一種基于iso標準的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵生產(chǎn)過程二氧化碳盤查方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于ISO標準的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵生產(chǎn)過程二氧化碳盤查方法，該方法以鋼廠的原物料及能量消耗的數(shù)據(jù)為基礎。首先確定鋼廠生產(chǎn)流程及物料入口、能源入口、產(chǎn)品出口、排放物出口，這四者組成了鋼廠的系統(tǒng)邊界；按煉焦、燒結(jié)、球團、煉鐵、連鑄、煉鋼、軋鋼、及輔助工續(xù)將生產(chǎn)流程劃分為八個工續(xù)段，各工續(xù)段內(nèi)再依據(jù)班組-車間-工續(xù)段自下而上的順序盤查各個原物料、能源項的消耗量；數(shù)據(jù)項統(tǒng)計時涵蓋原物料開采、原料加工、制造、運輸、儲存各個環(huán)節(jié)，并為各工序的每個數(shù)據(jù)項建立唯一的代碼；結(jié)合物料及能量項的CO2排放系數(shù)，可匯總各工序的CO2排放量，再匯總各工序的CO2排放量，計算出鋼廠噸鋼排放的CO2量。
【專利說明】一種基于ISO標準的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵生產(chǎn)過程二氧化碳盤查方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領域，具體說是基于iso標準，一種用于盤查高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵廠每噸鋼CO2排放量的方法。
技術背景
[0002]溫室氣體對全球氣候的影響日益嚴峻，CO2作為主要溫室氣體因排放量巨大而受到全球普遍關注。中國政府高度重視氣候變化問題，采取了一系列政策措施，并向全世界承諾:2009年到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的CO2排放要比2005年下降40%_45%。國家十二.五規(guī)劃綱要中確定了“十二五”期間單位GDP能耗要降低16%，碳強度要降低17%的戰(zhàn)略目標。為嚴格落實這些目標任務，國務院印發(fā)了《“十二.五”控制溫室氣體排放工作方案》，相關的部門和各級地方人民政府積極采取行動，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，節(jié)約能源、提高能效。
[0003]工業(yè)活動是產(chǎn)生溫室氣體的主要因素，其中鋼鐵業(yè)是全球能源密度位居第一、CO2排放量位居第二的產(chǎn)業(yè)。因此如何減少CO2排放成為全球鋼鐵業(yè)關注的核心問題。在國際鋼鐵協(xié)會(IISI)的整合下推出了 CO2突破計劃，積極進行減碳技術的研發(fā)，開發(fā)創(chuàng)新性的低碳生產(chǎn)技術，大幅降低噸鋼CO2的排放，同時倡導各鋼鐵企業(yè)走低石化原料依賴、低CO2排放的道路。
[0004]現(xiàn)在國際上不同的組織和國家對于鋼鐵行業(yè)溫室氣體排放的計算提出了很多方法，但卻沒有統(tǒng)一的方法。我國鋼鐵行業(yè)也已經(jīng)開展了碳排放計算方法的研究，但還沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標準。
[0005]用基于生命周期的方法盤查CO2是目前國際社會較為公認的做法。生命周期評價方法可以對產(chǎn)品、服務、單位的溫室氣體排放及其對環(huán)境潛在的影響進行評價，其盤查過程主要包含:范圍確定、清單分析、影響評價和解釋四個過程。ISO 14067針對一個產(chǎn)品及服務的溫室氣體排放進行盤查與評價，ISO 14064標準對一個組織或企業(yè)的溫室氣體排放做碳足跡盤查與評價。但該標準并不針對某一個具體產(chǎn)品、單位、服務，是具有指導意義的普遍原則。
[0006]本專利申請遵循IS014064、IS014047的原則，采用“基本生命周期”(生命周期分為“完整生命周期”和“基本生命周期”，對產(chǎn)品而言，前者包括:原料開采、運輸、生產(chǎn)加工、使用、銷毀的完整過程；后者僅包括原料開采、運輸、生產(chǎn)加工過程，不包括使用和銷毀過程)的方法對高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵生產(chǎn)過程的CO2排放進行盤查，盤查以鋼鐵生產(chǎn)過程涉及的原物料及能量數(shù)據(jù)為基礎，盤查范圍從原物料及其運輸為起點，到鋼材出鋼廠為終止點，即:采用從“起點”至“大門”的“基本生命周期”盤查方法，國際上稱為“B2B” (Business-to-Business goods)模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵廠的鋼鐵生產(chǎn)過程CO2盤查過程的進行研究，提出了一套既符合IS014064、IS014067規(guī)范，又兼顧我國鋼鐵行業(yè)特點的CO2盤查及統(tǒng)計方法。
[0008]本申請順應了國家節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策，通過盤查可以幫助企業(yè)挖掘節(jié)能減排的潛力，也有利于鋼鐵廠應對未來可能實施的碳稅制度、碳匯交易制度。
[0009]本申請對高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵生產(chǎn)過程的噸鋼CO2排放量進行盤查，遵循IS014064、IS014047的基本要求，采取如下的盤查思路:首先確定高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵廠生產(chǎn)工藝、盤查范圍、盤查的優(yōu)先順序；然后調(diào)查各個物料項及能源項的消耗值，對數(shù)據(jù)項的CO2排放量進行統(tǒng)計和匯總；最后計算出CO2總排放量及噸鋼排放量。為達到本發(fā)明目的，本申請針對盤查時所關鍵步驟進行分析和研究，提出了如下的解決方案(發(fā)明方案)。
