本书从国家和全球两个尺度构建了系统的铝的物质流分析框架，研究了铝在社会经济系统中的源与汇和全生命周期流动路径，探索了铝的物质流动规律与时空分布特征；结合生命周期评价方法，探讨了铝存量和流量变化及其驱动能源需求与温室气体排放的未来趋势和情景，提出了促进我国和全球铝工业节能减排、实现铝工业碳中和目标与可持续发展的建议。
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前言
第1章绪论1
1.1研究背景1
1.1.1铝工业规模迅速扩张导致了严峻的资源环境问题1
1.1.2气候变化背景下铝工业的低碳发展面临巨大压力3
1.1.3铝国际贸易的飞速发展致使国家间贸易摩擦加剧6
1.1.4城市矿产将超越铝土矿成为铝原材料的重要来源8
1.2研究问题的提出10
1.3研究目的、内容和意义11
1.3.1研究目的11
1.3.2研究内容11
1.3.3研究意义12
1.4本书的结构与技术路线12
第2章铝的物质流分析方法介绍14
2.1物质流分析方法简介14
2.1.1物质流分析方法概述14
2.1.2物质流分析的关键术语15
2.1.3物质流分析的基本步骤18
2.2金属元素的物质流分析模型19
2.2.1针对流量的静态模型19
2.2.2针对存量的静态模型21
2.2.3流量驱动的动态物质流分析模型21
2.2.4存量驱动的动态物质流分析模型26
2.3铝的物质流分析的研究进展27
第3章经济系统铝的生命周期流量与存量解析29
3.1铝的生命周期解析框架29
3.2铝的存量与流量的识别和分类30
3.3生产阶段含铝产品的识别与分类32
3.3.1铝土矿开采32
3.3.2氧化铝冶炼33
3.3.3原生铝电解34
3.3.4原生铝铸锭34
3.4加工与制造阶段含铝产品的识别与分类35
3.4.1铝合金的分类35
3.4.2铝半成品的加工36
3.4.3含铝最终产品的制造37
3.5使用阶段含铝产品的识别与分类38
3.6废物管理与循环阶段含铝产品的识别与分类38
3.6.1新铝废料的循环利用40
3.6.2旧铝废料的循环利用40
3.6.3铝的不断循环利用的有限性42
3.7铝在其生命周期中的损失43
3.8铝的全生命周期进出口44
3.9金属态铝的源与汇及其循环特征45
第4章中国铝的存量与流量分析47
4.1研究方法47
4.1.1系统边界的确定47
4.1.2流量的核算方法47
4.1.3存量的核算方法52
4.1.4数据来源与处理53
4.2流量及其结构的变化62
4.2.1产量及其结构的变化63
4.2.2进出口量及其结构的变化68
4.2.3表观消费量与净进口依存度的变化72
4.2.4损失量及其结构的变化81
4.3存量及其结构的变化84
4.3.1铝土矿存量及其减少量85
4.3.2在用存量及其增加量87
4.3.3损失存量及其增加量89
4.3.4国内总存量及其分布90
4.4本章启示91
第5章美国铝的存量与流量分析92
5.1研究方法92
5.1.1范围和系统边界92
5.1.2数据分类和准备92
5.2流量分析92
5.2.1铝的贸易量与组成分析94
5.2.2铝土矿和氧化铝的生产95
5.2.3进入加工环节的未锻轧铝96
5.2.4进入制造环节的铝半成品97
5.2.5铝在用存量的流入、流出及其变化98
5.2.6铝废料的回收99
5.2.7铝损失、出口的报废产品以及进入休眠存量的铝100
5.2.8美国社会经济系统铝的流入、流出和累积101
5.3存量分析102
5.3.1国内总存量及存量的不同分布102
5.3.2绝对和人均在用存量的数量与构成103
5.4本章启示103
第6章铝的全球物质流动网络分析105
6.1研究方法105
6.2铝产品的生产和使用模式以及国家和地区尺度的铝的物质流分析108
6.3含铝产品的贸易网络和贸易模式110
6.4基于贸易的全球铝的物质流网络及其影响111
6.5本章启示113
