王臘芳 張莉沙

(湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410079)

鋼鐵企業(yè)擁有燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼以及公輔配套設(shè)施等完整的生產(chǎn)體系，是資源能源消耗和污染物排放大戶。美國(guó)、日本等許多國(guó)家都把鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為影響環(huán)境和具有節(jié)能減排潛力的主要行業(yè)進(jìn)行管理。中國(guó)鋼鐵工業(yè)由于產(chǎn)業(yè)集中度低，企業(yè)規(guī)模小而分散，導(dǎo)致鋼鐵工業(yè)發(fā)展過程中能源和環(huán)保方面劣勢(shì)明顯，且在未來一段時(shí)期內(nèi)可能難以根本改變。雖然近年來中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)在節(jié)能降耗方面取得了一些成就，但國(guó)內(nèi)外差距依然很明顯，產(chǎn)業(yè)的總體節(jié)能減排潛力依然很大。那么，鋼鐵生產(chǎn)的哪些環(huán)節(jié)能耗高、污染大?哪些工序有環(huán)保潛力挖掘?如何從源頭和生產(chǎn)的全過程分析并控制資源能源消耗和污染物的產(chǎn)生，分析鋼鐵生命周期節(jié)能減排潛力，并采取綜合治理措施以達(dá)到改善環(huán)境質(zhì)量，保證中國(guó)鋼鐵工業(yè)綠色發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，已是當(dāng)前中國(guó)鋼鐵工業(yè)及全國(guó)面臨的重要課題之一。

1 文獻(xiàn)綜述

目前，針對(duì)鋼鐵產(chǎn)業(yè)能源和環(huán)境問題的研究主要分為兩大類:一類研究將重點(diǎn)放在鋼鐵產(chǎn)業(yè)的能源效率、節(jié)能潛力和技術(shù)上，著重探討鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步對(duì)節(jié)能減排的影響;另一類研究從鋼鐵生產(chǎn)過程的角度入手，通過建立鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境負(fù)荷數(shù)據(jù)清單，并運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)(Life cycle assessment，LCA)方法衡量和測(cè)度鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境負(fù)荷和潛在環(huán)境影響，從而為促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。LCA方法已經(jīng)成為了一種重要的環(huán)境管理與分析工具，近年來該方法在鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究發(fā)展較快，并取得了豐富的成果。國(guó)外的研究主要有:Sepp l J等［1］采用 LCA 方法對(duì)芬蘭金屬產(chǎn)業(yè)的環(huán)境影響進(jìn)行了研究，建立了以冷軋鋼、熱軋鋼、熱鍍鋅和有機(jī)涂層鋼作為整合性鋼鐵產(chǎn)品的生命周期清單，對(duì)其每一個(gè)生命周期階段的環(huán)境影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)論顯示鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境造成的影響最大;Tongpool R等［2］通過LCA方法研究了泰國(guó)單個(gè)的鋼鐵產(chǎn)品，如板材、冷軋鋼、熱軋鋼、熱鍍鋅和電鍍鋅鋼材的環(huán)境影響，結(jié)論顯示，板材產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響最小，熱鍍鋅鋼材對(duì)環(huán)境的影響最大。國(guó)內(nèi)這方面的研究還處于不斷發(fā)展的階段，有代表性的研究主要有:楊建新和劉炳江［3］采用生命周期清單分析方法分析了中國(guó)普通鋼材生產(chǎn)過程中的能源消耗、物料消耗和對(duì)環(huán)境的排放。研究結(jié)果表明中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的能源消耗遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平，水循環(huán)利用率較低，二氧化碳和硫化物等廢氣排放量大;張培和田長(zhǎng)生［4］運(yùn)用LCA方法對(duì)寶鋼電鍍鋅產(chǎn)品的環(huán)境影響作出評(píng)價(jià)，結(jié)論揭示了電鍍鋅生產(chǎn)過程中最主要的環(huán)境影響是資源消耗、溫室效應(yīng)、能源消耗和酸化，動(dòng)力、燒結(jié)和煉鐵工序是環(huán)境影響貢獻(xiàn)度最大的幾個(gè)工序;張芳和吳國(guó)榮［5］建立了鋼鐵生產(chǎn)的環(huán)境負(fù)荷清單，并對(duì)金融危機(jī)背景下中國(guó)鋼材生產(chǎn)的生命周期環(huán)境影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，中國(guó)鋼材生產(chǎn)的環(huán)境影響包括全球變暖、酸化、富營(yíng)養(yǎng)化、固體廢棄物和煙灰塵，煙灰塵對(duì)環(huán)境影響的貢獻(xiàn)最大。中國(guó)鋼材生產(chǎn)的資源耗竭影響中鐵錳礦的資源耗竭系數(shù)最大;李興福和徐鶴［6］基于GaBi軟件采用LCA方法研究了中國(guó)生產(chǎn)1 kg普通鋼材的物耗、能耗以及對(duì)環(huán)境的排放，并利用軟件提供的CML方法評(píng)價(jià)了鋼材生產(chǎn)所造成的環(huán)境影響。結(jié)論顯示，能源消耗是造成環(huán)境影響的最主要因素，鋼材生產(chǎn)過程中的主要環(huán)境影響是全球變暖和環(huán)境酸化。與以上學(xué)者的研究相比，本文的主要貢獻(xiàn)在于從中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)平均水平的角度，建立2000－2009年中國(guó)普通鋼材生產(chǎn)整個(gè)生命周期內(nèi)的能耗、物耗和污染物排放清單，對(duì)比分析評(píng)價(jià)了10年間中國(guó)鋼材產(chǎn)品生產(chǎn)所產(chǎn)生的資源環(huán)境影響，并對(duì)個(gè)別年份鋼材生產(chǎn)各工序的環(huán)境影響潛力進(jìn)行具體深入分析。

