بیش از 60 درصد برق صنعت آلومینیوم دنیا از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود

صنعت آلومینیوم امروزه حدود 3.5 درصد از کل انرژی الکتریکی تولید شده در جهان را مصرف می‌کند. با توجه به این سهم از مصرف انرژی این صنعت و تولید سالانه بیش از 55 میلیون تن آلومینیوم در سراسر جهان، هر ساله بیش از 450 میلیون تن گاز دی‌اکسید کربن وارد اتمسفر زمین می‌شود. عامل اصلی انتشار این حجم عظیم از گازهای گلخانه‌ای در صنعت آلومینیوم، مربوط به بخش تولید انرژی الکتریکی مورد نیاز این صنعت است که عمدتا از طریق سوخت‌های فسیلی (زغال‌سنگ و گاز طبیعی) به‌دست می‌آید. بررسی منابع تأمین‌کننده انرژی الکتریکی مصرف شده توسط این صنعت طی سال‌های گذشته، حاکی از سهم بیش از 60 درصدی سوخت‌های فسیلی است. با این وجود، شرایط کنونی و تغییرات آب و هوایی چنین رویدادی را نمی‌پذیرد. بدین ترتیب بهترین استراتژی‌ها در حال حاضر برای مقابله با انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از صنعت آلومینیوم، تلاش در کاهش مصرف انرژی الکتریکی نهفته است. این امر با در نظر گرفتن رشد قابل توجه این صنعت در سراسر جهان، در کنار هزینه‌های رو به افزایش تأمین انرژی در سال‌های اخیر، بیش از پیش باید مورد توجه قرار بگیرد. در همین راستا، نمودار 1 سهم منابع مختلف در تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز صنعت آلومینیوم جهان را به‌طور متوسط برای چند سال اخیر نشان می‌دهد.

با توجه به نمودار 1، مصرف انرژی الکتریکی در صنعت آلومینیوم به‌دلیل رشد ظرفیت‌های تولید این صنعت طی سال‌های مورد بررسی، افزایش یافته است. نکته قابل توجه افزایش سهم منابع سوخت‌های فسیلی همچون زغال‌سنگ و گاز طبیعی برای تولید برق مورد نیاز این صنعت است؛ از آن‌جا که عمده رشد ظرفیت تولید طی این سال‌ها، در چین و منطقه خاورمیانه بوده و عمده انرژی الکتریکی این دو منطقه از طریق سوخت‌های فسیلی (در چین از زغال‌سنگ و در منطقه خاورمیانه از گاز طبیعی) تأمین می‌شود، افزایش این سهم را می‌توان توضیح داد. با توجه به داده‌های نمودار 1، انرژی الکتریکی تولید شده از زغال‌سنگ به‌طور متوسط سالانه 10 درصد و گاز طبیعی 22 درصد رشد داشته است. میزان رشد سالانه مصرف انرژی الکتریکی تولید شده از نیروگاه‌های برق‌آبی و هسته‌ای نیز به ترتیب برابر با یک و 2 درصد بوده است.

با توجه به موارد بیان شده، بهینه کردن مصرف انرژی در سلول‌های احیای آلومینا امری ضروری برای واحدهای تولیدی خواهد بود تا نه تنها با کاهش هزینه‌های تأمین انرژی، هزینه‌های تولید را کاهش دهند، بلکه از انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز به مقدار قابل توجهی جلوگیری کنند. برای این منظور از مهم‌ترین استراتژی‌های بیان شده، کاهش اتلاف انرژی در سلول‌های الکتروشیمیایی است که از سطوحی همچون آند، کنداکتورهای آند، کنداکتورهای کاتد و دیواره‌های سلول را شامل می‌شود. علاوه بر مواردی که منجر به کاهش اتلاف انرژی در سلول‌های احیا می‌شود، روش‌های دیگری نیز در کاهش مصرف انرژی الکتریکی واحدهای تولیدی آلومینیوم نقش قابل توجهی را ایفا می‌کنند که از جمله آن می‌توان به استفاده از آندهای بزرگتر، استفاده از آندهای شیاردار برای خروج بهتر گاز و کاهش اثر آندی، انتخاب بهترین روش‌های میله‌گذاری آندها به‌منظور کاهش افت ولتاژ در قسمت کنداکتورها، استفاده از کالکتورهای جریان با سطح مقطع بیشتر و... اشاره کرد.

در میان شرکت‌های مختلف تولیدکننده آلومینیوم در جهان شاید به جرأت بتوان گفت که شرکت چینی چالکو، در زمینه کاهش مصرف انرژی پیشرو است. این شرکت در اواخر سال 2015، کاهش چشم‌گیری در مصرف انرژی به میزان 28.35 درصد برای تولید هر تن آلومینا و حدود 2.77 درصد کاهش مصرف انرژی برای تولید هر تن آلومینیوم اولیه گزارش داد.