二氧化碳排放方法的选择

铝产量

在正常操作中，铝在阴极产生，碳在阳极根据电解还原反应消耗:

2Al2O3 + 3C ^ 4Al + 3CO2

大部分二氧化碳排放是由碳阳极与氧化铝(Al2O3)的电解反应产生的。预焙碳阳极和索德堡糊的消耗是原铝生产过程中与二氧化碳排放相关的主要来源。与预焙阳极烘焙相关的其他工艺相关二氧化碳排放来源占非能源相关二氧化碳排放总量的不到10%。

导致二氧化碳排放的反应是众所周知的，通过碳阳极氧化铝还原和热加工氧化的基本电化学方程，排放与铝生产的吨数有非常直接的联系。这两个基本过程

燃烧产生的排放物化石燃料与原铝生产、铝土矿开采、铝土矿精炼和回收资源的铝生产有关的内容在卷2:能源中涵盖。此外，在第二卷中还包括了化石燃料燃烧生产铝所产生的电力的二氧化碳排放。

3包括点进给预焙和破碎预焙单元。

4 2004年IAI的一项调查发现，没有证据表明通过霍尔-赫罗特电解生产工艺冶炼原铝时会排放SF6。

生产二氧化碳的过程参数包括在生产设施的常规监测中，Prebake设施的净阳极碳消耗，或Soderberg设施的阳极膏消耗。

对于CO2排放量的计算，生产数据需要技术区分，如Soderberg或Prebake。对于Soderberg或Prebake技术的具体类型，没有必要进一步区分。

图4.11所示的决策树描述了选择适合各国国情的二氧化碳清单方法的良好做法。

图4.11原铝生产CO2排放计算决策树

图4.11原铝生产CO2排放计算决策树

注意:

1.参见国际铝业协会，《铝行业温室气体议定书》，2005年。

2.关于关键类别的讨论和决策树的使用，请参见卷1第4章，关键类别的方法选择和识别(注意关于有限资源的第4.1.2节)。

3.对于CO2排放量的计算，生产数据需要区分Soderberg或Prebake等技术。对于Soderberg或Prebake技术的具体类型，没有必要进一步区分。

注意:

1.参见国际铝业协会，《铝行业温室气体议定书》，2005年。

2.关于关键类别的讨论和决策树的使用，请参见卷1第4章，关键类别的方法选择和识别(注意关于有限资源的第4.1.2节)。

3.对于CO2排放量的计算，生产数据需要区分Soderberg或Prebake等技术。对于Soderberg或Prebake技术的具体类型，没有必要进一步区分。

二氧化碳排放的第一级方法

计算二氧化碳排放的Tier 1方法仅使用广义电池技术特征(Prebake或Soderberg)作为铝生产二氧化碳排放的低阶估计。考虑到与一级方法相关的不确定性，如果来自原铝的CO2是a，那么使用更高一级方法是一个良好的实践主要类别．

CO2总排放量根据公式4.20计算。

方程4.20

阳极和/或膏体消耗过程中的二氧化碳排放(Tier 1方法)

地点:

ECO2 =阳极和/或膏体消耗的二氧化碳排放量，吨二氧化碳

预焙技术特定排放系数(每吨铝生产的二氧化碳吨)

MPP =预焙工艺金属产量(吨铝)

EFS =索德伯格工艺特定排放因子(吨二氧化碳/吨铝生产)MPS =索德伯格工艺金属产量(吨铝)

第2级或第3级二氧化碳排放方法

对于预焙工艺和索德伯格工艺，二氧化碳排放量的计算采用了质量平衡方法，该方法假设净阳极消耗或膏体消耗的碳含量最终以二氧化碳的形式排放。用于预焙和索德伯格工艺的第2层方法都使用了典型的杂质工业值，而第3层方法使用了实际的杂质浓度。在第2层方法和第3层方法之间的选择将取决于在单个工厂级别是否有阳极或膏体组成数据。

