改革开放四十多年,中国经济飞速发展,随着钢铁、房地产繁荣也带来钢铁、铁合金、电石、和电解铝大幅增产和环境污染;中国环境污染和高耗能产业低利润的核心不是冶炼本身,而是旧技术矿热炉扩容和电解铝不升级导致,这两年光伏和碳减排又带来工业硅的数倍扩产,这一系列冶炼扩产都是没有任何创新的低端技术重复扩容,低技术扩产已经让中国每个行业都哀鸿遍野,利润归零。
答案就是创新驱动!——用光伏发电替代传统燃煤,用环保低耗新矿热炉技术替代传统高电耗矿热炉和电解铝,这是改善环境和提高环境承载力最有效的手段。在矿热炉、电解铝产业,就是用核心技术从节能增效和减排角度升级整个矿热炉产业(包括工业硅、电石、硅铁、硅锰、铬铁、锰铁、硅钙、硅铬等)、把电解铝产业升级到短流程硅铝分离铝,而且其增效利润空间巨大,对中国环境和地区减排更是釜底抽薪的有效!
矿热炉核心创新技术可以在中国高耗能产业节能增效升级每年约3000亿增效利润,还可以带动一些需要改造中国3000多台大型矿热炉的大型冶炼装备企业上市,同时短流程铝替代电解铝,根治赤泥污染,氟化物污染,根治电解水污染,也战略性解决中国对进口高铝矿的依赖和外汇输出,同时高耗能产业集中便于升级。新铝(短流程硅铝分离铝)技术在中国4200万吨电解铝产量中拥有500万吨新短流程铝规模,就可以打造万亿级新铝企业,同时带动2000-3000台硅铝炉替代4200万电解铝装置中60%的产能。
光伏是未来减碳和新能源大趋势,成本低无污染,但是光伏储运和转移成本较高,如果采用光伏和矿热炉新技术结合,就地消化低成本电价,就具有双重产业互利优势,低成本优势、高技术优势,而且大幅度减少光伏发电上网、储运投资和电损耗。通过光伏发电直接供给新技术的矿热炉和新铝工艺,冶炼电价低,冶炼技术先进,环境污染小,同冶炼原料的产品成本是目前旧技术的3-10倍,新技术具有永久成本优势和技术优势。
矿热炉和短流程新铝产业投资回收快,建设周期短,建设周期本10-12个月,采用新技术的投资,一年后投产的投资回收期就是24-36个月。
比如:目前中国目前工业硅一个周期电耗水平是13000-14000度电,电极消耗95-110公斤,矿耗2.8-3.3吨;新技术矿热炉冶炼工业硅吨电耗会低2000-3000度约为10000度电左右,矿耗低0.5-1.0吨,电极消耗减少30-40%,吨工业硅成本会低1500-2500元,加上同容量矿热炉增产12-40%,产量质量提升1-2个级别,传统矿热炉5-10年收回投资,新技术矿热炉2-3年就可以收回投资,二者投资规模一样,但是新技术产量增加30-50%,实现单炉年产2万吨工业硅,吨硅利润提高高1500-2000元。
电石硅铁、铬铁、同原料新技术成本降低200-300元,同原料硅锰成本会降低400-500元,这些冶炼种类耗电低产量大,改造的投资回收期和工业硅差不多也是2-3年。传统矿热炉单台的改造投资800-1000万,改造时间1-3个月,改造后投资回收期5-8个月,中国有3000多台大型矿热炉,未来高耗能产业改造空间巨大,同时新铝带动约2000-3000台硅铝冶炼炉替代电解铝装置制造业。
新工业硅技术可以同炉冶炼硅铝,用粉煤灰(铝48-50%,硅45%)和高铝煤矸石(铝40.45%,硅49.5%)冶炼硅铝后分离出99%的金属铝和85%硅铁,得到吨金属铝比电解铝吨成本低3000元,同时1吨铝得到0.85吨85%副产的硅铁(分离技术由中科院浙江分院提供),这硅铁没有任何物料成本仅分摊12000度电费,市场利润约3000-4000元左右,比自发电厂建设传统矿热炉单独72-75硅铁利润高10-20倍。
