高成康，陳 杉，陳 勝，王申川

(1.國(guó)家環(huán)境保護(hù)生態(tài)工業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東北大學(xué))，110819 沈陽(yáng)；2.海信容聲(廣東)冰箱有限公司開發(fā)中心，528000 廣東 佛山；3.上海嘉德環(huán)境能源科技有限公司，200336 上海)

?

應(yīng)用LCA分析中國(guó)典型鋼鐵企業(yè)的環(huán)境負(fù)荷

高成康1，陳 杉1，陳 勝2，王申川3

(1.國(guó)家環(huán)境保護(hù)生態(tài)工業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東北大學(xué))，110819 沈陽(yáng)；2.海信容聲(廣東)冰箱有限公司開發(fā)中心，528000 廣東 佛山；3.上海嘉德環(huán)境能源科技有限公司，200336 上海)

為得到鋼材的環(huán)境負(fù)荷，基于生命周期評(píng)價(jià)方法對(duì)中國(guó)典型鋼鐵企業(yè)中不同流程中的各工序，系統(tǒng)、定量地分析評(píng)價(jià)環(huán)境負(fù)荷.采用GaBi 4.3 軟件提供的CML2001環(huán)境影響分類方法，將各工序的環(huán)境影響進(jìn)行分類，并根據(jù)特征化因子，分析生產(chǎn)1 t 鋼材產(chǎn)生的環(huán)境影響.分析結(jié)果表明：長(zhǎng)流程生產(chǎn)過程主要的環(huán)境影響是焦化、燒結(jié)、高爐煉鐵和廢鋼回收環(huán)節(jié)產(chǎn)生的水生生態(tài)毒性、人體毒性、化石能源耗竭和礦產(chǎn)資源耗竭等.其中，長(zhǎng)流程的煉鋼過程對(duì)氣候變化、人體毒性、水生生態(tài)毒性和固體廢棄物的影響較大，分別約占該類型總環(huán)境影響值的30%，95%，50%和90%；短流程生產(chǎn)過程主要的環(huán)境影響為鐵水和電爐煉鋼過程產(chǎn)生的氣候變化、酸化和光化學(xué)臭氧形成等.該研究結(jié)果可為鋼鐵企業(yè)調(diào)整兩種不同流程提供一定的理論依據(jù)，有助于準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)節(jié)能降耗、降低環(huán)境負(fù)荷的潛力所在，從而有利于鋼鐵企業(yè)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化.

生命周期評(píng)價(jià)；鋼鐵聯(lián)合企業(yè)；長(zhǎng)流程；短流程；環(huán)境影響

由于鋼鐵企業(yè)高能耗、高污染、高排放，因此鋼鐵行業(yè)的發(fā)展與資源、環(huán)境問題密切相關(guān)[1].鋼鐵工業(yè)“十二五”規(guī)劃中提出單位工業(yè)增加值能耗和二氧化碳排放分別下降18%，固體廢棄物綜合利用率達(dá)97%以上[2].

現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝主要分為高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程和電爐短流程兩類.基于生命周期評(píng)價(jià)法(LCA)研究鋼鐵兩個(gè)全生產(chǎn)流程環(huán)境負(fù)荷對(duì)比的文獻(xiàn)較少，文獻(xiàn)[3]對(duì)高爐-轉(zhuǎn)爐鋼鐵生產(chǎn)流程的環(huán)境影響進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[4]對(duì)比長(zhǎng)流程和短流程的半生命周期評(píng)價(jià).本文選取了國(guó)內(nèi)典型的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，對(duì)該企業(yè)長(zhǎng)、短兩種流程的鋼鐵產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期評(píng)價(jià)，并對(duì)生產(chǎn)過程中各工序進(jìn)行系統(tǒng)、定量的環(huán)境負(fù)荷分析.從中可以準(zhǔn)確識(shí)別生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)節(jié)能降耗、降低環(huán)境負(fù)荷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為鋼鐵企業(yè)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化提供理論依據(jù).

1 研究模型

生命周期評(píng)價(jià)(life cycle assessment，LCA)，用于評(píng)估與產(chǎn)品有關(guān)的環(huán)境因素及其潛在的影響，其研究貫穿產(chǎn)品生命全過程(即從“搖籃”到“墳?zāi)埂?[5].生命周期評(píng)價(jià)的技術(shù)框架分為4個(gè)部分[6]，如圖1所示.