2 研究方法和數(shù)據(jù)說明

2.1 研究方法

LCA方法是一種用于評(píng)價(jià)產(chǎn)品從原材料的獲取、生產(chǎn)和使用，直至使用后的處置階段這一整個(gè)生命周期內(nèi)的能源消耗狀況及其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的潛在影響的工具和方法［7］。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(14040)［8］，LCA的基本技術(shù)框架包括目標(biāo)與范圍界定(Goal and scope definition)、生命周期清單分析(Life cycle inventory，LCI)、生命周期影響評(píng)價(jià)(Life cycle impact assessment，LCIA)以及結(jié)果解釋(Interpretation)四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的步驟。

首先，確定研究的目標(biāo)和范圍。本文的主要目的是考察中國(guó)普通鋼材整個(gè)生產(chǎn)過程的能耗和污染排放狀況及其對(duì)環(huán)境的影響。研究范圍的界定是為了確保研究的廣度和深度與要求的目標(biāo)一致，主要涉及到系統(tǒng)的功能、功能單位、系統(tǒng)邊界等。本文以楊建新和劉炳江［3］所確定的系統(tǒng)邊界為基礎(chǔ)，將中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)普遍采用的生產(chǎn)工藝流程作為研究范圍，流程主要包括主原料工藝過程中的鐵礦石燒結(jié)、高爐煉鐵、煉鋼和軋鋼環(huán)節(jié)和輔助原料生產(chǎn)工藝中的煉焦環(huán)節(jié)。煉鋼環(huán)節(jié)主要考慮轉(zhuǎn)爐和電爐兩種不同的工藝。考慮到鋼鐵產(chǎn)品主要是其它制造業(yè)的生產(chǎn)原材料，以及數(shù)據(jù)搜集的難度。本文將不考慮鐵礦石、石灰石和原煤等的開采運(yùn)輸環(huán)節(jié)，以及鋼鐵生產(chǎn)的再循環(huán)和最終處置過程。本文所確定功能單位為生產(chǎn)1 t普通鋼材。

