镁冶金流程资源、能源消耗与温室气体减排的交互作用机制

Reducing the greenhouse gas (GHG) emissions in magnesium metallurgical process is one of the main goals of Chinese magnesium industry dealing with climate change and implementing the sustainable development. The interaction mechanism on resources, energy consumption and greenhouse gases emission reduction in magnesium metallurgical process could provide the basic theoretical guidance for the technology options and the improvement of magnesium metallurgy. However, the related researches at present are still in the beginning stage. In this project, a factor analytical model will be built as the beginning point from the key processes of magnesium metallurgy to explore the common characteristics and influential factors of GHG emissions and to quantify the importance degree of those factors. A new model for the interaction is presented to explain the interaction mechanism on the GHG emission and the influential factors. This new model will also further analyze the elasticity and sensitivity of GHG emissions associated with the change of the main influential factors including the adjustment of energy consumption structure and the implementation of advanced technology. Based on the trend of development of the advanced technologies and the specific objectives of energy-saving and emission reduction, an interaction simulation and optimization model is built to explore the optimal model of GHG emissions reduction of magnesium metallurgical process that suits Chinese national conditions. And an interaction mechanism of the energy used scientifically and the emission reduction maximized in magnesium metallurgical process will be set up to provide a theoretical foundation and a scientific analysis method for the demands of the scientific and technological developments such as energy-saving and emission reduction and dealing with climate change in China magnesium industry.

减少镁冶炼过程的温室气体排放是镁工业应对气候变化、实现可持续发展的主要目标之一。镁冶金流程资源-能源-温室气体减排交互作用机制的建立能够为镁冶金技术的选择与改进提供基础理论指导，但目前相关研究还处于起步阶段。本项目以镁冶金关键过程为切入点，建立因素分析模型，凝练出影响温室气体排放且具有共性特征的主要因素，并量化其重要程度；建立交互作用分析模型，深入研究温室气体排放与主要影响因素的交互作用机理，分析能源结构调整及先进技术的实施等主要影响因素的变化对温室气体减排的弹性和敏感性。研究立足于中国镁生产实际情况并结合先进技术的发展趋势和节能减排的具体目标，通过构建交互作用模拟与最优化模型，探索适合中国国情的镁冶金过程温室气体减排的最优化模式，形成镁冶金流程用能科学化与排放最小化的交互作用机制，为我国镁工业节能减排、应对气候变化等科技发展需求提供基础理论依据和科学的分析方法。

减少镁冶炼过程的温室气体排放是镁工业应对气候变化、实现可持续发展的主要目标之一。由于原镁生产能耗的负面评价，以及镁产品温室气体排放数据的缺失，已使我国镁企业在国际市场上的产品推广和环保形象处于非常不利的地位。.本项目以镁冶金关键过程为切入点，计算编制了2003年—2013年中国镁冶金流程温室气体排放清单，确定了原镁生产关键过程温室气体的排放源。构建了因素分析模型，确定了能源强度、排放强度、生产规模和能源结构等主要影响因素的关联和排序，并分析了能耗相关温室气体排放影响因素的年度效应和综合影响；建立了交互分析模型，量化了温室气体排放与主要影响因素的交互作用。原镁生产的温室气体排放已从能源消耗型转变为资源消耗型，资源消耗排放的温室气体已取代能源成为原镁生产温室气体排放的最主要来源；通过建立能耗相关温室气体排放、产量和能耗的时间序列弹性分析模型，分析了三者之间的弹性分布和变化规律。对气体燃料和电力的温室气体排放因子进行了敏感性分析，确定了排放结果的变化范围，保证了评价结果的可靠性；计算了电解法炼镁工艺在不同防燃氧化保护介质下的温室气体排放清单，分析了电解法能耗构成和各工艺过程温室气体排放贡献率；构建了蒙特卡罗不确定性与最优化模型，对资源、能源等主要参数的不确定性进行模拟，计算得到了主要影响因素的均值及置信区间，获得了2017年—2030年中国皮江法和电解法工艺吨镁温室气体排放预测数据；结合镁冶金先进技术发展趋势及节能减排的具体目标，研究了最佳技术方案，中等效率技术方案和低效率技术方案对温室气体减排的效果。.本项目研究通过系统化建模，分析和预测了温室气体减排的潜力和效果，提高了评估结果的可信度，探索了镁生产温室气体减排的最优化模式，形成了镁冶金流程用能科学化与排放最小化的交互作用机制，为我国镁工业节能减排、应对气候变化等科技发展需求提供了基础理论依据和科学的分析方法。