本次評(píng)價(jià)采用目前比較常用的CML2001 (Centre for Environmental Science，Leiden University，

Netherlands)環(huán)境影響分類方法[7].文中各清單項(xiàng)目對(duì)環(huán)境影響的特征化因子中氣候變化的特征化因子參考IPCC的成果[8]，酸化、光化學(xué)臭氧形成、水體富營(yíng)養(yǎng)化的特征化因子參考美國(guó)EPA的成果.CML2001中描述固體廢棄物產(chǎn)生量的環(huán)境影響是土地占用，有些環(huán)節(jié)排放的固體廢棄物可以循環(huán)利用，不占用土地.因此，直接以固體廢棄物的質(zhì)量表征其產(chǎn)生量，不轉(zhuǎn)換成土地占用面積.本文研究的各清單項(xiàng)目對(duì)環(huán)境影響的特征化因子見表1[9-10].

圖1 生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)框架

為了便于比較評(píng)價(jià)結(jié)果，文中對(duì)各環(huán)境影響歸一化后加權(quán)求和，權(quán)重的確定采取專家咨詢法，各環(huán)境影響的權(quán)重，見表2.

表1 環(huán)境影響類型和相應(yīng)的特征化因子

注：kgXnYm-eq·kg-1表示1 kg相應(yīng)物質(zhì)產(chǎn)生的環(huán)境影響等同于特征化因子對(duì)應(yīng)的質(zhì)量XnYm產(chǎn)生的環(huán)境影響.

表2 各環(huán)境影響的權(quán)重值

2 典型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生命周期評(píng)價(jià)

本研究對(duì)鋼鐵企業(yè)A的長(zhǎng)流程和短流程進(jìn)行分析評(píng)價(jià).污染物排放包括氣體污染物、液體污染物和固體廢棄物.此外，生產(chǎn)過程可能導(dǎo)致的其他生態(tài)影響，如采礦過程會(huì)造成植被破壞等，由于其影響程度與管理部門的管理情況密切相關(guān)，且難以獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù).因此，本研究不予考慮.

2.1 鋼鐵企業(yè)A長(zhǎng)流程的全生命周期評(píng)價(jià)

長(zhǎng)流程鋼鐵產(chǎn)品的生命周期評(píng)價(jià)包括原材料的開采和選礦、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、連鑄、軋鋼、成品及廢鋼處置和回收利用環(huán)節(jié)，對(duì)其建立的研究邊界如圖2所示.

結(jié)合實(shí)際情況，本文針對(duì)長(zhǎng)流程煉鋼過程作如下簡(jiǎn)化：1)考慮到連鑄環(huán)節(jié)的能耗相對(duì)較小，本文不對(duì)此階段進(jìn)行數(shù)據(jù)清單分析；2)由于鋼鐵成品的種類多，各產(chǎn)品的污染物排放少且種類復(fù)雜，對(duì)此作忽略處理；3)煉鋼過程中所需的電力由外購(gòu)和自產(chǎn)兩部分組成.考慮到我國(guó)發(fā)電的主要來源為燃煤發(fā)電，本文以文獻(xiàn) [11]的相關(guān)數(shù)據(jù)另行來計(jì)算污染物排放量.

基于對(duì)鋼鐵企業(yè)A的調(diào)研，分別計(jì)算出單位原煤生產(chǎn)污染物排放清單；每t精鐵礦產(chǎn)品、焦化工序中單位產(chǎn)品、燒結(jié)工序中單位產(chǎn)品，球團(tuán)工序中單位產(chǎn)品、高爐煉鐵工序單位產(chǎn)品、轉(zhuǎn)爐煉鋼中單位產(chǎn)品、軋鋼工序中生產(chǎn)單位產(chǎn)品等的輸入輸出清單，以及回收1 t廢鋼的環(huán)境影響值.其中:

①生產(chǎn)精鐵礦過程產(chǎn)生的氣體污染物主要為煤氣燃燒的產(chǎn)物，包括CO2、SO2、NOx和煙塵，計(jì)算為

(1)

式中：W為生產(chǎn)1 t鋼材生成的CO2的質(zhì)量；V為生產(chǎn)1 t鋼材生成的焦?fàn)t煤氣或高爐煤氣的體積；P1、P2、P3分別為煤氣中CO2、CO和CH4的體積百分比；ρ為CO2的密度取1.98 kg/m3.

