全球二氧化碳排放结构及中国有色金属行业耗能变化分析

全球二氧化碳排放结构及中国有色金属行业耗能变化分析

从全球二氧化碳排放结构来看，电力排放量最大，约占39%；其次是工业和地面运输，分别占28%和18%；居民家庭排放占10%；航空和国际航运二氧化碳排放分别占3%和2%。

历史数据显示，2018年国内有色金属行业能耗为3.2亿吨标准煤，而2001年有色金属行业能耗仅为0.6亿吨标准煤。2018年有色金属行业能耗约占全国能耗的6.8%，其中采矿、冶炼和有色金属加工分别占0.3%、5.2%和1.3%，而2001年有色金属行业能耗占全国能耗的3.9%，其中采矿、冶炼和有色金属加工分别占0.3%、2.8%和0.9%。对比我国有色金属行业能耗绝对量及占全国比重，有色金属行业冶炼端增长强劲，主要得益于铜、铝等行业冶炼产能快速增长。

数据显示，2017年有色金属行业中，铝行业消耗标准煤1.2亿吨，占比76.2%，铜占比4.3%，锌占比3.2%，镍、铅各占1.8%，锡占比0.4%，其他占比12.3%。与1998年相比，铝系比重上升近14%，铜系比重下降5%，锌系比重下降6%。1998年至2017年间，我国电解铝产能由250万吨扩大到4500万吨，增长1700%，电解铜冶炼产能由84.6万吨扩大到731.1万吨，增长764%。

国内铜、锡产量反弹

加入WTO以来，中国经济持续高速增长，对铜等有色金属原料的需求呈现爆发式增长，为应对需求变化，中国铜等冶炼能力快速增长，产量也持续大幅增长。

根据国家统计局数据，2020年中国铜精矿产量约168万吨，较15年前增加近100万吨，年均增速达10%。由于中国铜矿储量有限，品位低且相对分散，但开采力度强，铜精矿产量占世界比重明显高于储量比重。这导致中国铜精矿产量在2014年达到顶峰后，进一步增加的速度明显放缓。

同期中国锡矿产量也呈现稳步上升趋势，但增长势头明显乏力，2020年中国锡精矿产量约9.4万吨，较15年前增加约3万吨，年均增速约3%。

中国铜冶炼及精炼产能呈现持续回升趋势，据SMM统计，2020年中国铜冶炼及精炼产能分别为905万吨、1325万吨，较2008年分别增加340万吨、697万吨，年均增速分别为5%、9.2%。

SMM数据显示，2021-2023年中国冶炼精炼产能仍将扩张，但扩张势头有所放缓，铜冶炼、精炼年均增速分别为3.6%、3%。考虑到当前及长期的碳达峰、碳中和背景，以及中国对铜精矿的依存度高达80%，中国铜冶炼产能扩张动能有限。

中国精炼铜和锡产品产量呈现爆发式增长，2020年中国精炼铜产量1003万吨，较15年前增加750万吨，年均增长19.8%。2020年中国精炼锡产量20.3万吨，较15年前增加7.9万吨，年均增长4.2%。由于中国精炼铜产量大幅增加，我国对铜精矿的依存度不断扩大，15年来，中国对铜精矿进口依存度扩大了近20%，达到78%。同时，随着我们消费增速放缓，中国精炼铜进口量也持续放缓。 近10年来，中国精炼铜进口量大致稳定在300万~350万吨（2020年特殊，进口量为454万吨）。

中国精炼铜消费呈现爆发式增长，中国铜产量间接反映出中国精炼铜消费强劲的增长势头。2020年中国铜产量为2045万吨，较15年前增加1531万吨，年均增长19.9%。不过，过去几年中国铜产量有所放缓，间接表明中国精炼铜消费增速放缓。

国内精炼铜消费在过去15年中经历了爆发式增长，年均消费量增幅达到17%。中国精炼铜消费的强劲增长大致可以分为三个阶段，第一个起点是2002年，第二个起点是2009年，第三个起点是2014年。由于家电、汽车等下游终端产品的报废周期为10~15年，国内废铜供应量在过去几年中出现了快速增长。目前我们的废铜回收周期正处于精炼铜消费量快速上升周期的第二阶段，这意味着中国废铜供应量有望迎来大增长（如果政策支持的话）。

2021年3月，国家发改委等部委联合印发《“十四五”大宗固体废物综合利用指导意见》，意见提出，到2025年，新增大宗固体废物综合利用率达到60%，有序减少大宗固体废物存量，2021年至2025年，我国再生铜新增量为400万吨。

国内铜、锡产业链碳排放

二氧化碳排放量排名前三位的有色金属分别是镍、锡和铝，每吨金属二氧化碳排放量分别为12.3吨、11吨和8.5吨。从单价来看，二氧化碳排放对铝的影响最大。从有色金属产业链来看，采矿选矿和粗炼占能源消耗比重较大，加工环节相对节能。

2017年，吨铜开采、冶炼、精炼及铜材料综合能耗对应二氧化碳排放量较2012年下降约15%。

在铜冶炼工序（包括粗选、精炼）中，2017年冶炼一吨铜能耗约402kg标煤，其中粗选工序能耗约302kg标煤（采用铜精矿），以废铜为原料的粗选工序能耗小于290kg标煤。若冶炼工序采用废铜为原料，可省去耗能较大的铜矿开采、选矿工序，生产一吨铜可减少895kg标煤，减少二氧化碳排放约2.2吨。冶炼工序（粗选、精炼）煤耗小于390kg标煤，比以铜精矿为原料降低约3%。 若在加工过程中采用高品位废铜为原料，可省去耗能较高的铜矿开采和选矿冶炼工序，生产一吨铜可减少标准煤的能耗，减少二氧化碳约3吨。

从铜产业链来看，为实现未来碳达峰、碳中和的目标，未来5~10年内废铜将进入大规模报废周期，加大废铜回收的政策支持力度，提高废铜回收利用率，提高废铜直接利用率，对减少二氧化碳具有重要意义。

数据显示，“十四五”末，再生铜产量将达到400万吨，与“十三五”再生铜平均产量相比，“十四五”期间再生铜产量年均增速将达到5%。假设精炼铜产量不变，“十四五”期间预计铜冶炼年均能耗下降0.2%，冶炼加工年均能耗下降1.9%。

由于锡矿品位相对较低，开采、选矿所需原矿量比铜等有色金属大，使得锡矿开采、选矿能耗相对较高，2017年锡矿开采、选矿能耗约1500万吨标准煤，冶炼能耗约1500万吨标准煤，锡矿综合能耗约1500万吨标准煤，释放二氧化碳排放量9.5吨。

从长期减少二氧化碳排放的需要考虑，锡产业链可增加废锡等再生原料的供给，可节省大量锡开采、选矿的能源消耗，对减少碳排放意义重大。

有色金属行业要控制能源消耗或减少二氧化碳排放，可以从两个方面入手，一是控制整体冶炼产能无序扩张，二是优化原料结构和产能结构。至于铜，控制冶炼产能扩张速度、积极增加废铜供给、提高废铜直接利用比例，可以大大减少二氧化碳排放。笔者认为，相关部门要做好政策安排，支持利用废料的企业，增加废金属回收量，这样不仅可以减少二氧化碳排放，还可以缓解国内原料依赖过大的问题。