1、鋼鐵工業(yè)CO2排放的計算須科學全球氣候變暖受到世人的關(guān)注，大氣中CO2含量升高，是氣候變暖的重要原因之一。 國際上已多次開會，呼吁人們減少CO2排放。我國政府已向世界承諾，到2020年中國的單 位GDP值CO2排放與2005年相比減少40%45%。世界其他國家也在制定減少CO2排放路線圖。國際鋼鐵協(xié)會提出了一個鋼鐵工業(yè)CO2 排放計算公式（模型），以及具體說明細則，這是根據(jù)日本、西歐等工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)鋼 鐵企業(yè)情況得出的公式。工業(yè)發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（特別是鐵鋼比）、技術(shù)裝備水 平、生產(chǎn)條件（特別是原燃料質(zhì)量）、用能結(jié)構(gòu)等方面與我國差異明顯。因此，我國不能延 用國際鋼鐵協(xié)會提出的鋼鐵工

2、業(yè)CO2排放計算公式，而應(yīng)結(jié)合我國具體情況，提出符合我 國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)特點的CO2排放計算辦法。鋼鐵工業(yè)CO2排放現(xiàn)狀鋼鐵工業(yè)是能耗大戶，占全國總能耗的8.9%，CO2排放占全國總排放的11.2%左右。鋼 鐵工業(yè)發(fā)展和碳排放越來越受到我國社會各界的關(guān)注。鋼鐵工業(yè)對我國國民經(jīng)濟發(fā)展起到重 要的支撐作用，鋼材是經(jīng)濟建設(shè)的重要基礎(chǔ)原材料，在多方面有著不可替代性。鋼鐵產(chǎn)業(yè)的 進一步發(fā)展也將受到CO2減排的壓力。應(yīng)當相信，通過各方面的努力，我國鋼鐵企業(yè)一定 能夠完成國家提出的CO2減排目標。表1銅鐵工業(yè)各工序00芝排放所占比兩工序高爐燒結(jié)焦化軋鋼及下游加7比重73,611.5以1, 70, 1表2鋼鐵行

3、（企）業(yè)。6排放系數(shù)（源度）鋼鐵工業(yè)噸噸粗鋼）饒結(jié)（:噸噸饒結(jié)焦爐（噸ctW噸揍炭）檢生產(chǎn)（噸OVW生快J鋼鐵生產(chǎn)電爐（噸OV噸鋼）2.50.20.561. S51.460. 08德國蒂森克虜伯鋼鐵公司提出的鋼鐵工業(yè)各工序CO2排放所占比重，見表1。聯(lián)合國氣 象組織（簡稱IPCC）發(fā)布2006年國家溫室氣體清單指南，提出鋼鐵行（企）業(yè)CO2排 放系數(shù)（強度），見表2。上述數(shù)據(jù)適用于以企業(yè)為單位的應(yīng)用，而不能用于單體裝備。因單體裝備之間的生產(chǎn)條 件、技術(shù)裝備水平、能源利用狀況等方面有較大差異。國際上鋼鐵企業(yè)統(tǒng)計的范圍只限于單 純的鋼鐵生產(chǎn)，而我國國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計口徑除鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)外，還涵蓋了鐵合

4、金、一些小 型軋鋼廠等，統(tǒng)稱為黑色金屬及壓延。因此，噸鋼綜合能耗和CO2排放系數(shù)的計算，國內(nèi) 外有較大的差異。鋼鐵企業(yè)CO2排放主要由燃煤所產(chǎn)生。我國鋼鐵工業(yè)用能結(jié)構(gòu)中，有80%是煤炭，用 煤炭的生產(chǎn)工序主要是煉鐵、燒結(jié)、球團。2017年重點鋼鐵企業(yè)高爐燃料比為544.04kg/t， 燒結(jié)固體燃耗為52.87kg/t，部分鏈箅機回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)球團用煤粉。生產(chǎn)過程產(chǎn)生CO2 排放量可參考表1。高爐生產(chǎn)本身不產(chǎn)生CO2排放，產(chǎn)生的高爐煤氣（1400m3/t1800m3/t） 供給煤氣管網(wǎng)，有45%的高爐煤氣去燒熱風爐，體現(xiàn)為熱風爐廢氣中的CO2排放。燃煤和 用副產(chǎn)煤氣的爐窯會產(chǎn)生CO2排放。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的