内蒙准格尔旗每年可用高铝(48-50%)粉煤灰600万吨,内蒙九峰山上述高铝煤矸石目前有1.7亿多吨的储量,每年高铝煤矸石还在以1200万吨速度增加,(中国是高硅硬铝矿大国,铝储量占全球33%以上,电解可用精铝矿很低,大量依赖进口,)我国这些不能电解用的粗铝矿(铝硅比4.0-1.0的铝矿)是很好的硅铝冶炼原料,可以无氟污染、无水污染、无大气污染、而且高回收率88-95%的铝利用率得到金属铝,吨铝成本低于电解铝3000元,短流程铝的85%硅铁没有物料成本,就是分离铝后的硅渣,只承担12000度硅铝电耗,两吨硅铝出一吨铝和0.85吨硅铁,电耗各自承担一半,85硅铁成本是0.42(电价)×12000=5040元,市场价8500元,铝矿用固废不花钱政府还给钱,金属铝所分摊的电耗比电解铝低约1500度电(目前电解铝综合电耗13500度);如果把85硅铁通过脱铁提纯为高纯硅和工业硅,年产的300万吨85硅铁可以替代约240万吨高纯硅和工业硅,可完全替代矿热炉单独冶炼工业硅和高纯硅。
如果新技术替代中国年产4200万吨电解铝的10%,实现420吨年量产,年利润超过300亿,投资也就是500亿,回收期就是1-2年。短流程铝装置的结构单元是两台33000KVA硅铝矿热炉配一套分离装置,占地50亩,一个单元投资约三亿,年产2万吨金属铝和1.7万吨85硅铁;大规模投资成本还会降低,实现年产300万吨金属铝每年可以消耗1200万吨粗铝矿或铝固废,年用电量约720亿度,需要建设150个硅铝单元装置,土地需要约7500-8000亩;短流程铝对比同样100万吨电解铝同产能投资回收期如下:
中国各地的高铝煤矸石和高铝粉煤灰和低铝硅比的铝矿储量丰富,用新技术建的工业硅炉可以同炉(工业硅炉)用粉煤灰和煤矸石冶炼硅铝分离金属铝和85硅铁,这是因为硅铝冶炼很难,能冶炼硅铝正常的炉子去冶炼工业硅很容易电耗也极低,所以工业硅能实现低耗高产低矿耗。
如果用硅铝矿热炉生产金属硅,不开启后面铝分离系统,可以完全当工业硅炉操作,新技术采用目前各地区工业硅原料,一个单元的两台33000KVA矿热炉可以实现年产4万吨工业硅,比传统33000KVA工业硅单炉产量增加40-50%。电耗低3000度电,低0.7吨硅石,低30-40%电极消耗,工业硅产品质量提高1-2个等级,吨工业硅产品利润增加1500-2000元,投回收期只有传统工业硅炉投资20-30%。
短流程铝新技术一炉工业硅硅铝冶炼两用,可得到工业硅,金属铝和硅铁三种产品,实现金属铝替代电解铝,同时得到85硅铁,85硅铁脱铁替代工业硅实现,完全是更高的投资回报,硅铁不走提纯硅,直接转化72-75销售市场也很好,同时85%硅铁冶炼金属镁可提高20%的金属镁回收率,吨镁能增效2000元以上,这是非常完美闭合的循环产业链。
目前地方政府对光伏产业很难单独申请,必须配套投资后配给光伏用地、容量和上网通道,更需要高用电项目对光伏发电直接使用,减少储氢的投资和对环境的污染、投资和转运。
各地政府支持冶炼创新技术和固废处置,就是不能审批工业硅地区,我们走专利创新和固废处置新铝技术也会非常支持,而且有固废的优惠电价,所以新铝项目在内蒙、甘肃、青海、新疆、广西、贵州、云南审批没有任何阻力。
仅中国矿热炉产业新技术升级后,可以减少高耗能耗电10-30%,每年可节省一个三峡电量,减少矿产浪费,提高环境承载力,有效减少环境污染,高产低耗,多种冶炼同炉实现,可以同时腾出大量工业用地,节电节碳可以碳交易受益巨大,综合社会效益500亿以上;土地可以同产能减少高耗能产业把中国工业用地面积减少约50%,减少电石、硅锰、铬铁工业用地面积40%,可以关掉中国单独冶炼硅铁约500万吨产能中80%硅铁炉。新产量也会带动税收和就业,税收增加数百亿,带动产业就业约60万人,当然这种就业带动是掠夺性的替代旧产业。
新技术替代传统矿热炉和电解铝,除了节矿、节电,最大好处是同产能下大幅度减少大气粉尘90-92%以上排放量,把中国的蓝天和空气质量回到1995年,因为旧技术高耗能装置和电解铝是中国粉尘最大的污染和排放源,根治旧高耗能冶炼污染和电解铝污染,就是根治了中国的大气环境,真正的“蓝天白云”是靠科技和技术提高环境承载力实现的,不是靠任何政策限制实现的。
这个传统产业升级是时代给与我们的机遇和使命,让我们在有生之年,完成这件创新驱动、利国、利人、利己、利环境的“四利”伟大产业,造福我们这个时代。
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