第7章全球各国铝在用存量的演化特征114
7.1研究方法114
7.2铝的在用存量和铝土矿储量116
7.3铝存量的历史演变特征120
7.4存量估计的不确定性123
7.5本章启示124
第8章铝的生命周期评价研究综述126
8.1铝的生命周期评价方法介绍126
8.2铝的生命周期评价研究现状评述128
8.2.1研究范围有限且系统边界各异128
8.2.2已形成行业级的通用清单数据128
8.2.3回收利用环节的环境负荷分配问题129
8.2.4多数仅关注能源和温室气体排放指标130
8.3现有研究结果存在较大差异的原因130
8.3.1系统边界的差异131
8.3.2行业级通用清单数据不准确132
8.3.3回收利用环节环境负荷分配方法的差异134
8.3.4评估使用阶段的收益方法的差异135
8.3.5是否纳入更多的环境指标136
8.4生命周期评价在解决铝行业的可持续发展问题中的优势和不足136
8.5本章启示137
第9章铝贸易的多维效应分析138
9.1研究方法139
9.1.1系统边界的确定139
9.1.2数据来源和计算方法139
9.2各国铝贸易的总体收益和贡献142
9.3资源维度143
9.4经济维度144
9.5能源和环境维度145
9.6贸易不平衡的原因147
9.7本章启示149
第10章中国未来铝的物质流情景分析152
10.1研究方法152
10.1.1系统边界的确定与存量和流量识别152
10.1.2模型计算与情景设置153
10.2中国未来铝的物质流变化特征157
10.2.1铝的物质流概况：1950～2100年157
10.2.2在用存量快速累积并在未来达到饱和158
10.2.3需求量快速增长预示着未来铝废料的大量产生159
10.2.4原生铝产量下降而再生铝产量增加160
10.3影响因素分析161
10.4中国进入废铝时代的挑战与机遇165
10.4.1原生铝产量即将达峰165
10.4.2中国即将进入废铝时代165
10.4.3中国铝贸易结构的变化166
10.4.4实现更可持续的铝的物质流166
第11章中国铝工业能耗和碳排放的情景预测168
11.1研究方法168
11.1.1系统边界的确定168
11.1.2计算模型169
11.1.3情景设置与数据来源169
11.2全生命周期铝存量与流量分析172
11.3全生命周期能耗情景分析174
11.4全生命周期碳排放情景分析176
11.5铝工业实现“双碳”目标的挑战与途径177
第12章全球铝工业能耗和碳排放的情景预测179
12.1研究方法179
12.2全球铝循环与碳排放量181
12.3全球人均铝在用存量182
12.4全球铝工业减排策略分析183
第13章铝及铝工业实现可持续发展的挑战和路径187
13.1铝及铝工业可持续发展面临的挑战187
13.1.1有限的铝土矿资源与持续增长的金属铝需求不相适应187
13.1.2提高物质福利与铝工业节能减排要求之间存在矛盾188
13.1.3垂直型国际分工和高生产集中度加重了贸易依赖，加大了供应风险188
13.1.4由产品差异导致的产业转移扩大了国家间不平等和全球环境影响188
13.1.5城市矿产储量持续增长，但回收利用水平亟待提高189
13.2对中国铝工业发展的启示189
13.2.1从全生命周期角度管理铝工业，提升资源效率，尽早实现“双碳”目标189
13.2.2推进铝工业产业升级，限制高资源、能源、环境强度产品出口191
13.2.3倡导和发展可持续消费，将中国铝在用存量控制在一定水平193
13.3对全球铝工业发展的启示194
13.3.1提升发展中国家铝工业技术水平，建立全球可持续生产方式194
13.3.2在全球范围大力发展再生铝产业，实现废铝高效利用195
13.3.3实现生活方式的可持续转型，降低铝的人均在用存量195
参考文献196
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