瑞格王天宁： 瞄准碳中和浪潮下绿色高端铝镁材料基地目标一路驰行

作者：蒹葭

 

去年10月以来，由于全球金属镁市场供应量紧缺和价格高涨，引发了德国甚至欧盟和国际镁协的一系列反应，把中国镁行业推到舆论的风口浪尖。究其原因是中国金属镁企业受中国环境改造和能耗双控政策叠加的影响，主产区产能放缓，促使整个市场进入供不应求的局面，致使国际金属镁价格波动巨大。这不仅说明金属镁的市场刚性需求大，也凸显了中国镁在全球镁行业的权重。

 

借着循环经济“碳中和”论坛的举行，笔者采访到了资深的业内专家，山西瑞格金属新材料有限公司副总裁兼首席战略官王天宁先生，请他来解读一下碳中和浪潮下，金属新材料行业的发展方向。

 

自20世纪90年代以来，在世界范围内，铝、镁作为迅速崛起的工程金属材料，每年以大于20%的速率连续保持快速增长，这在近代工程金属材料中是前所未有的。近年来，铝镁合金因其重量轻，比强度高，抗冲击能力强，抗电磁辐射能力强以及良好的导热性、充型流动性和可再生利用等一系列独特的优点，在航空航天、汽车、通讯和家电等行业的应用日益增多，近年来更是新能源汽车和电子通讯行业的首选材料之一，被誉为“21世纪绿色工程材料”。

 

我国铝资源和镁资源丰富，原镁是全球供应的第一大国，欧洲95%的金属镁来自于中国。但是金属铝和金属镁的生产过程和其他所有资源类产品生产过程一样，是一个高耗能的生产过程，并伴有大量的工业污染物。目前，整个行业还停留在比较简单粗犷的生产方式和管理模式，在全球供不应求的大背景下，大多数企业尚未考虑是否需要转型升级。但王天宁认为传统工业时代已渐渐落幕，一个新的工业时代正在开启，碳中和是天下大势，是一个巨大的潮流，既深刻全面地影响着全球经济政治的未来，也剧烈冲击着当前，是工业革命以来发展方式的根本改变，是人类历史发展中极其精彩和壮烈的发展阶段。中国在2020年联合国大会上已经庄严承诺2030年碳达峰、2060年碳中和。王天宁认为如何规范和实施环境治理和能耗双控是整个行业未来健康发展的重要一环，需要全行业去思考。瑞格金属要实现可持续发展、高质量发展，不但必须要立项，而且还要早日设计、早日建设、早日投入运行。

 

再生赋能，绿色循环

 

由于我国铝镁资源极其丰富，致使行业对再回收利用的重视程度一直不够，我国目前还未建立全面有效的镁合金回收标准。但随着我国绿色高质量发展战略的不断深入，再生铝合金、再生镁合金在新的时代面临着新的机遇，有着巨大的发展潜力和空间。

 

王天宁以金属镁冶炼过程为例，其中主要能耗和碳排放来自于镁矿石的高温分解，通常温度要求在1150~1200摄氏度之间，以及1200摄氏度的高温熔融环节。这些过程对煤炭天然气这样的传统能源消耗是巨大的，即使是行业内工艺水平领先的企业，要生产一吨原镁所需能耗折合标煤至少三吨，排放二氧化碳14吨。而以瑞格金属已有数据看，通过用镁废料和报废的镁合金零部件进行回炉重熔提炼，生产一吨再生镁锭的能耗和碳排放仅是由镁矿提炼镁的十分之一，而且其成本和质量远远优于镁矿产品。

 

瑞格金属库房堆放的废铝原料

 

瑞格金属的原料仓库中堆满了从全国各地回收的铝合金、镁合金废料，这些原料经过分拣之后，投入双蓄热式熔保炉中进行熔炼、提纯，浇铸成铝合金锭、镁合金锭，进入再生循环的生命历程。王天宁介绍，瑞格金属已在山西闻喜、山东滨州等地建设了再生铝循环生产基地，年可消化8.4万吨再生铝原料，这里面还不包括下游客户返给瑞格金属的对口料（生产过程中产生的边角料）。瑞格金属现在已为奔驰、宝马、通用、大众、长城、小米、小鹏、理想、蔚来等车企提供或共同研发免热处理的车用铝镁新材料。除车用配件之外，还有电池壳、手机外壳、电脑主板、无人机机架等产品，这些产品都是采用瑞格金属生产的再生铝镁合金材料制成的。