②焦化生產(chǎn)過程中SO2、NOx和工業(yè)粉塵的排放數(shù)據(jù)從第1次全國(guó)污染源普查(2008年)工業(yè)污染源排污系數(shù)[12]中得到.

圖2 長(zhǎng)流程鋼鐵產(chǎn)品全生命周期評(píng)價(jià)邊界

③燒結(jié)過程固體燃料的CO2排放量根據(jù)中國(guó)燃煤中碳的排放系數(shù)和實(shí)際的燃煤量計(jì)算.碳的排放系數(shù)取24.74 t/TJ[13]，碳的氧化率取90%.不完全燃燒產(chǎn)物CO和CH4的排放因子根據(jù)IPCC推薦的值，分別為150和10 kg/TJ[14]，NMVOC的排放因子取15 g/GJ[15].燒結(jié)生產(chǎn)過程中SO2、NOx和工業(yè)粉塵的排放數(shù)據(jù)取自第1次全國(guó)污染源普查(2008年)工業(yè)污染源排污系數(shù).

④球團(tuán)礦生產(chǎn)的主要燃料消耗是高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣.因此，球團(tuán)工序的二氧化碳排放量可以按式(1)計(jì)算，其他污染物的排放量根據(jù)第1次全國(guó)污染源普查(2008年)工業(yè)污染源排污系數(shù)來求得.

⑤高爐煉鐵過程中固體燃料的CO2排放量根據(jù)中國(guó)燃煤中碳的排放系數(shù)和實(shí)際燃煤量計(jì)算.煤氣燃燒產(chǎn)生的CO2量按式(1)計(jì)算.把固體燃燒CO2排放量與煤氣燃燒CO2排放量相加就是高爐煉鐵過程的總CO2排放量.生產(chǎn)過程中SO2、NOx和工業(yè)粉塵的排放數(shù)據(jù)取自第1次全國(guó)污染源普查(2008年) 工業(yè)污染源排污系數(shù).

⑥ 轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的污染物排放量與高爐煉鐵工程的計(jì)算方法相同.

⑦軋鋼工程中煤氣燃燒產(chǎn)生的CO2量按式(1)計(jì)算.其他污染物的排放數(shù)據(jù)取自第1次全國(guó)污染源普查( 2008年) 工業(yè)污染源排污系數(shù)，且水處理采用化學(xué)混凝沉淀.

⑧在廢鋼回收階段，根據(jù)第1次全國(guó)污染源普查(2008年)工業(yè)污染源排污系數(shù)0.03 t/t-原料和我國(guó)平均廢鋼回收率為38%[16]可知，每t鋼產(chǎn)品最后回收能夠得到0.38 t.

在電力排放清單中，根據(jù)對(duì)企業(yè)A的調(diào)研可知，長(zhǎng)流程每生產(chǎn)1 t不銹鋼材的電耗為88.63 kW·h，其中有69.35 kW·h的電力來自外購(gòu)，那么長(zhǎng)流程每生產(chǎn)1 t不銹鋼材的電耗所攜帶的環(huán)境負(fù)荷，見表3.

表3 生產(chǎn)單位不銹鋼材外購(gòu)電力的主要環(huán)境負(fù)荷

在企業(yè)A長(zhǎng)流程生產(chǎn)過程中物質(zhì)消耗以及污染物排放分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)環(huán)境影響特征化因子，對(duì)1 t不銹鋼材的全生命周期所產(chǎn)生的環(huán)境影響值進(jìn)行綜合比較分析，結(jié)果見表4.

基于上述建立的模型和分析過程，如圖3、4所示，圖中結(jié)果表明：

1)在長(zhǎng)流程的煉鋼過程中，主要是焦化、燒結(jié)、高爐煉鐵和廢鋼回收環(huán)節(jié)的環(huán)境影響.其中，高爐煉鐵工序的環(huán)境影響最大，占全生命周期總環(huán)境影響的31%.其次是廢鋼回收過程的環(huán)境影響，占總環(huán)境影響的22%.相對(duì)來說，轉(zhuǎn)爐煉鋼過程、原材料生產(chǎn)和軋鋼過程的環(huán)境影響都很小.