其次，建立生命周期清單并分析。生命周期清單分析可以量化和評(píng)價(jià)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝整個(gè)生命周期各階段資源和能量使用及環(huán)境污染排放的過程。本文建立的鋼鐵生產(chǎn)生命周期清單包含了中國(guó)普通鋼材生產(chǎn)的資源消耗(礦石和水資源等)、能源消耗(主要是煤)和環(huán)境污染排放(主要是廢氣污染，包括 SO2、CO2、NOx、煙塵和粉塵等)、廢水污染(如COD)、工業(yè)固廢污染物和重金屬元素等信息。

再次，通過生命周期影響評(píng)價(jià)，考察生命周期清單結(jié)果環(huán)境負(fù)荷因子的環(huán)境影響特點(diǎn)，并定性或定量地評(píng)估其潛在環(huán)境影響。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、美國(guó)“環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)學(xué)會(huì)”以及美國(guó)環(huán)保局都傾向于將生命周期影響評(píng)價(jià)定為一個(gè)“三步走”的模型，即影響分類、特征化和量化三個(gè)步驟。

第一步，根據(jù)所要研究的目標(biāo)和范圍確定環(huán)境影響類型，并將清單分析中所得到的輸入、輸出數(shù)據(jù)經(jīng)分類整理后，歸類到不同的環(huán)境影響類型中。結(jié)合國(guó)際上的習(xí)慣做法、鋼鐵行業(yè)自身的特點(diǎn)，以及數(shù)據(jù)的可獲得性，本文確定了中國(guó)鋼材生產(chǎn)的8類資源環(huán)境影響類型，分別為資源消耗、溫室效應(yīng)、能源消耗、酸化、富營(yíng)養(yǎng)化、光氧化劑形成、人體毒性和生態(tài)毒性。根據(jù)已經(jīng)建立的鋼鐵產(chǎn)品生命周期清單結(jié)果，可以將各環(huán)境負(fù)荷因子進(jìn)行歸類，一一對(duì)應(yīng)到8類影響類型中去。

第二步，對(duì)環(huán)境影響類型進(jìn)行特征化，篩選適用的特征化模型，結(jié)合各類負(fù)荷因子的特征化系數(shù)，歸類評(píng)價(jià)每類環(huán)境影響類型的負(fù)荷因子對(duì)這一類環(huán)境影響的貢獻(xiàn)程度。由于同質(zhì)量的不同負(fù)荷因子對(duì)同一種影響類型的貢獻(xiàn)潛力不一樣［4］，所以需要選擇合適的特征化模型，將各負(fù)荷因子的貢獻(xiàn)潛力轉(zhuǎn)化為某種統(tǒng)一的度量單位后進(jìn)行匯總，最后采用當(dāng)量物質(zhì)形式來表示分類評(píng)價(jià)結(jié)果，如溫室效應(yīng)采用CO2當(dāng)量表示。本文中資源消耗指標(biāo)，主要參照張培等(2007)的做法，采用鐵當(dāng)量，將資源消耗的特征化模型描述為:

其中:ADPj表示資源j的特征化系數(shù);Drj和DrFe分別是資源j和鐵的年產(chǎn)量;Rj和RFe分別表示資源j和鐵的可開采儲(chǔ)存量［4］。能源消耗指標(biāo)，清單結(jié)果以能源的總熱值形式表示，能耗潛值則用能源的總熱值除以標(biāo)煤的熱值，直接轉(zhuǎn)化為以kg標(biāo)煤的形式。其他幾類環(huán)境影響也通過篩選出恰當(dāng)?shù)奶卣骰Ｐ停?－12］，將歸類在其下的環(huán)境負(fù)荷因子轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的當(dāng)量物質(zhì)。根據(jù)已歸類的各類環(huán)境負(fù)荷因子的特征化系數(shù)，結(jié)合其生命周期清單數(shù)據(jù)，由公式(2)可以計(jì)算出各類環(huán)境影響類型的評(píng)價(jià)結(jié)果。

