矿产企业碳中和实现路径研究：以江西铜业为例.pdf

2023 年第 10 期2023 年 10 月近年来，随着世界工业的迅速发展，空气中碳浓度逐渐严重升高，诱发一系列环境问题，危及人类的生存环境。因此，如何帮助高碳排放企业尽快完成低碳转型成为当前亟待解决的问题。基于此现实，本文以低碳转型较为成功的江西铜业集团（以下简称“江西铜业”）为案例企业，对其碳中和实现路径展开系列研究，对矿产企业低碳转型具有一定的借鉴价值和参考意义。1研究背景1.1研究价值与意义研究碳中和实现路径具有极其重要的理论价值。一方面，研究结果可为相关学者提供有关能源利用效率理论研究的参考和其他有关领域研究的理论依据，促进相关学科的发展；另一方面，对江西铜业碳中和实现路径的研究可以为矿产企业实现碳中和的研究提供参考。开展碳中和实现路径研究具有举足轻重的实践意义。对于江西铜业碳中和实现路径的具体研究，首先可以帮助相关工作者评估和确定减少碳排放的途径，快速找到最有效和最可行的减少碳排放的方法，从而实现减少碳排放的目标；其次，可以帮助识别减少碳排放的最佳途径，指导政策制定，为政策制定者提供指导；再者，可以提升企业和公众对环境问题的认识，向企业和公众展示具体的碳减排路径，提高公众对环境问题的关注度。综上，对碳中和实现路径开展研究，对于提高能源利用效率、促进环境保护和解决全球气候变暖等问题具有极其重要的现实意义。1.2文献综述1.2.1碳中和研究碳中和目标已上升为国家战略目标。关于碳中和的研究大多集中在以下三方面：1)关于碳中和影响因素的研究。该类研究总结了在能源、技术和经济维度影响碳中和的主要因素。2)关于碳中和实现路径的研究。王利宁等1总结出，实现碳中和目标，需要工业部门及工业用能发生深刻变革，建筑用能低碳转型中结构优化作用更加突出，交通用能多元化格局需加快形成，2050 年电力部门基本实现净零碳排放的碳中和行业发展布局。3)一些研究还对碳中和目标下行业发展的挑战与机遇进行了讨论，比如电力行业、交通行业、建筑行业以及煤炭行业等。DENG X 等2总结了各国提出的碳中和有关目标以及实现途径。国际方面，WANG C 等3总结出从碳中和目标和战略文件来看，各国尚未就碳收稿日期：2023-02-24第一作者简介：高秀春，2002 年生，女，浙江湖州人，在读本科生，主要从事碳核算体系方面的研究。矿产企业碳中和实现路径研究：以江西铜业为例高秀春，臧菁诚，李湘，李佳怡（江西财经大学，江西 南昌 330013）摘要：金属矿产行业作为实现碳达峰碳中和目标的重要责任主体袁 在面临诸多挑战的同时也会迎来更多的发展机遇遥调研了江西铜业集团的碳中和实践遥 该集团通过应用低碳技术袁 改进能源结构并且采取数智赋能管理控碳行动袁 探索出有色矿产企业的节能降碳新路径袁 推动行业向创新驱动型及低碳集约型转变袁 为行业实现碳中和提供探索经验遥关键词：碳中和曰 矿产企业曰 实现路径曰 江西铜业中图分类号：X322文献标志码：A文章编号：2095-0802-(2023)10-0064-03Path of Realizing Carbon Neutrality in Mineral Enterprises:A Case Study ofJiangxi Copper Industry GroupGAO Xiuchun,ZANG Jingcheng,LI Xiang,LI Jiayi(Jiangxi University of Finance and Economics,Nanchang 330013,Jiangxi,China)Abstract:As an important subject responsible for achieving carbon peaking and carbon neutrality goals,the metal mineralindustry will face many challenges,but also usher in more development opportunities.The carbon neutrality practice of JiangxiCopper Industry Group was investigated.Through the application of low-carbon technologies,improving the energy structure andadopting data-intelligent management and carbon control actions,the Group has explored a new path of energy conservation andcarbon reduction for non-ferrous mineral enterprises,promoted