2)針對(duì)各環(huán)節(jié)的不同環(huán)境影響類型的比較可以得出，高爐煉鐵過程對(duì)氣候變化、人體毒性和固體廢棄物的影響最大，分別占該類型總環(huán)境影響值的33%，95%,92%.這是由于在高爐煉鐵過程中的SO2、NOx和工業(yè)粉塵的大量排放.因此，在煉鐵過程中要做好污染物的監(jiān)測(cè)和治理，并普及高爐煉鐵過程的相關(guān)清潔生產(chǎn)技術(shù).

3)焦化過程中對(duì)化石能源耗竭的影響最大，占該類型總影響值的84%.其次是對(duì)水生生態(tài)毒性的影響，占總影響值的59%.這主要是在生產(chǎn)焦炭的過程中產(chǎn)生的揮發(fā)酚和氰化物造成的.因此，做好副產(chǎn)品的回收利用工作以及污水的處理很重要.

表4 長(zhǎng)流程生產(chǎn)1 t不銹鋼材的環(huán)境影響值

圖3 長(zhǎng)流程各生產(chǎn)環(huán)節(jié)環(huán)境影響比例統(tǒng)計(jì)

圖4 鋼鐵企業(yè)A全生命周期各環(huán)節(jié)總環(huán)境影響值比較

4)燒結(jié)工序中以對(duì)酸化影響較大，占總影響值的47%.這主要是由于在生產(chǎn)燒結(jié)礦時(shí)SO2和NOx的大量排放造成的.其次，燒結(jié)工序和球團(tuán)工序?qū)ΦV產(chǎn)資源耗竭的影響最大，分別占總影響值的54%, 46%.這是由于在生產(chǎn)燒結(jié)礦和造球過程中對(duì)鐵精礦的大量消耗造成的.

5)在廢鋼回收過程中，產(chǎn)生的污染物對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的形成和光化學(xué)臭氧形成的影響最大，分別占總影響值的65%, 93%.這主要是由于廢鋼在加工時(shí)產(chǎn)生了二次污染.

2.2 鋼鐵企業(yè)A短流程全生命周期評(píng)價(jià)

鋼鐵生產(chǎn)的短流程包括廢鋼、電爐煉鋼、薄板坯連鑄和熱軋工序.對(duì)于短流程的生命周期評(píng)價(jià)則還包括了成品和最后產(chǎn)品的處置回收階段，故整個(gè)流程為廢鋼、電爐、連鑄、軋鋼、成品和產(chǎn)品報(bào)廢處置回收，如圖5所示.

圖5 短流程鋼鐵生產(chǎn)生命周期評(píng)價(jià)邊界

依據(jù)相關(guān)參數(shù)和計(jì)算分析模型，同樣分析企業(yè)A短流程生產(chǎn)過程中環(huán)境負(fù)荷排放，如圖6所示.

圖6 企業(yè)A短流程各生產(chǎn)環(huán)節(jié)環(huán)境影響比例統(tǒng)計(jì)圖

分析圖6可得：1)在企業(yè)A的短流程煉鋼過程中，主要的環(huán)境影響來源于鐵水和電爐煉鋼過程，分別占總影響值的50%, 31%；2)比較各環(huán)節(jié)的環(huán)境影響，電爐煉鋼過程對(duì)氣候變化、酸化和光化學(xué)臭氧形成的影響最大，分別占相應(yīng)環(huán)境總影響值的62%, 73%, 82%.這主要是由于電爐煉鋼過程對(duì)電力的大量消耗，而電力的主要來源為燃煤發(fā)電;3)鐵水所攜帶的環(huán)境負(fù)荷主要對(duì)水生生態(tài)毒性、人體毒性、固體廢棄物和礦產(chǎn)資源耗竭有影響，分別占相應(yīng)環(huán)境總影響值的100%, 82%, 68%和100%.因此，對(duì)于短流程煉鋼過程要盡量減少鐵水的投入.