其中，Ei指的是影響類型j的特征化結(jié)果;mj表示環(huán)境負(fù)荷因子j的清單結(jié)果;Qij是環(huán)境負(fù)荷因子j對(duì)影響類型i的特征化系數(shù)。本文計(jì)算得出的8類環(huán)境影響分類評(píng)價(jià)結(jié)果分別表示為:資源消耗潛值(ADP)、全球變暖潛值 (GWP)、能源消耗潛值 (EDP)、酸化潛值 (AP)、富營(yíng)養(yǎng)化潛值(EP)、光化學(xué)氧化物產(chǎn)生潛值 (POCP)、人體毒性潛值(HTP)和生態(tài)毒性潛值(TETP)。

第三步，對(duì)不同環(huán)境影響類型的貢獻(xiàn)大小進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，即確定權(quán)重，從而得到一個(gè)數(shù)字化的可供比較的總的環(huán)境影響評(píng)價(jià)值。在確定權(quán)重之前，通過數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，消除各單項(xiàng)環(huán)境影響結(jié)果在量綱和級(jí)數(shù)上的差異，可以更好地理解環(huán)境影響類型的相對(duì)大小。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法一般是用分類評(píng)價(jià)結(jié)果除以基準(zhǔn)量，本文的基準(zhǔn)值采用1995年的世界總量［13］?？紤]到不同環(huán)境影響類型對(duì)同一地區(qū)或國(guó)家的影響是不同的，因此需要對(duì)所計(jì)算出的8類影響類型確定權(quán)重，并通過加權(quán)來實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)分析。關(guān)于各影響類型的權(quán)重確定方法，目前國(guó)際上尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，比較常用的方法是專家咨詢法和層次分析法。本文根據(jù)王壽兵對(duì)中國(guó)工業(yè)產(chǎn)品生命周期生態(tài)評(píng)價(jià)影響類型的權(quán)重系數(shù)確定方法，參照其權(quán)重值，將資源消耗和能源消耗的權(quán)重確定為0.112 3，溫室效應(yīng)、酸化、富營(yíng)養(yǎng)化、光氧化劑形成、人體毒性和生態(tài)毒性的權(quán)重分別定為0.097 5、0.085、0.076 4、0.082 5、0.148 8 和 0.125 3［14］。

最后，進(jìn)行生命周期結(jié)果解釋，對(duì)生命周期清單進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行辨識(shí)、量化、核實(shí)和評(píng)價(jià)，從中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)和潛在的改善機(jī)會(huì)，為減少產(chǎn)品生產(chǎn)的能源和物質(zhì)消耗及環(huán)境排放提供政策建議，也就是所謂的改進(jìn)評(píng)價(jià)。

2.2 數(shù)據(jù)說明

通過查詢《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)能源年鑒》得到中國(guó)鋼鐵工業(yè)化石能源消耗、化學(xué)需氧量和鋼材年產(chǎn)量數(shù)據(jù)。噸鋼CO2排放量參照韓穎等［15］的做法，根據(jù)鋼鐵工業(yè)的化石能源消耗與燃料本身的屬性和特征，結(jié)合碳排放系數(shù)和碳氧化率兩項(xiàng)指標(biāo)估算得到;噸鋼NOx、CO、N2O、CH4和有毒有害重金屬元素的大氣排放數(shù)據(jù)依據(jù)狄向華和聶祚仁［16－17］估算中國(guó)火力發(fā)電和化石能源生產(chǎn)清單數(shù)據(jù)的方法計(jì)算得到;原材料消耗數(shù)據(jù)來自中國(guó)海關(guān)總署和中國(guó)商務(wù)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。由于所需數(shù)據(jù)涉及面很廣，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不能全面反映所用信息，因此，文章還參考《中國(guó)鋼鐵工業(yè)年鑒》、我的鋼鐵網(wǎng)、中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)及一些相關(guān)的鋼鐵行業(yè)分析報(bào)告。

