浅谈铝用炭素生产存在的问题和解决措施 

一、铝用炭素生产面临的主要问题

1.1 原材料供应不稳定性的影响

铝用炭素生产过程中，原材料供应的不稳定性成为行业发展的一大障碍，以石油焦和沥青焦为例，这两种主要原材料的供应起伏会影响到炭素制品的品质和成本。据相关统计，2019 年全球石油焦供应出现过显著短缺状况，造成铝用炭素生产成本上浮约 15% ，而且像中东地区紧张局势等地缘政治因素，常引发石油焦价格的大幅波动，这使得铝用炭素生产企业遭遇着极大的经营风险。为了应付这种情形，就要采用多种原材料采购策略，开发替代材料，用煤焦油沥青取代沥青焦等，以此来削减对单一种类原材料的依附，而且要创建起长期稳固的供应链合作关系，通过签订长期供货合同，来锁定价格和供应量，从而减小市场波动产生的影响。

1.2 生产过程中的环境污染问题

按照相关研究显示，铝用炭素生产过程中排放大量粉尘和有害气体，每生产一吨产品约排放 0.5 吨粉尘及一定量的挥发性有机化合物（VOCs），这些排放物既会影响大气质量，也有可能危害到周围居民的身体健康状况。2018 年的一项调查显示，铝用炭素工厂附近居民呼吸系统疾病发生率比远离地区高 20% 。同时，生产过程中产生的废水和固体废物也是环境治理的难题。借鉴“循环经济”理念，铝用炭素企业要采取更严格的环保举措，比如采用先进的过滤技术来削减粉尘排放，应用脱硫脱硝装置来管控有害气体排放，通过废水循环利用以及固体废物的资源化处理，达成生产过程的绿色化。

1.3 能源消耗与成本控制面临的挑战

铝用炭素生产过程中，能源消耗占全球能源消费的比例逐年增长大，电力及化石燃料的使用尤其突出，生产一吨铝用炭素产品，大概要耗费1500 千瓦时电力及大量石油焦，这种高能耗特征既造成生产成本上升，又加重了对环境的破坏。在成本控制上，企业可以采用精益生产的思想，通过改进生产流程，削减浪费，提升资源利用效率来缩减成本，比如，采用先进的自动化设备和信息技术，可以做到对生产过程的即时监测和经营，进而削减不必要的能源耗费和材料浪费，而且企业还可以执行能源审查，找出能源应用中的低效之处，进而采取相应的节能办法。采用可再生能源以及提高能源转换效率也可以有效控制成本，一些铝用炭素生产企业开始使用太阳能、风能等可再生能源代替一部分传统能源，不仅可以降低能源成本，而且也符合全球减排的趋势。

1.4 技术创新与设备更新滞后

铝用炭素生产领域里，技术创新和设备更新迟缓变成行业发展的一大障碍。按照统计，当下铝用炭素生产领域约 40% 的设备运行时长超出10 年，这使得生产效率低、维护费用高、故障频繁。某铝业公司阳极焙烧炉因技术老旧，致使能源耗费比国际领先水准高 20% 。技术创新迟缓不仅仅表现在设备老化方面，也表现在生产过程中对环境影响的控制技术上。传统的沥青烟气处理技术效率低，不能符合愈发严苛的环保标准，要应对这个难题，企业必须加大研发力度，采用先进的生产技术和自动化控制系统，从而提升生产效率和产品品质，还要借鉴精益生产等经营观念，削减能源浪费，做到成本控制。

二、解决措施与建议

2.1 原材料多元化及供应链优化

在铝用炭素生产当中，利用生物质炭、煤焦油沥青等新资源替代，减少对特定原材料的依赖，提升供应链灵活性。比如开展生物质炭的研发与应用试验，评估其在铝用炭素生产中的性能和成本效益，逐步扩大使用比例。

供应链优化策略需要企业使用先进的供应链管理模型，比如 VMI（供应商管理库存）或者JIT（准时制生产），以此来削减库存成本并加快反应速度，而且要创建起长期的合作关系，和供应商一同去研发新型材料，从而保证原材料的质量以及供应的稳定。

2.2 环保技术应用与污染治理方案

在铝用炭素的生产过程中，环保技术的运用以及污染处理方案是达成可持续发展的重要手段。随着越来越严苛的环保规定以及人们对环境质量的要求越来越高，企业必须采取有效措施来减少生产过程中产生的污染物排放，比如采用先进的烟气脱硫技术，降低二氧化硫含量，减少酸雨形成。按照国际铝业协会给出的数据，改良燃烧工艺并采用高效过滤系统，颗粒物排放量可以缩减 30% 以上。采用闭路水循环系统，一方面节约了水资源，另一方面也控制了生产过程中产生的废水排放。在污染治理上，可以参考“清洁生产”的概念，通过 LCA 模型，把产品的生产过程从原材料获取到生产、使用甚至废弃的全过程都纳入考量范围，从中找出可能存在的污染点加以消除。

2.3 能源管理与成本控制的优化策略

能源管理及成本控制是企业保持持续竞争力的重要部分，有关研究表明在铝用炭素生产过程中，能源成本占总成本的比重达 30% 到 40% ，所以改善能源使用效率并削减能源耗费是改善企业经济效益的关键途径。可采用先进的能源管理系统（EMS），依靠实时监测和数据解析，改进生产流程中的能源调配，缩减能源浪费，如通过安装智能电表和流量计，实时掌握各生产环节的能源消耗情况，及时发现能源浪费点并进行整改；运用智能传感器和自动化控制系统，可以准确控制炉温及生产线速度，进而削减不必要的能源耗费；采用节能型设备和工艺技术，改进后的焙烧炉，预热系统等，也能提升能源使用效率。就成本而言，要实行全面的成本管理策略，针对原材料、人工、维修等各项成本展开细致管理。

2.4 促进技术创新与设备现代化的策略

技术创新加上设备现代化，是改良产业竞争力，做到可持续发展的重要手段。参考德国弗劳恩霍夫研究所通过与工业界合作，开发出全新的炭素材料生产技术，极大地提升了生产速率和质量。铝用炭素企业也应当加大技术研发力度，形成同科研机构密切关联的合作形式，改进节能减排的新式工艺。同时引进自动化、智能化设备，比如机器人、传感器等，能够提升生产过程的精准度和一致性，缩减人力成本，削减人为错误。同时还要留意国际先进技术的发展走向，通过引进、消化、吸收再改进的办法，推动设备更新换代，保证生产技术同国际先进水平相一致。

铝用炭素生产行业面临诸多问题，但通过原材料多元化及供应链优化、环保技术应用与污染治理、能源管理与成本控制优化、技术创新与设备现代化、人才培养与团队建设等综合措施，可有效解决问题，实现可持续发展。企业应积极应对挑战，加大投入，推动行业向绿色、高效、创新方向发展。

参考文献：

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