2.3 長(zhǎng)流程與短流程全生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果比較分析

對(duì)比企業(yè)A不銹鋼長(zhǎng)流程和短流程全生命周期的環(huán)境影響值，見表5，結(jié)果表明：企業(yè)A長(zhǎng)流程在化石能源耗竭、礦產(chǎn)資源耗竭、水生生態(tài)毒性和人體毒性的環(huán)境影響分別是短流程的177.18%, 143.93%, 175.30%, 175.21%.這是由于在燒結(jié)球團(tuán)高爐煉鐵過程消耗了許多能源和礦產(chǎn)資源，焦化對(duì)化石能源消耗影響、水生生態(tài)毒性很大，而高爐煉鐵也是影響水生生態(tài)毒性的主要因素之一.而在對(duì)氣候變化、酸化和光化學(xué)臭氧形成的影響中，長(zhǎng)流程只有短流程的56.22%,40.42%,24.74%.這是因?yàn)榭紤]了電力生產(chǎn)的環(huán)境影響.對(duì)于固體廢棄物，長(zhǎng)流程卻是短流程的72.11%，這是由于短流程的煉鋼過程中投入了大量的鐵水，而在短流程的評(píng)價(jià)過程中考慮了鐵水所攜帶的環(huán)境負(fù)荷.

表5 企業(yè)A生產(chǎn)1 t不銹鋼長(zhǎng)流程和短流程環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果比較

環(huán)境影響長(zhǎng)流程短流程相對(duì)值/%氣候變化/(kgCO2-eq)2.62×1034.66×10356.22酸化/(kgSO2-eq)6.791.68×10140.42光化學(xué)臭氧形成/(kgC2H4-eq)5.79×10-22.34×10-124.74富營(yíng)養(yǎng)化/(kgPO43--eq)3.32×10-13.27×10-1101.53水生生態(tài)毒性/(kgC6H4Cl2-eq)7.30×10-24.12×10-2177.18人體毒性/(kgC6H4Cl2-eq)8.78×1016.10×101143.93化石能源耗竭/(kgSb-eq)7.24×10-54.13×10-5175.30礦產(chǎn)資源耗竭/(kgSb-eq)4.10×10-32.34×10-3175.21固體廢棄物/kg3.80×1025.27×10272.11

3 結(jié) 論

1)利用生命周期評(píng)價(jià)方法，對(duì)中國(guó)典型鋼鐵企業(yè)的不同生產(chǎn)流程進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在整個(gè)長(zhǎng)流程的生產(chǎn)過程中，主要是焦化、燒結(jié)、高爐煉鐵和廢鋼回收環(huán)節(jié)的環(huán)境影響.其中，高爐煉鐵工序的環(huán)境影響最大，約占全生命周期總環(huán)境影響的30%.其次是廢鋼回收過程的環(huán)境影響，約占總環(huán)境影響的20%，說明在利用生命周期評(píng)價(jià)鋼鐵產(chǎn)品時(shí)不能忽略廢鋼回收環(huán)節(jié).

2)針對(duì)各環(huán)節(jié)的不同環(huán)境影響類型的比較可以看出，高爐煉鋼過程對(duì)氣候變化、人體毒性、水生生態(tài)毒性和固體廢棄物的影響較大，分別約占該類型總環(huán)境影響值的30%,95%,50%,90%.

3)比較鋼鐵生產(chǎn)的兩類不同流程的環(huán)境影響，可以看出短流程生產(chǎn)過程主要的環(huán)境影響為氣候變化、酸化和光化學(xué)臭氧形成.因此，可適當(dāng)增加電爐煉鋼.

[1] 劉晉波. 鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排刻不容緩[J]. 經(jīng)濟(jì)，2011，(12)：96-97.

[2] 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部. 鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL]. http://www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n11293907/n11368223/14303771.html，2011.

[3] 安靜，薛向欣.高爐-轉(zhuǎn)爐鋼鐵生產(chǎn)流程環(huán)境影響研究[J].鋼鐵，2011，46(7)：90-94.

[4] 杜濤，蔡九菊.應(yīng)用LCA方法分析鋼鐵產(chǎn)品的環(huán)境負(fù)荷[J].鋼鐵，2002，37(s)：696-699.

