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鋁合金邊框與鋼邊框全生命周期碳排放分析

眾所周知,在全生命周期內,鋁材的加工工藝僅電解鋁為高耗能環節,但考慮到鋁的回收再利用特性,再生鋁能耗及碳排放僅為原生鋁的3%~8%,遠小于再生鋼加工環節。


再生鋁只需將廢鋁熔融除雜添加合金元素,因此碳排放遠小于原鋁,但鋼鐵回收時的電爐、軋制等工藝具有很大的耗電量及碳排放量。


隨著光伏行業蓬勃發展和裝機量逐年增加及老舊組件壽命到期,退役光伏組件數量及其廢棄物也逐漸增加。中國作為世界光伏大國,光伏垃圾的問題也已日漸顯現。國際可再生能源機構、國際能源署光伏系統項目的報告也提出到2050年,全球累計光伏裝機總量可達4.5TW,且僅中國市場退役組件可達20Mt(兆噸)。在即將迎來組件回收浪潮的大背景下,我們不應該目光短淺,只關注當前成本及投入,作為雙碳目標的主力軍,應從全生命周期評估其碳排放量。


1) 鋁合金邊框與鋼邊框回收率分析


由于鋁合金耐腐蝕特性,接近于無限次循環利用,僅有極少消耗。根據國際鋁業協會的數據,全球歷史上總共生產的15億噸鋁中,有75%仍在被使用。鋼鐵由于其易腐蝕性,回收率一直維持在55-65%的水平,無法得到有效提高。


2) 鋁合金邊框與鋼邊框回收能耗分析


在“雙碳”背景下,回收過程中,鋁合金也具有更低的回收能耗及回收碳排放。與再生鋼相比,再生鋁碳排放為0.23t,僅為再生鋼的22.3%。


3) 鋁合金邊框與鋼邊框全生命周期碳排放因子測算


為了更精確評估鋁合金邊框與鋼邊框在碳減排方面的能力,通過查找大量文獻資料,對全生命周期的鋁合金和鋼邊框進行碳排放因子測算。測算結果發現,鋁合金邊框具有更低的碳排放因子。為更直觀表現其碳排放影響,以1GW組件為例,折算電站鋁邊框與鋼邊框碳排放數據,發現全生命周期下,鋁合金邊框的碳排放因子僅為鋼邊框的52.35%,碳排放更低。


4) 其他碳排放影響因素


鋼邊框的密度更大,組件更重,相應地運輸、搬運、安裝等過程碳排放增加,此處以核算運輸碳排放為例。


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