the industry to be innovation-driven and low-carbon intensive,and provided exploration experience for the industry to achieve carbon neutrality.Key words:carbon neutrality;mineral enterprise;realization path;Jiangxi Copper Industry Group（总第 217 期）能源产业642023 年第 10 期2023 年 10 月中和目标表述达成共识，已有表述主要包括“气候中性”“碳中和”“净零排放”以及“净零碳排放”。1.2.2碳中和实现路径研究从现有研究来看，最近 30 年学术界对碳中和管理策略和技术问题均有广泛研究。管理领域学者提出了许多碳中和的管理方法，郑慧瑾等4提出在推进实现碳中和目标的过程中，要从生产源头加强管控，碳排放企业肩负着重要的历史使命和责任，构成碳中和目标达成的重要力量。新时代企业高质量发展研究中心课题组5从工商管理的视角切入，紧扣确碳、减碳、抵碳、披碳、激碳的关键管理问题，构建企业碳中和责任的确认、减排、抵消、披露和反馈机制，提出了企业碳中和战略的新路径。从现有的研究行业来看，碳中和战略实践多应用于电气行业及钢铁制造行业，而本文将探讨矿业行业的碳中和战略实践。卞希栋6为煤炭企业 JF 公司提供了总体绿色发展战略规划；王震等7建议国内石油企业通过聚焦核心油气业务，优化上游资产布局，围绕碳达峰碳中和目标确立顶层设计与行动方案，跟踪研究低碳业务国际化布局开展情况，评估碳中和愿景指导下的战略调整，重点关注主要低碳技术企业的全球市场开拓策略。2碳中和概念的理论概述2.1碳中和概念碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的 CO2或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的CO2或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。2.2碳中和路径中国工程院提议的多条碳中和实现路径中，与金属制造业紧密相连的就有三条，分别为：提升经济发展质量和效益，以产业结构优化升级为重要手段实现经济发展与碳排放脱钩；打造清洁低碳安全高效的能源体系；以电气化和深度脱碳技术为支撑点，推动工业部门有序达峰和渐进中和。3江西铜业案例介绍3.1江西铜业概况江西铜业于 1979 年 7 月成立，作为中国有色金属行业中集铜采选冶于一体、现代化程度最高的国有特大型企业，是中国第二大铜工业生产基地，还是黄金、白银与硫化工原料产地。公司主要产品有阴极铜、硫酸、黄金、白银、硫精矿、铜材及稀贵金属等，在这之中，“贵冶牌”电铜是伦敦金属交易所（London Metal Exchange,LME）的注册产品，“贵冶牌”硫酸是国优金奖产品。公司产品拥有广大的国内外市场。出口地区分布美国、日本、欧洲和东南亚，并与 30 多个国家和地区在技术、经济、贸易上进行合作。3.2江西铜业碳中和战略规划为顺应国家碳中和战略号召，推动本企业绿色低碳高质量发展，江西铜业于 2022 年出台 江铜集团碳达峰碳中和战略规划，依据先前数据进行科学测算，提出了 3 个时间节点的具体目标，即：到 2025 年，能效水平和碳排放强度达国内行业领先水平；到 2030年，冶炼能效水平和碳排放强度达国际先进水平；2060 年之前，全面实现绿色低碳循环发展，能源利用效率和碳排放强度达国际领先水平，成为世界有色产业产业链高端化的引领者、供应链低碳化的推动者、价值链绿色化的先行者。为实现战略目标，江西铜业将重点任务落实在低碳技术创新脱碳行动、能源结构优化零碳行动、循环经济协同降碳行动、数智赋能管理控碳行动四项重点行动纲领上，并且辅助以构建绿色供应链行动，拓展绿色投融资行动、完善碳排放管理行动等途径，在坚持协同发展、创新引领、试点示范的方向中促进碳中和碳达峰的实现。3.3江西铜业碳中和的发展方向在碳中和背景下，铜金属需求量有望大规模扩增，江西铜业发展前景璀璨。碳中和的政策路径之一是电力深度脱碳，大力发展非化石能源。碳中和对于的铜需求主要可以分为两个方向，即发电侧和用电侧。在发电侧，化石能源将被以光伏和风能等为代表的新能源代替，以此重新构建电力系统，光伏和风电装机总量提升，对铜消费构成重大利好，铜作为电力传输最佳材料，需求增幅大；在用电侧，新能源汽车行业迅速崛起，新能源汽车尤其是电动汽车的核心部件较传统内燃机汽车对铜金属的使用量更大，新能源汽车的迅速增长与其充电桩的建设使得铜金属需求量增加。因此，主动抓住碳中和建设这一发展机遇，提供充足的铜供应以满足新能源用电侧和新能源汽车发电侧铜需求，将被纳入江西铜业持续建设的方向与战略规划。