5、脫碳反應(yīng)（脫除生鐵中的碳），會產(chǎn)生17% 左右的CO2、75%的CO,轉(zhuǎn)爐煤氣會回收，一般不外排。工業(yè)發(fā)達國家以短流程電爐為主， 用電較多，用煤炭量少，這是在優(yōu)化生產(chǎn)條件下組織生產(chǎn)的，企業(yè)CO2排放少。噸鋼綜合能耗和CO2排放系數(shù)我國鋼鐵企業(yè)之間的噸鋼綜合能耗數(shù)據(jù)差異較大，主要是企業(yè)之間的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)裝 備水平、生產(chǎn)條件、統(tǒng)計范圍等方面差異較大，有很多方面的不可比性。因此，噸鋼綜合能 耗數(shù)據(jù)的對比，在企業(yè)內(nèi)部進行對標是合理的。對標工作應(yīng)重視各主要工序數(shù)據(jù)的對比，特 別是在相近生產(chǎn)條件下的單體設(shè)備指標對比是有價值的。2017年中國的鐵鋼比為0.854；世界平均為0.7014,扣除中國后為0.5

6、504,美國為0.2735， 德國為0.6526，法國為0.6886。鐵鋼比降低0.1，噸鋼綜合能耗降低約50kgce/t。我國鐵鋼 比高，是我國能耗高、CO2排放多的主要原因。2017年我國重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)產(chǎn)鐵62151.42萬噸，占全國鐵產(chǎn)量的87.95%；高爐平均 燃料比為544.04kg/t,煉鐵工序平均能耗為390.63kgce/t，部分企業(yè)的（寶鋼、首鋼京唐、 武鋼等）燃料比和煉鐵工序能耗指標已達到國際先進水平。煉鐵工序能耗占聯(lián)合企業(yè)總能耗 的50%，碳素消耗占聯(lián)合企業(yè)總消耗的85%以上。CO2主要是由碳素燃燒產(chǎn)生的。由此可見， 我國特大型煉鐵企業(yè)的CO2排放接近國際先進水平。經(jīng)研

7、究計算，我國特大型鋼鐵企業(yè)的 噸鋼CO2排放系數(shù)在1.7左右。燒結(jié)工序CO2排放分析燒結(jié)固體燃耗占燒結(jié)工序能耗的75%80%。固體燃耗就是燒結(jié)燃碳，會產(chǎn)生CO2排放。 所以說，燒結(jié)固體燃耗水平?jīng)Q定了燒結(jié)工序CO2排放量的水平。在同等原燃料質(zhì)量條件下， 大型燒結(jié)機的固體燃耗要比小燒結(jié)機低。這與原料混勻程度、料層厚度、配入除塵灰（含碳 量多少）數(shù)量以及采用各項先進技術(shù)的情況有關(guān)。不同冶金性能的鐵礦石，燒結(jié)所需的熱量 是不同的。含結(jié)晶水的褐鐵礦等需要的熱量多，CO2排放也會多。操作水平對固體燃耗也有 影響。2017年我國重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)燒結(jié)固體燃耗為52.87kg/t （有4個企業(yè)低于45kg/t）

8、， CO2排放系數(shù)不會超過0.2。高爐煉鐵工序CO2排放系數(shù)高爐煉鐵工序的燃料比（包括焦炭和煤粉）水平，決定了 CO2排放強度。影響煉鐵燃 料比的因素很多，有上百個。其中主要影響因子有：入爐礦品位、焦炭質(zhì)量（特別是M10 水平）、熱風溫度、高爐操作水平等。碳素（焦炭和煤粉）在高爐內(nèi)的作用分配：風口燃燒 55%65%，料線與風口間碳溶反應(yīng)25%35%，生鐵滲碳7%10%，其他元素還原反應(yīng)及 損失2%3%。產(chǎn)生CO2的排放量主要由風口燃燒碳決定，是以煤氣形式出現(xiàn)。因操作水平 的差距，不同容積的高爐煤氣中CO2含量有較大的差距。2000m3級以上的高爐CO2含量在 20%24%，CO含量在25%以上