3 鋼鐵生產(chǎn)過程生命周期清單結(jié)果對(duì)比分析

通過搜集、加工和整理原始資料和數(shù)據(jù)，本文建立了2000－2009年中國(guó)普通鋼材生產(chǎn)的生命周期清單，見表1(限于篇幅原因，本文只列出了部分年份結(jié)果)。從噸鋼生產(chǎn)的原材料消耗來看，鋼鐵整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，原材料消耗數(shù)量較大。中國(guó)生產(chǎn)1 t普通鋼材，消耗原材料最多的是新水，2000年為25 240 kg，2009年為4 430 kg。國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在2003年時(shí)的噸鋼耗新水量為2 400 kg左右［5］，水重復(fù)運(yùn)用率達(dá)到98.00%，而中國(guó)2003年的噸鋼耗新水量為13 730 kg，是國(guó)外的5.72倍，2009年的噸鋼耗新水量是國(guó)外2003年的1.85倍。說明雖然中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的耗水量正在逐年降低，廢水循環(huán)利用率不斷提高，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)廢水循環(huán)利用效率仍然處于較低水平。就噸鋼鐵礦石消耗而言，2000年中國(guó)每生產(chǎn)1 t鋼材需要消耗2.23 t鐵礦石，2009年噸鋼鐵礦石消耗為1.54 t，10年間噸鋼生產(chǎn)鐵礦石消耗量一直維持在較高水平。對(duì)于錳礦石而言，2000－2009年中國(guó)每生產(chǎn)1 t鋼材平均消耗錳礦石28.83 kg，消耗量變化不大，基本處于比較穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)。

從噸鋼生產(chǎn)的能源消耗來看，就能耗總量而言，縱向看，2000－2009年鋼鐵工業(yè)總能耗一直呈下降趨勢(shì)，噸鋼能耗減少了8 797.98 MJ，減少了近一半。說明中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)取得了重大進(jìn)步，能源利用效率明顯提高，10年間中國(guó)噸鋼生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能32.7%。橫向看，與發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵產(chǎn)業(yè)相比，中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)能耗還比較高。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2005年國(guó)際先進(jìn)水平的噸鋼總能耗為19 172.51 MJ(依據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))，而國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平噸鋼能耗為19 904.28 MJ，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距為3.82%;國(guó)內(nèi)平均水平噸鋼總能耗為21 689.81 MJ，與國(guó)際先進(jìn)水平相差了13.13%。對(duì)于工序能耗而言，2000年至2009年，中國(guó)鋼材生產(chǎn)燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼各工序的能耗都有不同程度下降，其中煉鋼和軋鋼工序的能耗下降明顯。轉(zhuǎn)爐煉鋼能耗從2000年的845.35 MJ下降到2009年的94.84 MJ，下降了88.78%;電爐煉鋼能耗從7 774.08 MJ下降到2 122.73 MJ，下降了72.69%;軋鋼工序能耗下降了51.11%。

從噸鋼生產(chǎn)的污染物排放來看，噸鋼 CO2排放從2000 年的3 471.78 kg減少到了2009 年的2 061.88 kg，減少了40.61%。SO2、NOX、COD和工業(yè)固廢等主要污染物排放也呈現(xiàn)出明顯的減少趨勢(shì)。其中，噸鋼SO2排放量從2000年的 5.56 kg減少到 2009年的 2.01 kg，減少了63.87%。NOx從2000年的 10.61 kg，減少到 2009年的5.77 kg，減少了 45.63%。工業(yè)固體廢棄物從 11.79 kg 減少到0.72 kg，減少了16.40倍。這充分說明中國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排為世界范圍污染減排做出了一定的貢獻(xiàn)。此外，大氣中的有毒有害重金屬元素排放對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響非常大。表1的清單結(jié)果列出了2000－2009年中國(guó)噸鋼生產(chǎn)過程中有毒有害重金屬元素在大氣中的排放數(shù)據(jù)，雖然這些有毒有害重金屬元素的含量都不高，但其累計(jì)的毒害效應(yīng)對(duì)人體健康和生態(tài)系統(tǒng)的危害將是不容忽視的。

