21世纪铝回收的机遇与挑战

编译 / 苏鸿英

废铝作为原材料经过熔炼生产出铝合金，普遍用于工业产品。采用原铝与废铝制造出来的产品，不存在功能上的差异。在美国，铝的回收利用几乎和原铝的第一次加工同时进行。几十年来，随着铝废料可供应能力的不断增加，废铝在向最终用途市场的总发货量中占有很大的比例。铝的回收利用正在成为铝工业一个不可或缺的战略部分。2012年，美国回收利用铝达到1640万吨，其中有40万吨在美国国内市场上消费，占美国国内铝供应的三分之一强。事实上，近年来，美国的再生铝产量一直要比原铝高。

日益增长的铝回收利用是许多同步因素的结果。例如，铝废料供应的增加，再生铝市场需求不断增长，能源价格的上涨和已改进的回收技术。

铝废料资源

铝回收利用的原材料，来自两个可能的渠道：一是工业加工过程。从工业加工中产生的废料通常被称为新废料，它是加工活动中的结果，这样废料的产生通常是固定的数量，与向消费者和最终铝产品的总交货量成比例。二是从已退出使用的铝产品的废料通常被称为老废料。其数量完全取决于各个市场领域的服务时间，以及有效收集这些产品的社会能力。在其使用阶段，这些产品大多数使用了几十年，有时甚至达到一个世纪。因为铝是相对“年轻”的材料，大多数产品直到20世纪末，还没有退出使用。

今天，在北美，越来越多已退出使用的铝产品作为废料来使用，运输和建筑工业成为老废料快速增长的领域。这是因为早期大批量应用的一些产品逐渐达到其规定的使用寿命。因此，可以供应回收利用。不断增加的资源可利用性是该地区再生加工铝工业发展的一个主要驱动因素。

需求与趋势

市场需求是铝工业发展的另一决定性因素。在过去的20年里，全球铝消费增长迅猛，即从1989年略低于2000万吨，到2013年一季度，全球原铝的消费约为1200万吨。大多数预测表明，这一趋势在未来20年会被继续看好。市场需求的明显增加不仅导致原铝产量的快速增长，而且再生铝的供应也明显增长。例如，世界金属统计局表示，1989年，全球再生铝的供应仅为500万吨，但到2013年，再生铝的供应量已增长到1534.5万吨。

与此同时，消费者的环保意识有助于加大再生铝的消费，因为回收利用铝的能源消耗仅仅是生产原生铝能耗的5%。同时，它还有减少对原生矿的需求，节省了许多重要的自然资源。此外，大大降低了污染物的排放和由原铝产生的废料。回收1吨铝能所节能的能源相当于24桶原油的能源。由于回收铝产品的相关环境优势，一些市场领域建立起鼓励回收利用的奖励机制。例如，美国绿色建筑委员会（USGBC）开发的能源和环境设计系统领导（LEEO）制定了在建筑产品上采用再生铝和回收利用材料的标准和奖励机制。

最后，上涨的能源价格和工艺技术的进步，有助于进一步驱动市场加大对再生铝的需求。对能源消耗较低的产品——再生铝，在能源价格居高不下的当下，只要产品具有相同的功能和性能，就会显得更具竞争力。在过去的30年里，工艺技术的进步，使铝的回收成为一个闭环系统。这表明，合金可以回收并再生成一样的合金。从前，铝被视为“下游回收再生”，在回收再生的过程中，造成不需要溶剂污染的一种现象。再生铝只能用来加工高合金化铝合金，其更能“耐受”有害元素。例如，传统上，再生铝大多用于铸造产品。例如，汽车部件、家用电器、工具和工程设备。然而，在过去的20年里，再生铝的使用延伸到几乎所有合金系列、产品范畴和市场的各个领域。据最近的一个由铝协会开展的生命周期评估（LCA）调查显示，大多数半加工产品含有超过50%的再生铝。

机遇与挑战

展望铝回收利用的光明未来，一个挑战是，废铝原材料的来源。正如先前所提及的，原材料可供应性的增加主要来自退役的产品。这种可供应性是可预见的。然而，实际回收这种废料是另一回事。每年，有太多的铝被回填土地，这些铝就不能再被回收。

材料的损失问题在于回收利用价值链中的各个部分一直是脱节的。主要体现在三个部分，即废料产生者收集商、加工商和新材料市场的回收商。在这三个方面，仅有回收者被认为是铝工业的一部分，确保实际回收的最重要方面是产生废料者。废品产生者有权控制废料的去向，包括回填土地。另一方面，废料收集商和加工商能影响废料的质量——是否被很好地分拣和干净与否。回收商负责采用一种有效的、对环境友好的方式。

重要的是，大多数脱节的，是废料产生者。在社会的工业和商业领域，例如，运输工业、建筑工业、公用事业、基础设施和加工工业，大多数产生的废料最终被回收利用。在社会的每个消费领域，由于数亿个单独的参与者参与，事情就变得更加复杂。在我们生活的社会里，没有足够的资金刺激每个消费者回收他们用过的产品，特别是如包装物、便携的电子产品、玩具和电池等产品。立法规章的欠缺，使事情变得每况愈下。最典型的范例或许是铝缸的回收。在美国，铝缸的回收率为60%，因此，在北美，每年有价值超过10亿美元的铝损失掉。采用适当的制度或市场刺激，可大大降低损失。

面对材料损失的挑战，铝工业已经做出较大的努力来鼓励回收，措施包括宣传活动、消费者教育，对个人行为的研究、立法者和非政府组织的协调。需要做大量的工作去获得大量使用寿命的珍贵材料，并使之用于未来一代产品。这既是一个巨大的挑战，也是一个伟大的机遇。只有通过更好的社会协调，才能使铝回收利用工业更好地为人类服务，并实现可持续发展。

另一个挑战是工艺技术的进步。材料回收在传统上被认为是一个低技术含量的过程，因此，往往为研究和创新机构所忽视。这一状况应当在21世纪有所改变。假如我们面对自然资源的挑战，铝回收再利用工业的发展已经证明，技术总能驱动更高效、更完善的回收，在铝回收利用价值链的每个阶段，都蕴含着巨大的商机。例如，在消费电子产品的传感定位和跟踪技术领域的发展已经开启了未来铝废料回收的收集和分拣的许多可能性。目前，已经有这样的技术被用于铝的回收利用工业。例如，近红外线X光系统，其设计用来分辨和分拣出铝废料中的污染物。又如，手持X光荧光装置可帮助确定铝废料合金的种类和化学成分。在这方面进行技术强化，仍然大有潜力可挖。例如，未来铝产品可以有“身份证”；在它们被回收之前的所有生命周期里可以一直被跟踪，这样一个系统可大大改进铝回收再利用工业准确“开采”原材料和闭环回收的方式。技术发展的另一个领域是回收再利用的设计，包括开发更多的、环境友好的回收合金和设计产品。这样，它们能更容易被拆卸和回收。

工艺技术机遇的第三个领域是炉内技术。在过去30年里，取得了巨大的进步。今日的炉子比过去的炉子更加有效和干净，更加注意炉子中的不需要的污染物和化学成分的处理和排出。这样回收的铝能够具有严格要求的技术规范，最大限度地减少混合废铝料资源。

展望21世纪后期，铝回收利用的重要性日益凸显，铝工业改进实践的机遇将扩大。挑战将总是伴随着社会发展，挑战和机遇并存。只有抓住机遇，才能更好的发展铝回收利用工业。