9、。1000m3級以下的高爐CO2含量16%20%，但CO含量要高 于大高爐，體現(xiàn)為小高爐能源利用效率低。表面上看，大高爐煤氣中CO2含量比小高爐高 約4%,但小高爐燃料比高，產(chǎn)生的煤氣量也大。這與小高爐采用大風量（噸鐵風量比大高 爐高200m3以上）、高冶煉強度的操作方針有直接關(guān)系。一般高爐噸鐵煤氣發(fā)生量在 1400m3/t1800m3/t，正常情況下，高爐消耗1t碳素，需要2400m3的風量。小高爐燃料比 高，消耗風量就要多，煤氣量也大。小高爐煤氣量比大高爐高帶來的影響，遠大于煤氣中 CO2含量高對CO2排放的影響?？傮w來講，小高爐的CO2排放強度肯定要比大高爐高。轉(zhuǎn)爐工序CO2排放分析20

10、17年重點鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收量為114m3/t，轉(zhuǎn)爐煤氣中CO含量在75%左右，CO2 含量在17%左右，熱值為2000kcal/m3。企業(yè)之間煤氣回收量差距也很大。一方面，各企業(yè) 回收CO含量起點不一樣，有的定為CO含量大于30%進行煤氣回收，有的定為大于40%。 另一方面，一批小轉(zhuǎn)爐不進行煤氣回收，這樣CO2排放量就大。實質(zhì)上，轉(zhuǎn)爐冶煉是個鐵 水脫碳反應(yīng)。根據(jù)生產(chǎn)的鋼種不同，脫碳的深度也不一樣，產(chǎn)生的CO2排放量也不會一樣。 因此，不同轉(zhuǎn)爐統(tǒng)一用一個轉(zhuǎn)爐工序CO2排放系數(shù)計算，也會出現(xiàn)偏差。電爐工序CO2排放分析我國特鋼17個企業(yè)已全部配備小高爐，2017年行業(yè)電爐平均使用50.92kg

11、/t的熱鐵水 進行電爐冶煉，最高的熱鐵水比例達988.83kg/t?？傮w來講，我國已不是單純的短流程電爐 生產(chǎn)。因此，評價我國電爐工序CO2排放，不能再用國外全廢鋼電爐冶煉那樣計算。要將 我國電爐工序分解為高爐和電爐2個部分，再具體分析。高爐的CO2排放在前面已有論述； 電爐工序CO2排放分析，也不光是用廢鋼冶煉的計算，還要計算鐵水脫碳所產(chǎn)生的CO2排 放。我國一些電爐已實現(xiàn)能源多源化，進行吹氧、噴碳，縮短冶煉時間。這些企業(yè)的CO2 排放系數(shù)要重新進行分析。一般來講，我國電爐工序CO2排放系數(shù)要遠高于國際平均水平。其他注意事項聯(lián)合國氣象組織（簡稱IPCC）發(fā)布2006年國家溫室氣體清單指南，提出鋼鐵行（企） 業(yè)鐵鋼工序CO2排放系數(shù)（強度），是將煉鐵和煉鋼兩個工序放在一起的，計算和考核都比 較難，也不科學。我國鋼鐵企業(yè)計算CO2排放系數(shù)，還是應(yīng)將煉鐵和煉鋼分開?？傮w而言， 我國鐵鋼比高，CO2排放系數(shù)要比工業(yè)發(fā)達國家高。我國鋼鐵企業(yè)之間外購焦炭、生鐵、石灰石、鋼錠等數(shù)量差距較大，能源利用水平也不 一樣