抓住这一机遇，江西铜业能在推动自身经济建设的同时推动社会建设。3.4江西铜业在碳中和中面临的挑战碳达标碳中和前景璀璨，但江西铜业在此道路上仍面临挑战。从标准化来看，现今产业链上下游对绿色指标的要求还未形成统一的硬性标准和要求，实现生产标准统一化以对标国际迫在眉睫；从交易途径来看，江西省绿色能源较少，缺乏相应交易平台，交易缺乏有效途径；技术层面而言，绿色能源替代开发和运用技术瓶颈待进一步突破。高秀春，等：矿产企业碳中和实现路径研究：以江西铜业为例652023 年第 10 期2023 年 10 月4江西铜业碳中和实现路径分析4.1低碳技术创新脱碳行动用技术创新助推污染防治水平提升。在国内首家采用废水硫化提铜、HDS（High Density Sludge，高密度泥 浆）技 术、生 物 制 剂 除 COD（Chemical OxygenDemand，化学需氧量）技术、含铜废石生物提铜技术；冶炼烟气采用有机胺脱硫技术、废水电化学处理技术、含砷废渣 As2O3生产技术等，使公司污染防治水平得到大幅提升。所有矿山和冶炼厂污染防治系统完备，公司工业水复用率由“十一五”末的 85.50%提高到目前的 95.67%，主要污染物排放指标低于国家标准 50%以下，SO2排放量、COD 大幅下降。江西铜业以循环经济的理念，对生产过程中的废石、废水、废气、废渣等全部进行资源化利用，挖掘资源最大价值，形成废渣选铜、尾矿选铜、废石堆浸出提铜、废水提铜、烟气制酸、余热发电等多条“三废”循环利用可持续发展产业链。首创废水硫化提铜技术，国内首家完成高品位硫精矿浮选、高品位硫精矿制酸直接产出铁精矿，实现全过程无废生产。大力发展生态修复技术。应用“高陡岩质边坡复垦”“原位基质改良+直接植被技术”“挂网混喷植生”“连续喷丝固土植生”“纯尾砂无土植被恢复”等多项生态修复技术。截至目前，下属矿山企业生态复垦面积超 11 km2，85%以上可复垦废弃地都进行了生态恢复，冶炼企业空地基本实现 100%绿化。4.2能源结构优化零碳行动江西铜业贵溪冶炼厂、金德铅业、德兴铜矿新技术厂先后实施煤、油改气技术改造，取得明显节能减排效果。贵溪冶炼厂以天然气为燃料替代现使用的重油、液化石油气、轻柴油和煤等燃料，改造后节约16 120 吨标准煤/年；金德铅业改造后，精炼车间电铅能耗降低 40%以上；永平铜矿利用排石场建设 20 MW光伏发电，年发电约 2.2107kW h，每年可节约标准煤约 2 703 t，减排 CO2约 14 214 t。2022 年，江西铜业南昌产业园各单位通过合同能源管理模式与第三方光伏投资公司合作开发屋顶光伏项目，预计建设规模达 11 MW，年发电在 1.1107kW h以上。4.3数智赋能管理控碳行动在数字智能设施赋能管理控碳行动方面，公司利用数据分析和数字技术，主要从数据采集、数据分析、解决方案优化和方案执行 4 个维度进行数字化智能升级，提高组织的碳排放效率，减少碳排放量。数智赋能管理控碳行动实现图如图 1 所示。首先，系统前端会收集能源使用情况、生产过程中的能源消耗、排放源等相关碳排放数据，并时时将数据流传递给分析层进行解析处理。数据分析系统利用大数据分析技术和人工智能技术，对收集的数据进行深入分析，找出对碳排放量产生影响的因素。之后，系统会根据数字化分析的结果，设计数字化解决方案，并决定是否需要采取提高能源效率、优化生产流程、替代碳密集型能源等措施以减少碳排放量。最后，将结果反馈至终端，系统使用数字化技术实现数字化解决方案，并通过实时监控碳排放情况，确保碳排放量的有效减少，完成数字化执行过程。此过程循环往复，形成良性闭环循环。江西铜业正是通过上述数智赋能管理控碳行动，达到更有效地控制碳排放量的目的，实现更高效、更环保的经营管理。5研究结论与建议5.1研究结论江西铜业通过以下 3 个途径完成碳中和转型。首先，江西铜业不断推进技术创新，大幅提升了污染防治水平；同时江西铜业坚持循环经济理念，实现全过程无废生产；而先进的生态修复技术，则让江西铜业对 85%以上可复垦废弃地都实现了生态恢复，冶炼企业空地基本实现 100%绿化。其次，进行能源结构改造，江西铜业的主要技术工厂先后实施煤、油改气技术改造，取得了明显的节能减排效果。最后，用数智赋能管控碳排放，公司利用数据分析和数字技术，进行数字化智能升级，提高组织的碳排放效率，成功减少了碳排放量。5.2建议5.2.1加快相关绿色指标标准制定矿产产业链对绿色指标的要求还未形成统一标准和硬性规定，加快相关标准制定可以提高矿产企业绿色环保意识，督促更好地减排。5.2.2试点建立碳交易场所江西省绿色能源较少，缺乏相应交易平台，交易缺乏有效途径。试点建立碳交易场所，让矿产企业意识到减少碳排可以获取一定的经济利益或税收优惠。