预焙电池(CWPB和SWPB)的二氧化碳排放量:

根据公式4.21计算预焙单元的第2层和第3层方法的CO2排放量。第3层要求公式4.21中所有组件的特定运行设施数据，而第2层则基于某些组件的默认值。下面的4.4.2.2节提供了使用这些参数的更多详细信息。

方程4.21

预焙阳极消耗产生的二氧化碳排放(第2层和第3层方法)

地点:

ECO2 =预焙阳极消耗的二氧化碳排放量，吨CO2 MP =总金属产量，吨铝

NAC =每吨铝预焙阳极净消耗，吨C/吨Al Sa =焙烧阳极中硫含量，wt % Asha =焙烧阳极中灰分含量，wt %

44/12 = CO2分子质量:碳原子质量比，无因次

方程4.21应应用于全国各预焙冶炼厂，其结果加起来可得出全国总排放量。如果没有每个冶炼厂的灰分或硫含量数据，则可以使用混合的第2/3层方法。

用于生产烘烤阳极的化石燃料燃烧产生的排放在第2卷:能源中涵盖。然而，与阳极焙烧炉有关的二氧化碳排放的另外两个来源-焙烧操作过程中释放的挥发性物质的燃烧和焙烧炉包装材料(焦炭)的燃烧。公式4.22和4.23可用于计算这种排放

5有关应用这些方程估计挥发性物质燃烧排放的更多信息，请参阅IAI温室气体议定书(IAI, 2005)。

地点:

ECO2 =沥青挥发物燃烧产生的CO2排放量，吨CO2 GA =绿色阳极的初始重量，吨Hw =绿色阳极中的氢含量，吨BA =烘烤阳极产量，吨WT =收集的废焦油，吨

方程4.23

烘焙炉包装材料的二氧化碳排放(第2层和第3层方法)

ECO2 = PCC•BA•- pc pc•

100年12

地点:

ECO2 =烘烤炉包装材料的二氧化碳排放量，吨二氧化碳

PCC =包装焦消耗量，吨/吨BA

BA =焙烧阳极产量，吨

Spc =填料焦中硫含量，wt %

包装焦中的灰分，wt %

Soderberg电池(VSS和HSS)的CO2排放量:

Soderberg电池的Tier 2和Tier 3方法的CO2排放量根据公式4.24计算。第3层要求公式4.24中所有组件的特定运行设施数据，而第2层则基于某些组件的默认值。下面的4.4.2.2节提供了使用参数的详细信息:。

方程4.246

膏体消耗产生的二氧化碳排放(第2层和第3层方法)

1000 100 100

100 - BC•PC•MP•Sc + Ashc - MP•CD ^ 44

100 100 j 12

地点:

ECO2 =膏体消耗产生的二氧化碳排放量，吨二氧化碳

MP =金属总产量，吨Al

PC =膏体消耗量，吨/吨Al

CSM =环己烷可溶性物质的排放量，kg/吨Al

BC =膏体中粘结剂含量，wt %

一个可接受的替代方法是使用“沥青焦化”参数来代替从公式4.24中扣除Sp、Hp、Ashp和CSM的测量值或默认值。沥青焦化值是许多具有塞德伯格电解槽的设施的共同确定参数，ASTM D2416中描述了执行沥青焦化测试的标准方法。

Ashp =沥青灰分，wt % Hp =沥青中氢含量，wt % Sc =煅烧焦中硫含量，wt % Ashc =煅烧焦中灰分含量，wt %

CD =索德堡电池撇灰中的碳，吨碳/吨铝

44/12 = CO2分子质量:碳原子质量比，无因次

方程4.24应应用于国内使用索德伯格工艺的每一家冶炼厂，其结果相加可得出全国总排放量。如果没有每个冶炼厂的灰分或硫含量数据，则可以使用混合的第2/3层方法。

继续阅读:方法问题4521方法的选择

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