрытия завода Magnitude 7 в Миссури осталось только четыре завода по производству первичного алюминия в стране.

Из четырех действующих в настоящее время заводов только один, завод Alcoa в Массене в северной части штата Нью-Йорк, работает на возобновляемой гидроэлектроэнергии.

Но правительство США, стремясь укрепить свои важнейшие цепочки поставок полезных ископаемых, сделало важный шаг к строительству в США нового низкоуглеродистого алюминиевого завода. В марте 2024 года Министерство энергетики объявило, что проект завода по производству зеленого алюминия компании Century Aluminium был выбран для начала переговоров о финансировании в размере 500 миллионов долларов США.

Когда завод Century Aluminium выйдет на полную мощность, он должен удвоить нынешние мощности по производству первичного алюминия в США.

Выбросы категории 2 значительно ниже в канадской алюминиевой промышленности. По данным правительства Канады, благодаря использованию гидроэлектроэнергии и инновационных технологий канадские производители алюминия имеют самый низкий углеродный след в мире по сравнению с другими, более крупными производителями .

По данным правительства Канады, Соединенные Штаты были крупнейшим получателем экспорта алюминиевой продукции Канады в 2022 году, покупая почти 92% от общей стоимости экспорта алюминия страны.

По данным Комиссии по международной торговле США, в 2023 году США импортировали из Канады 1 667 274 902 килограмма, или 74,25% от общего объема импорта необработанного нелегированного алюминия.

Категория 3 – лом

Поскольку промышленность первичного алюминия в США испытывает недостаток в возобновляемых источниках электроэнергии, она обратилась к источникам лома, чтобы декарбонизировать производство алюминия.

«Алюминиевая промышленность США становится более экологичной не за счет основного производства, а за счет расширения переработки лома», — сказала главный консультант Fastmarkets Кирстин Вейтч. «Это путь США к экологизации производства алюминия в стране».

Помимо выбора экологически чистого первичного плавильного завода, Министерство энергетики США (DOE) также выбрало три алюминиевых проекта , направленных на декарбонизацию и повышение эффективности переработки алюминиевого лома, для начала переговоров о финансировании.

Но определение того, что считается «ломом», имеет важное значение для декарбонизации; По словам Вейча, отсутствие стандартизации в этой области препятствует усилиям отрасли по декарбонизации.

Необходимость различать производственные отходы заводов по вторичному использованию, лом предпотребителя и лом с истекшим сроком эксплуатации вызвала обеспокоенность, озвученную Fastmarkets многими участниками отрасли. Они также подчеркнули необходимость использования большего количества отработанного лома, чтобы по-настоящему декарбонизировать отрасль.

Северная Америка использует метод обрезки для всего алюминиевого лома, включая лом как до потребления, так и после потребления, при этом предполагается, что лом несет нулевую углеродную нагрузку. Напротив, в Европе используется подход совместного производства, который отслеживает материал на протяжении всего его жизненного цикла. Бремя углеродного следа распределяется между всеми видами продукции на пути от первичного материала к металлолому.

«Если производитель использует неэффективные производственные процессы и его плавильный завод неэффективен, и он переплавляет ненужный лом, например, приобретая новый экструзионный лом у своего клиента, это замкнутый цикл, поэтому он возвращается в систему», — сказала Вейтч.

«Но если новая партия покупает этот лом, это все равно технологический лом и его выбросы в атмосферу в виде углекислого газа такие же, как и у первоначально произведенной продукции», — добавила она.

Но если это вошло в продукт — «если, например, из него сделали банку для напитков, которая относительно быстро превращается в металлолом, то срок его службы подошел к концу, поэтому выбросы углерода могут быть нулевыми», — сказала она. .

Алюминиевый лом с истекшим сроком эксплуатации предлагает одну из самых больших возможностей для продвижения декарбонизации отрасли, и для обеспечения безопасности и прозрачности необходимы тщательная сортировка и отчетность, соглашаются участники отрасли.

Источник: https://www.fastmarkets.com/insights/us-turns-to-scrap-to-decarbonize-aluminium-industry/