表1 2000－2009年中國(guó)普通鋼材生產(chǎn)的生命周期清單

4 鋼鐵生產(chǎn)過程生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)對(duì)比分析

利用表1的清單結(jié)果，結(jié)合公式(2)計(jì)算出各類環(huán)境影響潛值，除以相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)值，并加權(quán)綜合，可以得到2000－2009年中國(guó)鋼材生產(chǎn)的各類環(huán)境影響潛值和總的環(huán)境影響潛值，鑒于篇幅有限，文中只列出了2000年、2009年的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果(見圖1)。

2000－2009 年，中國(guó)普通鋼材生產(chǎn)系統(tǒng)的各類環(huán)境影響類型中，溫室效應(yīng)影響最大，其次是能源消耗和資源消耗影響。除此之外，環(huán)境酸化、生態(tài)毒性和光氧化劑形成這三類環(huán)境影響也比較大，富營(yíng)養(yǎng)化和人體毒性影響比較小。以2009年為例，2009年中國(guó)生產(chǎn)1 t普通鋼材的資源消耗潛值為4.92×10－11kg Fe eq/a，占噸鋼生產(chǎn)生命周期總環(huán)境負(fù)荷29.17%的比重。全球變暖潛值和能源消耗潛值分別為6.53 ×10－11kg CO2eq/a和 5.17 ×10－11kg ce eq/a，占噸鋼生產(chǎn)生命周期總環(huán)境負(fù)荷的比重分別為33.58%和30.67%。噸鋼生產(chǎn)過程中環(huán)境酸化、生態(tài)毒性和光氧化劑形成這三類環(huán)境影響占總環(huán)境負(fù)荷的比重分別為3.02%、1.70%和1.20%。富營(yíng)養(yǎng)化、人體毒性環(huán)境影響對(duì)總環(huán)境負(fù)荷的貢獻(xiàn)比較小，占總環(huán)境負(fù)荷的比重不足1%，僅為0.59%和0.07%。

總體上看，2000－2009年中國(guó)噸鋼生產(chǎn)主要環(huán)境影響的潛a力值呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。2000年中國(guó)生產(chǎn)1 t普通鋼材的資源消耗、能源消耗和溫室效應(yīng)潛值分別為7.19×10－11kg Fe eq/a、7.68 ×10－11kg ce eq/a和1.12 ×10－10kg CO2eq/a，占總環(huán)境影響的比重分別為 26.68%、28.52%和35.99%。到2009年這三類環(huán)境影響潛值分別下降了31.51%、32.67%和41.56%。噸鋼生產(chǎn)總的環(huán)境影響潛力從2000年的3.03×10－11/a下降為2009年的1.89 ×10－11/a，10 年間，下降了37.37%。然而，結(jié)合 2000年至2009年中國(guó)的鋼材產(chǎn)量(2000年為13 146.00萬t，2009年為69 405.40萬t)計(jì)算得出2000年和2009年中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)整個(gè)生命周期內(nèi)總的環(huán)境影響潛力分別為3.98×10－3/a和1.32 ×10－2/a，10 年間，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的環(huán)境影響潛力增強(qiáng)了2.31倍。

