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不锈钢产业二氧化碳排放研究

2022-03-21 08:53:04

与任何其他主要行业一样,不锈钢产业致力于不断减少运营过程中的二氧化碳排放。不过,应该指出的是,在不锈钢产业中,基本上存在两种生产系统,分别是:

1)基于废钢的生产系统。使用的大部分原材料是废不锈钢等废钢,这些材料通过回收后,生产全新的不锈钢产品。这种生产系统基本位于废钢资源丰富的区域。

2)镍生铁(NPI)生产系统。生产不锈钢所需的大部分镍原料来源于开采的镍矿石,这些镍矿石被转化为NPI。这种生产系统主要位于不锈钢废钢资源不足的区域。

当前,世界上大部分地区都没有足够废不锈钢可供使用,很难以废钢为原料进行大规模生产,而且这种情况可能在未来几十年内都不会有太大改观。本文明确了不锈钢产业二氧化碳排放情况及其来源,为了实现减排目标,主要对以下三个来源的二氧化碳排放量进行量化。

1)范围1排放,包括报告实体所有或控制的排放来源的直接排放;

2)范围2排放,包括与购买自用电力、蒸汽、供暖和制冷相关的间接排放;

3)范围3排放,与矿石的开采、准备和运输以及随后的铁合金生产和运输有关的排放。

然而,截至目前,还没有不锈钢生产商所提供的、与开采镍矿石和随后生产镍生铁相关的排放量数据。造成这种情况的原因是目前部分国家法律规定的披露限制。因此,基于从产业研究机构获得的数据,本文涉及范围3排放仅提供一些“指导性数字”。


二氧化碳排放

二氧化碳排放已经成为社会热点问题,很多国家都制定了新的环境政策来控制和测定二氧化碳排放。就像任何其他行业一样,不锈钢产业也在量化其二氧化碳排放。

ISSF在2007-2018年进行的可持续性研究显示,不锈钢生产和使用过程的二氧化碳排放量普遍较低。不过,为了更清楚地量化不锈钢生产过程中的二氧化碳排放量,特别对此前定义为范围1、范围2和范围3的二氧化碳排放量进行了确认。

需要指出的是,所提供的二氧化碳排放数据高度代表了基于废钢的(回收废钢)不锈钢生产商。基于镍生铁的不锈钢生产商,其相关计算数据仅用于指示性参照。

范围1排放

基于废钢的不锈钢生产商平均每生产1吨不锈钢,就会产生0.39吨二氧化碳。80%生产商的二氧化碳排放结果呈现出正态分布,也就是,每生产1吨不锈钢,二氧化碳排放量为0.20-0.60吨。

范围2排放

基于废钢的不锈钢生产商平均每生产1吨不锈钢,就会产生0.49吨二氧化碳。93%生产商的二氧化碳排放结果呈现出正态分布,每生产1吨不锈钢,二氧化碳排放量为0.30-0.70吨。

范围3排放

范围3的排放不能以同样的方式进行定义。可以明确的是,炉料中回收废钢(不锈钢废钢和低合金钢废钢)的占比与范围3的排放量之间存在线性关系,占比越高,范围3的二氧化碳排放量越低。

现有数据仅涵盖炉料中回收废钢占比在40%-90%之间的内容,最常见的是回收废钢占比为50%-85%的数据。其中,50%废钢,每生产1吨不锈钢二氧化碳排放2.45吨二氧化碳;75%废钢,每生产1吨不锈钢排放1.59吨二氧化碳;85%废钢,每生产1吨不锈钢排放1.25吨二氧化碳。

在部分地区,主要以NPI为原料进行不锈钢生产。每生产1吨镍,可产生60-85吨二氧化碳,这意味着,如果使用NPI生产镍含量8%的不锈钢,其范围3二氧化碳排放即使相较炉料中回收废钢占比40%的情形也有所增加,通常,以NPI为原料每生产1吨8%镍不锈钢,可产生4.0-6.0吨二氧化碳。炉料中回收废钢占比为40%,且混合炉料中不含NPI时,范围3排放水平为每生产1吨不锈钢排放2.80吨二氧化碳。

排放汇总表如表2所示,计算的数据仅用于提供指示性的参照。

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使用寿命超过百年的不锈钢二氧化碳排放

图1显示了不锈钢、碳钢和铝材的二氧化碳产生和维护排放量。包括两种不同类型的不锈钢,即不锈钢1和不锈钢2,不锈钢1生产时炉料中废钢占比为60%,不锈钢2生产时炉料中废钢占比为80%。这些数据是根据ISSF、世界钢铁协会和经合组织提供的材料和加工排放数据计算得出的。

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数据包括每生产1吨材料的二氧化碳排放量(范围1+范围2+范围3),以及与定期维护需求相关的所有二氧化碳排放量。为了抑制腐蚀,需要进行定期维护,碳钢排放量每10年增加一次,而不锈钢的排放量则不会增加,这是因为其钝化膜避免了定期维护的需求。截至目前,不锈钢产业仅有108年的历史,因此,不锈钢使用寿命超过110年后的情况还不得而知。  

来源:《世界金属导报》、ISSF


(采编: 钢之家资讯部 请勿转载 垂询电话:0555-2238872 )

 

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