В мире пока ещё не придумали технологии получения алюминия, которые были бы полностью «зелёными». Добыча бокситов, их транспортировка, переработка глинозёма, электролиз, для которого чаще всего используется угольная и газовая генерация, — все эти процессы сопровождаются выбросами парниковых газов.
Поэтому любые новости о появлении экопродуктов вызывают в отрасли большой интерес. В конце прошлой недели один из крупнейших мировых производителей алюминия «Русал» запустил производство литейных сплавов с ещё более низким углеродным следом из алюминиевого лома для автомобильной промышленности. Такие сплавы уже используются в производстве алюминиевых дисков и конструкционных компонентов.
Материал называется PEFA (Primary Equivalent Foundry Alloys, то есть «эквивалент первичного литейного сплава»). «Русал» начал производство PEFA с использованием 20% вторичного сырья в начале 2023 года и постепенно наращивал в сплаве долю переработанного металла. Теперь на Иркутском алюминиевом заводе объём вторичного металла составляет до 40%.
Литые слитки низким содержанием примесей, улучшенными механическими свойствами и однородностью структуры материала. Изделия демонстрируют повышенную стойкость к воздействию агрессивных сред, коррозии, способность выдерживать высокие нагрузки и могут долго использоваться без значительных потерь эксплуатационных качеств.
При производстве изделий в алюминий могут внедряться различные добавки для производства сплавов, обладающих необходимыми качествами
Сплавы PEFA обладают сопоставимыми по сравнению с первичными литейными сплавами техническими и эксплуатационными характеристиками. Они полностью соответствуют мировым стандартам и требованиям производителей колёсных дисков и компонентов для автопрома по углеродной нейтральности.
Метод PEFA
Технология проста: потребительский алюминиевый лом добавляется в расплав алюминия с низким углеродным следом ALLOW. Главной особенностью такого алюминия является очень низкий объём выбросов углекислого газа в процессе производства. Он составляет не более 3 тонн СО2-эквивалента на тонну алюминия, это в несколько раз ниже среднего в индустрии, что подтверждает независимая верификация авторитетных международных экспертов, а близкий к нулевому углеродный след лома делает этот показатель ещё ниже. Это преимущество обеспечивается несколькими факторами. Главный заключается в том, что сегодня более 90% алюминия «Русала» производится с использованием электроэнергии из возобновляемых источников: её поставщиками выступают гидроэлектростанции Сибири.
«Русал» увеличивает ассортимент продукции под брендом ALLOW на фоне высокого спроса на литейные сплавы с низким углеродным следом, в том числе со стороны крупнейших мировых производителей автокомпонентов. Одновременно с этим компания расширяет вовлечение в переработку потребительского лома, что является важным элементом декарбонизации и экономики замкнутого цикла.
Специалисты научно-исследовательских центров «Русала» постоянно разрабатывают новые продукты семейства ALLOW, от колёсных и поршневых сплавов до сплавов для литья и автомобильных конструкционных компонентов, а также для других отраслей промышленности, и оказывают техническую поддержку клиентам компании, предлагая уникальные решения в рамках НИОКР.
Будущее за рециклингом алюминия
Алюминиевые сплавы широко используются в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам — лёгкости, прочности, коррозионной стойкости и отличной обрабатываемости. Однако стоимость первичного алюминия достаточно высока, что делает производство изделий из чистого алюминия экономически невыгодным. Для снижения себестоимости и повышения экологичности производства производители активно используют добавки вторичных металлов — переработанные отходы металлургии, стружку, лом и другие материалы. Поэтому использование вторичных материалов позволяет значительно снизить затраты на сырьё, уменьшить потребление энергии и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду.
Для производства одной тонны алюминия требуется две тонны сырья
Неоспоримо, что сегодня рециклинг играет одну из ключевых ролей в сокращении углеродного следа по всем цепочкам поставок и достижении устойчивого развития в долгосрочной перспективе.
Как устроен рециклинг алюминия?
1. Сбор и сортировка: сбор использованных алюминиевых изделий и разделение их по категориям (например, банки, фольга, профили).
2. Очистка: удаление загрязнений, красок, покрытий и других материалов, которые могут повлиять на качество конечного продукта.
3. Плавление: плавка очищенного лома в специальных печах при температуре около 700 °C.
4. Формование: полученный расплавленный алюминий разливается в формы для изготовления слитков, листов, проволоки и других полуфабрикатов.
5. Контроль качества: проверка готового материала на соответствие стандартам качества перед отправкой потребителям.
Пока на вторичный металл приходится около четверти глобального потребления алюминия. Эксперты не исключают, что уже к 2030 году доля на мировом рынке «зелёного» алюминия может вырасти до 40% и больше. Согласно оценке ведущего отраслевого портала AL Circle, мировое потребление такого металла к этому времени достигнет почти 36 млн т при среднегодовом темпе роста 3,65%. К примеру, в Китае, как ожидается, оно превысит 15 млн т, а в Европе — 7 млн т.
Ведь переработка алюминиевого лома экологична и экономически выгодна. Для неё требуется в 20 раз меньше электроэнергии, чем потребляется при электролизе в производстве первичного металла. Выбросы парниковых газов при этом составляют всего 0,5 т CO2-эквивалента на тонну вторичного металла, в то время как в среднем в мире на тонну первичного алюминия выделяется 12 т CO2.
По оценкам, три четверти когда-либо произведённого в мире алюминия продолжает использоваться по сей день, причём значительная его часть прошла через переработку. Например, алюминиевую банку называют самой перерабатываемой тарой на планете: 70% использованных банок собирается, переплавляется и «перевоплощается» в новых алюминиевых изделиях.
Плюсы алюминиевых сплавов с вторичными металлами
Экономическая выгода
Использование вторичных металлов снижает стоимость конечного продукта, поскольку переработка отходов дешевле добычи и переработки руды. Это особенно актуально для массового производства деталей автомобилей, самолётов, строительных конструкций и бытовой техники.
Экологическая эффективность
Вторичная переработка алюминия требует примерно 5% от энергии, необходимой для производства первичного алюминия. Таким образом, использование вторичных металлов существенно сокращает выбросы углекислого газа и уменьшает нагрузку на природные ресурсы.
Улучшение механических свойств
Правильно подобранная комбинация компонентов (например, кремний, магний, медь, цинк) улучшает механические свойства алюминиевого сплава: повышает прочность, износостойкость, сопротивление коррозии и способность выдерживать высокие температуры.
Широкая область применения
Сплавы алюминия с вторичным металлом находят применение практически во всех сферах современной промышленности:
- Автомобилестроение (детали кузова, двигатели);
- Авиастроение (обшивка самолётов, конструкции крыльев);
- Строительство (оконные профили, фасадные панели);
- Электротехника (провода, корпуса приборов);
- Бытовая техника (корпуса мобильных устройств, холодильники, стиральные машины).
Егор Петров