 

实施关键工程，实现清洁生产

 

王天宁仍以瑞格金属为例，到目前为止，瑞格金属已经投资5000多万元对环保设施进行了提标升级改造，相继对煤气站脱硫环保系统、还原车间环集烟气治理除尘系统和镁合金干法烟气环保系统进行了升级改造，同期在白云石回转窑生产现场安装了脱硝设施，是国内镁行业第一家采用回转窑脱硝工艺的企业。

 

2021年瑞格金属的重大工程是镁冶炼“还原工段烟气脱硝脱硫除尘”项目，总计投资2500万元，采用 SCR +SDS工艺，计划于2022年4月初改造完成，投入运行。王天宁介绍，待项目投入使用后，可实现氮氧化物排放低于50毫克/立方米，二氧化硫排放低于50毫克/立方米，颗粒物低于5毫克/立方米，远远低于国家限定的排放标准。本项目在国内镁行业中也属于先行者行列。

 

建设中的还原工段烟气脱硝脱硫除尘项目

 

瑞格金属近期另一项重大工程是新型竖式还原炉项目。项目于2021年12月立项，总计投资1.2亿元，将建设5台（套）新型竖式镁冶炼还原炉，总设计产能为年产3万吨金属镁，分两期建设。新型竖式还原罐工艺流程采用竖炉的炉形结构，蓄热与脉冲燃烧相结合的加热方式，同比现有的横式还原炉，具有节能降耗、提高产品质量、自动化程度高、劳动强度低、节省人工、减少占地面积等特点。待投入运行后，可以取得良好的环境效益和经济效益。仅从降碳角度来测算，每吨镁产品可节约1.5吨标煤，节能率达30%以上。目前，国内采用竖式还原炉的镁企业不到总数量的10%。

 

王天宁说尽管对于瑞格金属这类民营企业来说，项目投资巨大，投入之后的运行费用每年也将增加800万元以上，但是行动已经开始，时间刻不容缓！

 

废料再利用，破局“双碳”目标

 

积极探索工业废料的综合再利用。固体废料主要是还原炉炉渣、精炼炉渣。王天宁带领的研发团队目前的研究方向是用工业废料来生产空心砖和镁渣水泥等建筑材料。每1立方米空心砖可消耗0.5-0.6立方米的还原炉渣，年生产800万块空心砖可消耗24000t还原炉渣。而生产35万吨镁渣复合硅酸盐水泥，可处理15.75万吨镁渣。这些衍生产品的生产从根本上解决了镁业生产的固废污染问题，变废为宝，实现由资源经济向生态经济的彻底转化。

 

实现精准碳捕捉

 

加大对整个轻金属生产链中实现精准碳捕捉和存储的科技研发投入。目前国内碳捕捉技术处于实验探索阶段，但是实现精准碳捕捉是整个行业未来“双碳”“双控”管控措施的重要一环。王天宁的团队致力于增进全球行业间的沟通交流，合作研发碳捕捉技术，积极引进欧美先进的技术研究成果和重大项目，帮助瑞格尽快实现碳中和，并向全行业推广。

 

在瑞格金属近两年的重大项目中，公司已经加入了碳中和的管理方案，各项措施正在逐步落实。在全球知名的新能源汽车制造企业X公司新材料项目中，公司实现60%以上的原料来自于废料回收，再生产品质量完全符合客户要求，即降低了碳排放，还降低了生产成本，是当时所有投标企业中唯一使用再生原料技术的企业。

 

在VIVO的新材料项目中，公司首次对新研发的各项生产工艺改进流程进行了大规模的实际应用。新的回转窑脱硝工艺使得产能增加了50%，运行成本降低50%。而新升级的还原车间环集烟气治理除尘系统和镁合金干法烟气环保系统解决了尾气和粉尘污染的问题。公司不断在不同项目中实践新的双控方案，为客户提供最优解决方案的同时，寻找适合企业发展的“双碳双控”模式。

 

这不是一场短跑运动，而是一场长跑！王天宁带领团队坚定前行，继续瞄准高强高韧的轻量化铝镁合金材料，与下游制造业深度融合，强力推进产、学、研、用，夯实科研实力，精心打造一座集铝镁原材料生产、研发、再生循环、深加工一体化的高端铝镁产业基地和产业转型升级的示范模板，成为国内铝镁材料行业的‘小巨人’，行业减碳、降碳的绿色先行者。