[5] 冷如波. 產(chǎn)品生命周期3E+S評(píng)價(jià)與決策分析方法研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2007：40-65.

[6] 鄧南圣，王小兵.生命周期評(píng)價(jià)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：129-144.

[7] DREYER L C，NIEMANN A L, HAUSCHILD M Z. Comparison of three different LCIA methods: EDIP97，CM L2001 and ecoindicator 99-does it matter which one you choose?[J]. International Journal of Life Cycle Assessment，2003，8(4):191-200.

[8] 王壽兵，吳峰，劉晶茹. 產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：58-59.

[9] GAO Feng, NIE Zuoren, WANG Zhihong, et.al. Characterization and normalization factors of abiotic resource depletion for life cycle impact assessment in China [J].Science in China Series E: Technological Sciences, 2009, 52(1):215-222.

[10]HUIJBREGTS M A J, THISSEN U, GUINEE J B, et al. Priority assessment of toxic substances in life cycle assessment，Part I: Calculation of toxicity potentials for 181 substances with the nested multi-media fate，exposure and effects model USES-LCA [J]. Chemosphere，2000，41(4): 541-573.

[11]狄向華，聶祚仁，左鐵鏞.中國(guó)火力發(fā)電燃料消耗的生命周期排放清單[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2005，25(5)：632-635.[12]中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.第一次全國(guó)污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)查詢單機(jī)版數(shù)據(jù)庫(kù)[DB/OL].(2008-05-13)[2008-05-14].http://cpsc.mep.gov.cn/pwxs/.

[13]吳宗鑫，陳文穎.以煤為主多元化的清潔能源戰(zhàn)略[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001：144-145.

[14]Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Reference Manual (Vol.3) [EB/ OL][2009-09-01]. http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gl/invs6.html.

[15]KLIMONT Z, STREETS D G, GUPTA S, et.al. Anthropogenic emissions of non-methane volatile organic compounds in China [J]. Atmospheric Environment，2002，36(8):1309-1322.

[16]徐曙光，曹新元.我國(guó)廢鋼的利用現(xiàn)狀與分析[J].國(guó)土資源情報(bào)，2006，8：25-28.

(編輯 張 紅)

Life cycle assessment of integrated iron and steel works in China

GAO Chengkang1, CHEN Shan1, CHEN Sheng2, WANG Shenchuan1

(1.State Environmental Proteetion Key Laboratory of Eco-Industry(Northeastern University), 110819 Shenyang, China; 2.Hisense Rongshen (Guangdong) Refrigerator Co., Ltd Development Center, 528000 Foshan, Guangdong, China; 3.Shanghai Cadre Environment Energy Science and Technology Co., Ltd, 200336 Shanghai,China)

Based on the data from a steel company, this paper applied life cycle assessment and GaBi 4.3 to analyze the material, energy consumption and emission during production of 1 t on steel by CML2001 method was used to perform environmental impact assessment of steel production. The results showed that the major environmental impact of BF-BOF steelmaking process includes aquatic ecotoxicity, human toxicity, fossil energy depletion and mineral resource depletion from coking, sintering, blast furnace and steel scrap recycling. And climate change, human toxicity, aquatic ecotoxicity, solid waste take up 30%, 95%, 50% and 90% of the total environmental impact, respectively. The major environmental impact of electric furnace steelmaking process includes mainly climate change, acidification and photochemical ozone formation from the molten iron and electric steelmaking processes. So a reliable basis of for decision making for iron and steel enterprises to adjust two different processes is provided. And the research helps to accurately discover energy saving, reduce the potential for environmental load in various aspects of the production process, thus contribute to iron and steel enterprises to improve or optimize production processes.

life cycle assessment；integrated iron and steel works；BF-LD process；electric furnace steelmaking process；environmental impact

10.11918/j.issn.0367-6234.2016.04.030

2014-09-10.

國(guó)家自然科學(xué)基金(41301643，71373003，41401636)；遼寧省社會(huì)發(fā)展攻關(guān)計(jì)劃資助(2012201011)；國(guó)家環(huán)保部公益項(xiàng)目資助(201009063).

高成康(1977—)，女，副教授.

高成康，gaock@smm.neu.edu.cn.

X757

A

0367-6234(2016)04-0177-05