数字化分析数据采集数字化解决方案数字化执行（下转第 70 页）图 1数智赋能管理控碳行动实现图662023 年第 10 期2023 年 10 月5.2.3加大扶持绿色能源开发及运用相关技术技术开发前期需要大量投入，企业凭借自身资金难以承担。政府加大对技术开发的扶持，可以激励企业对技术的创新。6结束语江西铜业可从以上路径入手，制定系统的实施方案，使矿山开发与生态环境保护和谐统一，实现绿色低碳发展。研究为其他矿产企业提供了范例，也可以为中国矿业转型升级和碳中和目标的实现提供参考。后续研究可拓展样本范围，深入评估不同措施的成本效益，也可探讨促进路径实施的政策建议。参考文献：1 王利宁，彭天铎，向征艰，等.碳中和目标下中国能源转型路径分析 J.国际石油经济，2021，29(1)：2-8.2 DENG X，XIE J，TENG F.What is carbon neutrality?J.Cli原mate change research，2021，17(1)：107-113.3 WANG C，ZHANG Y X.Implementation pathway and policysystem of carbon neutrality vision J.Chinese journal of en原vironmental management，2020，12(6)：58-64.4 郑慧瑾，罗婧璇，贾明.从源头和入口形成有效的碳排放控制阀门 EB/OL.(2021-10-29)2023-02-20.http：/ 新时代企业高质量发展研究中心课题组.中国企业的碳中和战略：理论与实践 J.外国经济与管理，2022，44(2)：3-20.6 卞希栋.碳中和目标背景下 JF 公司绿色发展战略与路径选择研究 D.徐州：中国矿业大学，2021.7 王震，和旭，崔忻.“碳中和”愿景下油气企业的战略选择 J.油气储运，2021，40(6)：601-608.（编辑：高志凤）油田还没有专门的利用热水驱油。地热水驱油的基本原理为：利用深层的高温地热资源，把深部的高温流体注入浅部油层，降低原油黏度，提高原油的流动力。地热水驱油具有安全节能，减少 CO2排放等优点，应用前景十分广阔。4.2海上地热发电根据调研结果显示，中国海油湛江分公司、中国海油深圳分公司、中国海油天津分公司总用电量为2.16109kW h，用电支出成本约 1.57109元，平均电成本 0.73 元/（kW h）。地热发电是以地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电清洁环保，且发电成本比火电、水电低。渤海海域具有丰富的地热资源12-15，利用地热发电给海上平台供电，不但解决了海上平台用电问题，而且高效节能。5结论1)渤海海域新生界是其主要的热储层，主要包括古近系孔店组、沙河街组、东营组，新近系馆陶组、明化镇组和第四纪地层。热储的孔-渗等储层物性条件较好。2)渤海海域地热资源丰富，地温梯度 2832/km，大地热流值变化范围为 33.584.0 mW/m2，平均为（60.88.7）mW/m2。全海域在 1000m，2000m，3000m，4 000 m 深度的温度分别为 4055，6090，90140，120160。3)采用热储体积法估算渤海海域新生界热储中储存的热量为 4.51021J，折合成标准煤为 1.61011t。4)渤海海域地热资源利用主要有地热水驱油和海上地热发电，可为海上稠油热采和海上平台用电提供支持，应用前景十分广阔。参考文献：1 王贵玲，张薇，梁继运，等.中国地热资源潜力评价 J.地球学报，2017，38(4)：449-450.2 陈墨香，汪集旸.中国地热研究的回顾和展望 J.地球物理学报，1994，37（suppl 1）：320-338.3 薛永安，柴永波，周园园.近期渤海海域油气勘探的新突破 J.中国海上油气，2015，27(1)：1-9.4 汤良杰，万桂梅，周心怀，等.渤海盆地新生代构造演化特征J.高校地质学报，2008，14(2)：191-198.5 周心怀，余一欣，汤良杰，等.渤海海域新生代盆地结构与构造单元划分 J.中国海上油气，2010，22(5)：285-289.6 朱伟林，李建平，周心怀，等.渤海新近系浅水三角洲沉积体系与大型油气田勘探 J.沉积学报，2008，26(4)：575-582.7 陈墨香，黄歌山，汪缉安，等.渤海地温场特点的初步研究 J.地质科学，1984(4)：392-401.8 肖卫勇，王良书，李华，等.渤海盆地地温场研究 J.中国海上油气（地质），2001，15(2)：105-110.9 邱楠生，魏刚，李翠翠，等.渤海海域现今地温场分布特征 J.石油与天然气地质，2009，30(4)：412-419.10 郭太现，苏彦春.渤海油田稠油油藏开发现状和技术发展方向 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