钢铁生产企业温室气体排放总量核算分析

赵沐雯,倪俊

（1.南京市节能技术服务中心，南京 210007；2.江苏省节能技术服务中心，南京 210007）

钢铁行业作为能源消耗大户，也是温室气体排放的大户[1]。准确计算钢铁企业二氧化碳排放总量，对推进应对气候变化工作具有重要意义。为建立科学的温室气体统计核算制度，国家发改委发布了企业碳排放核算方法与报告指南，共涉及24 个行业，其中包括《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》（以下简称《指南》），为钢铁企业碳排放量的统计计算提供了依据和指导。

1 核算方法分析

《指南》基于“投入产出”理论[2]，通过划定企业的系统边界，确定企业涉及的排放源种类及折算当量碳排放系数，规定了钢铁企业碳排放总量的计算方法。钢铁生产企业的碳排放总量包括化石燃料燃烧排放、工业生产过程排放、净购入电力和热力隐含的排放，并扣除固碳产品隐含的排放[3]。

在温室气体排放核查工作中发现，一些钢铁生产企业在核算碳排放总量时，将废钢计入原料计算碳排放量，同时扣减钢材产品中隐含的碳排放量；一些短流程生产企业则不考虑废钢原料和钢材产品中隐含的碳排放量。为对比分析两种计算方法对钢铁企业温室气体排放总量的影响，本文选取一家采用电炉炼钢工艺、通过加工废钢生产钢材的短流程钢铁生产企业进行核算，该厂碳排放核算边界见图1。

图1 碳排放核算边界

2 计算实例

2.1 能源使用情况

该企业以液化石油气（LPG）和液化天然气（LNG）作为燃料，生产过程中使用电极、硅锰合金和废钢等为原料，使用外购电力，最终产品为螺纹钢。企业使用原料、燃料情况及产品产量见表1。

表1 企业使用原料、燃料情况及产品产量情况

2.2 排放因子选取

该企业不具备燃料低位热值、单位热值含碳量等参数的检测能力，因此，燃料低位热值、排放因子等参数均采用《指南》附件中所列的缺省值。企业燃料排放因子见表2，企业原料和产品排放因子见表3。

表2 企业燃料排放因子

表3 企业原料和产品排放因子

2.3 排放总量计算分析

按照废钢计入原料和废钢不计入原料两种算法分别计算该企业碳排放总量。当废钢计入原料时，废钢和成品钢材的碳排放因子取粗钢碳排放因子缺省值，企业温室气体排放总量对比见表4。

表4 企业温室气体排放总量对比表

3 计算结果分析

3.1 排放总量对比分析

该企业外购废钢作为生产原料，采用电炉冶炼、轧制生产等工艺加工生产螺纹钢，成品钢材产量占废钢原料使用量的74.12%。电炉炼钢排出的钢渣具有较高的再利用价值，但由于钢渣稳定性较差，综合利用率只有30%[2-3]。

通过计算发现，该企业废钢计入原料比不计入原料时的碳排放总量高0.99%，可见采用两种计算方法数量相差不大。当废钢计入原料，同时扣减钢材产品中隐含的碳排放量，相当于在企业碳排放总量中计入了钢渣隐含的碳排放量；相反，当废钢不计入原料，不扣减钢材产品隐含的碳排放量时，相当于在企业碳排放总量中不考虑钢渣隐含的碳排放量。

《指南》中纳入计算的温室气体，是指《京都议定书》中规定的六种温室气体，包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氢氟碳化物（HFCs）、氧化亚氮（N2O）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）[4]。从碳元素“投入产出”来看，由于废钢和成品螺纹钢的含碳量相差不大，废钢中的碳大部分进入了成品螺纹钢中，少部分进入钢渣中，虽然钢渣的回收利用率不高，但是钢渣中的碳元素并没有产生温室气体排放，因此钢渣中含有的碳不应计入企业温室气体排放总量中。但是，如果炼钢过程中加入生铁，由于生铁的含碳量一般在2.11%～4.3%，而钢的含碳量在0.02%～2.11%，冶炼过程中有大量二氧化碳排放，因此，有生铁加入时，应考虑生产过程排放量，将生铁计入原料，同时扣除成品钢材隐含的碳排放量。

综上，笔者认为，在核算钢铁企业碳排放总量时，如果企业是以纯废钢为原料的短流程钢铁加工企业，不应将废钢计入原料；如果企业在冶炼过程中加入生铁，应将生铁计入原料。

3.2 排放组成分析

该企业温室气体排放总量中，外购电力产生的排放占企业总排放量的96.16%，燃料燃烧排放和工业生产过程中的排放分别占1.84%和2.00%。可见，采用电炉炼钢工艺的短流程钢铁加工企业，外购电力隐含的碳排放是企业的主要碳排放来源。液化天然气为该企业的主要生产燃料，液化天然气燃烧产生的碳排放量相对较大；工业生产过程排放中，硅锰合金和电极产生的排放量占比较为均衡。企业温室气体排放量组成见图2。

3.3 碳排放强度对比分析

作为纯废钢冶炼的短流程钢铁生产企业，该企业的碳排放强度为0.47 tCO2/t；对于掺入铁水的短流程钢铁生产企业，碳排放强度高达2.994 tCO2/t[5]。可见，采用废钢作为原料的短流程钢铁生产企业，碳排放强度远小于掺入铁水的短流程的钢铁生产企业。因此，加强废钢的回收利用，提高废钢冶炼技术，对钢铁行业控制碳排放具有积极有效的作用。

图2 企业温室气体排放量组成

4 结语

通过对一家以外购废钢作为生产原料的短流程钢铁加工企业，进行碳排放总量核算，得出以下结论和建议：

（1）当废钢计入原料，同时扣减钢材产品隐含的碳排放量时，该企业温室气体排放总量为223 176.53 tCO2；当废钢不计入原料，不扣减钢材产品隐含的碳排放量时，该企业温室气体排放总量为220 963.12 tCO2，两者相差0.99%。

（2）在核算以纯废钢为原料的短流程钢铁加工企业温室气体排放总量时，不建议将废钢计入原料；如果企业在冶炼过程中加入生铁，建议将生铁计入原料。

（3）以废钢为原料的电炉炼钢短流程钢铁生产企业，碳排放强度较小。建议钢铁加工企业积极重视废钢资源的回收利用，积极发展纯废钢冶炼的短流程生产工艺，提高废钢使用效率。