鋼鐵生產企業溫室氣體排放總量核算分析

趙沐雯,倪俊

（1.南京市節能技術服務中心，南京 210007；2.江蘇省節能技術服務中心，南京 210007）

鋼鐵行業作為能源消耗大戶，也是溫室氣體排放的大戶[1]。準確計算鋼鐵企業二氧化碳排放總量，對推進應對氣候變化工作具有重要意義。為建立科學的溫室氣體統計核算制度，國家發改委發布了企業碳排放核算方法與報告指南，共涉及24 個行業，其中包括《中國鋼鐵生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（以下簡稱《指南》），為鋼鐵企業碳排放量的統計計算提供了依據和指導。

1 核算方法分析

《指南》基于“投入產出”理論[2]，通過劃定企業的系統邊界，確定企業涉及的排放源種類及折算當量碳排放系數，規定了鋼鐵企業碳排放總量的計算方法。鋼鐵生產企業的碳排放總量包括化石燃料燃燒排放、工業生產過程排放、凈購入電力和熱力隱含的排放，并扣除固碳產品隱含的排放[3]。

在溫室氣體排放核查工作中發現，一些鋼鐵生產企業在核算碳排放總量時，將廢鋼計入原料計算碳排放量，同時扣減鋼材產品中隱含的碳排放量；一些短流程生產企業則不考慮廢鋼原料和鋼材產品中隱含的碳排放量。為對比分析兩種計算方法對鋼鐵企業溫室氣體排放總量的影響，本文選取一家采用電爐煉鋼工藝、通過加工廢鋼生產鋼材的短流程鋼鐵生產企業進行核算，該廠碳排放核算邊界見圖1。

圖1 碳排放核算邊界

2 計算實例

2.1 能源使用情況

該企業以液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG）作為燃料，生產過程中使用電極、硅錳合金和廢鋼等為原料，使用外購電力，最終產品為螺紋鋼。企業使用原料、燃料情況及產品產量見表1。

表1 企業使用原料、燃料情況及產品產量情況

2.2 排放因子選取

該企業不具備燃料低位熱值、單位熱值含碳量等參數的檢測能力，因此，燃料低位熱值、排放因子等參數均采用《指南》附件中所列的缺省值。企業燃料排放因子見表2，企業原料和產品排放因子見表3。

表2 企業燃料排放因子

表3 企業原料和產品排放因子

2.3 排放總量計算分析

按照廢鋼計入原料和廢鋼不計入原料兩種算法分別計算該企業碳排放總量。當廢鋼計入原料時，廢鋼和成品鋼材的碳排放因子取粗鋼碳排放因子缺省值，企業溫室氣體排放總量對比見表4。

表4 企業溫室氣體排放總量對比表

3 計算結果分析

3.1 排放總量對比分析

該企業外購廢鋼作為生產原料，采用電爐冶煉、軋制生產等工藝加工生產螺紋鋼，成品鋼材產量占廢鋼原料使用量的74.12%。電爐煉鋼排出的鋼渣具有較高的再利用價值，但由于鋼渣穩定性較差，綜合利用率只有30%[2-3]。

通過計算發現，該企業廢鋼計入原料比不計入原料時的碳排放總量高0.99%，可見采用兩種計算方法數量相差不大。當廢鋼計入原料，同時扣減鋼材產品中隱含的碳排放量，相當于在企業碳排放總量中計入了鋼渣隱含的碳排放量；相反，當廢鋼不計入原料，不扣減鋼材產品隱含的碳排放量時，相當于在企業碳排放總量中不考慮鋼渣隱含的碳排放量。

《指南》中納入計算的溫室氣體，是指《京都議定書》中規定的六種溫室氣體，包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氫氟碳化物（HFCs）、氧化亞氮（N2O）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）[4]。從碳元素“投入產出”來看，由于廢鋼和成品螺紋鋼的含碳量相差不大，廢鋼中的碳大部分進入了成品螺紋鋼中，少部分進入鋼渣中，雖然鋼渣的回收利用率不高，但是鋼渣中的碳元素并沒有產生溫室氣體排放，因此鋼渣中含有的碳不應計入企業溫室氣體排放總量中。但是，如果煉鋼過程中加入生鐵，由于生鐵的含碳量一般在2.11%～4.3%，而鋼的含碳量在0.02%～2.11%，冶煉過程中有大量二氧化碳排放，因此，有生鐵加入時，應考慮生產過程排放量，將生鐵計入原料，同時扣除成品鋼材隱含的碳排放量。

綜上，筆者認為，在核算鋼鐵企業碳排放總量時，如果企業是以純廢鋼為原料的短流程鋼鐵加工企業，不應將廢鋼計入原料；如果企業在冶煉過程中加入生鐵，應將生鐵計入原料。

3.2 排放組成分析

該企業溫室氣體排放總量中，外購電力產生的排放占企業總排放量的96.16%，燃料燃燒排放和工業生產過程中的排放分別占1.84%和2.00%。可見，采用電爐煉鋼工藝的短流程鋼鐵加工企業，外購電力隱含的碳排放是企業的主要碳排放來源。液化天然氣為該企業的主要生產燃料，液化天然氣燃燒產生的碳排放量相對較大；工業生產過程排放中，硅錳合金和電極產生的排放量占比較為均衡。企業溫室氣體排放量組成見圖2。

3.3 碳排放強度對比分析

作為純廢鋼冶煉的短流程鋼鐵生產企業，該企業的碳排放強度為0.47 tCO2/t；對于摻入鐵水的短流程鋼鐵生產企業，碳排放強度高達2.994 tCO2/t[5]。可見，采用廢鋼作為原料的短流程鋼鐵生產企業，碳排放強度遠小于摻入鐵水的短流程的鋼鐵生產企業。因此，加強廢鋼的回收利用，提高廢鋼冶煉技術，對鋼鐵行業控制碳排放具有積極有效的作用。

圖2 企業溫室氣體排放量組成

4 結語

通過對一家以外購廢鋼作為生產原料的短流程鋼鐵加工企業，進行碳排放總量核算，得出以下結論和建議：

（1）當廢鋼計入原料，同時扣減鋼材產品隱含的碳排放量時，該企業溫室氣體排放總量為223 176.53 tCO2；當廢鋼不計入原料，不扣減鋼材產品隱含的碳排放量時，該企業溫室氣體排放總量為220 963.12 tCO2，兩者相差0.99%。

（2）在核算以純廢鋼為原料的短流程鋼鐵加工企業溫室氣體排放總量時，不建議將廢鋼計入原料；如果企業在冶煉過程中加入生鐵，建議將生鐵計入原料。

（3）以廢鋼為原料的電爐煉鋼短流程鋼鐵生產企業，碳排放強度較小。建議鋼鐵加工企業積極重視廢鋼資源的回收利用，積極發展純廢鋼冶煉的短流程生產工藝，提高廢鋼使用效率。