圖1 2000、2009年中國(guó)鋼材生產(chǎn)環(huán)境影響潛值

根據(jù)2009年中國(guó)噸鋼生產(chǎn)各工序的詳細(xì)清單，評(píng)價(jià)得出中國(guó)生產(chǎn)1 t普通鋼材各主要工序的能源消耗、溫室效應(yīng)、酸化、富營(yíng)養(yǎng)化和光氧化劑形成5類環(huán)境影響，結(jié)果見圖2。由圖2可知，中國(guó)鋼材生產(chǎn)過程中煉鐵工序產(chǎn)生的環(huán)境影響最大，其各類環(huán)境影響類型潛值占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)流程中各項(xiàng)環(huán)境影響總潛值的比重都比較高，其次是燒結(jié)工序和焦化工序，轉(zhuǎn)爐煉鋼工序的環(huán)境影響最小。鋼材生產(chǎn)過程中能源消耗和溫室效應(yīng)影響主要由煉鐵工序貢獻(xiàn)，煉鐵工序?qū)δ茉聪暮蜏厥倚?yīng)的影響分別占整個(gè)鋼材生產(chǎn)流程能源消耗和溫室效應(yīng)影響的67.79%和49.61%的比重。環(huán)境酸化影響主要集中在燒結(jié)和焦化工序，這兩個(gè)工序的環(huán)境酸化影響占鋼材生產(chǎn)整個(gè)生命周期酸化影響的53.42%和28.76%的比重。另外光氧化劑形成潛力在煉鐵環(huán)節(jié)的貢獻(xiàn)也比較明顯，所占比重達(dá)到43.31%。

圖2 2009年中國(guó)鋼材生產(chǎn)主要生產(chǎn)工序的環(huán)境影響潛值

5 主要結(jié)論及政策建議

本文結(jié)合鋼鐵行業(yè)自身的特點(diǎn)，利用生命周期評(píng)價(jià)方法，建立了中國(guó)2000－2009年鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)整個(gè)流程的生命周期清單，并根據(jù)清單結(jié)果，選取恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境影響類型和特征化模型，對(duì)中國(guó)普通鋼材生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)論發(fā)現(xiàn):溫室效應(yīng)、能源消耗、資源消耗是中國(guó)鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)的主要環(huán)境影響類型，占整個(gè)生命周期內(nèi)總的環(huán)境影響的累計(jì)比重達(dá)到93.42%，其余6.58%的影響主要是由其它幾類環(huán)境影響類型貢獻(xiàn);煉鐵、焦化和燒結(jié)工序是鋼鐵生產(chǎn)環(huán)境影響貢獻(xiàn)度最大的工序。煉鐵工序，對(duì)能源消耗和溫室效應(yīng)的影響占整個(gè)生命周期能源消耗和溫室效應(yīng)影響的比重為67.79%和49.61%。燒結(jié)和焦化工序?qū)Νh(huán)境酸化的影響占整個(gè)生命周期環(huán)境酸化影響的比重為53.42%和28.76%;2000－2009年中國(guó)生產(chǎn)1 t普通鋼材整個(gè)生命周期總的環(huán)境影響潛力減小了37.37%，但中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的環(huán)境影響潛力卻增強(qiáng)了2.31倍。

以上結(jié)論蘊(yùn)含的政策含義是:①降低中國(guó)噸鋼生產(chǎn)的能源消耗應(yīng)重點(diǎn)采用間接節(jié)能方法，通過調(diào)整鋼鐵生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)，合理優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，降低鐵鋼比系數(shù)。②應(yīng)強(qiáng)化燒結(jié)、焦化和煉鐵這三大工序的節(jié)能，提高二次能源利用率。焦化工序應(yīng)加強(qiáng)焦?fàn)t改造，重點(diǎn)發(fā)展高壓干熄焦、煤調(diào)濕;燒結(jié)工序應(yīng)加強(qiáng)燒結(jié)余熱利用;煉鐵工序應(yīng)強(qiáng)化高爐噴煤、高爐干式TRT。③加快淘汰落后產(chǎn)能，進(jìn)一步加強(qiáng)總量控制和結(jié)構(gòu)調(diào)整。積極研究制定以節(jié)能環(huán)保強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)淘汰落后產(chǎn)能的具體措施，加快推動(dòng)規(guī)模優(yōu)勢(shì)企業(yè)兼并重組落后產(chǎn)能和低水平企業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)能改造和技術(shù)水平提升。完善落后產(chǎn)能退出機(jī)制，努力營(yíng)造促進(jìn)企業(yè)公平競(jìng)爭(zhēng)和落后產(chǎn)能退出的市場(chǎng)環(huán)境。

(編輯:張 英)

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