[0010](1)考察各長流程鋼鐵廠的生產(chǎn)工藝，確定生產(chǎn)流程、確定系統(tǒng)邊界。
[0011]對長流程鋼鐵廠鋼鐵生產(chǎn)過程CO2盤查，以鋼鐵廠的原物料及能量消耗的數(shù)據(jù)為基礎，先確定生產(chǎn)工藝流程，繪制工藝流程圖，再明確鋼鐵生產(chǎn)流程的系統(tǒng)邊界。盤查范圍以鋼鐵廠入廠的原物料及能源項為起點，以成品鋼材出鋼廠為終點，確定鋼廠的物料入口、能源入口、產(chǎn)品出口、排放物出口，這四者組成了系統(tǒng)的邊界。
[0012]長流程鋼鐵廠物料入口主要包括:鐵礦石、廢鋼、煤炭、焦炭、耐火材料、石灰、鐵合金、電極；工廠能源入口主要包括:外購的電、新水、汽油、重油、天然氣、煤氣；工廠的產(chǎn)品、副產(chǎn)品出口主要包括:鋼材、外售焦爐煤氣、外售轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣、外售電、粗苯、焦油；排放物出口主要包括:中水、高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、氣體排放物。
[0013]⑵制定盤查的優(yōu)先順序。
[0014]長流程鋼鐵廠鋼鐵生產(chǎn)過程歷經(jīng)焦化、燒結(jié)、球團、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼多個工序，通過能源、熔劑及其它各種形式進入鋼鐵生產(chǎn)體系的碳素在各個工序中經(jīng)過一系列變化，一部分進入產(chǎn)品或各種副產(chǎn)品，另一部分以廢氣形式排出。按煉焦、燒結(jié)、球團、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼、及輔助工序?qū)⑸a(chǎn)流程劃分為八個大的工序段，依次對八個工序段的物料項、能源項進行盤查；當各工段內(nèi)還有下級工序(車間)、更下級的工序(班組)時，依據(jù)自下到上(班組-車間-工序段)的順序依次對各個原物料、能源項進行盤查。上述構(gòu)成了盤查的優(yōu)先順序。
[0015](3)統(tǒng)計各工序的原物料、能量項的消耗量。
[0016]數(shù)據(jù)項統(tǒng)計時涵蓋原物料開采及加工、制造、運輸、儲存各個環(huán)節(jié)，既包括生產(chǎn)過程所涉及的原物料、輔材、也包括生產(chǎn)過程的能量、水耗、氣耗，以及生產(chǎn)中涉及的輔助工
序、儲存、包裝、運輸選項。鋼鐵碳足跡計算主要包括以下3個范圍:①直接排放量，包括各
種化石燃料、熔劑、原料。鋼廠的副產(chǎn)品，如外銷電、煤氣、粗苯、煤焦油、用作水泥的鋼渣可以作為碳當量(CO2排放量)的抵扣項。②外購電力、熱和蒸汽所帶來的間接的上游排放；③包括各種燃料、原料、熔劑及動力介質(zhì)的上游生產(chǎn)帶來的排放，以及原料開采及運輸，儲存、包裝各輔助工序、輔助項的間接排放。
[0017]為便于管理數(shù)據(jù)，對各工序每一種原料及能耗均建立唯一的代碼，代碼由7位數(shù)字構(gòu)成，(從左向右)前兩位數(shù)字代表大的工序段，例如，煉焦-01、燒結(jié)-02、球團-03、煉鐵-04、煉鋼-05、連鑄-06、軋鋼-07，依據(jù)各廠實際情況，可以增加特有的工序；(從左向右)第3、4位代表小的工序(例如車間、班組);(從左向右)第5~7為代表物料項、能源項，代碼編列時，為便于管理，大宗項(煤炭、焦炭、礦山、鐵合金、耐火材料)要排在前面。
[0018]⑷匯總工序的CO2排放量。
[0019]CO2排放的計算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于ISO標準的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵生產(chǎn)過程CO2的盤查方法，以鋼鐵廠的原物料及能量消耗的數(shù)據(jù)為基礎，遵循IS014064、IS014047溫室氣體盤查評估的原則，對鋼鐵生產(chǎn)過程的噸鋼CO2排放量進行盤查，其特征在于:(I)首先要確定鋼鐵生產(chǎn)流程并確認鋼鐵廠系統(tǒng)的物料入口、能源入口、產(chǎn)品出口、排放物出口，這四者組成了鋼廠的系統(tǒng)邊界；(2)按煉焦、燒結(jié)、球團、煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼、及輔助工序?qū)⑸a(chǎn)流程劃分為八個工序段，各工序段內(nèi)有車間、班組更小的工序時，依據(jù)班組-車間-工序段自下而上的順序盤查各個工序的原物料、能源項；(3)數(shù)據(jù)項統(tǒng)計時涵蓋原物料開采及加工、制造、運輸、儲存各個環(huán)節(jié)，并為每個數(shù)據(jù)項建立唯一的代碼；每個原物料、能量項的消耗量乘以其CO2排放系數(shù)，就是所述項的CO2排放量；(4)匯總所有物料項及能源項的CO2排放量，即可得到所述工序的CO2排放量；(5)匯總所有工序的CO2排放量，扣除鋼廠副產(chǎn)品的抵扣碳當量，就得到鋼廠實際的CO2排放量，再除以鋼廠總的鋼產(chǎn)量，就能得到每噸鋼平均排放的CO2量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵廠的CO2盤查方法，其特征在于:鋼鐵廠的物料入口主要項包括:鐵礦石、廢鋼、煤炭、焦炭、耐火材料、石灰、鐵合金、電極；鋼鐵廠的能源入口邊界主要項包括:外購電、新水、汽油、重油、柴油、天然氣、煤氣；鋼鐵廠產(chǎn)品出口的主要項包括:鋼材、外售焦爐煤氣、外售轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣、外售電、粗苯、焦油；排放物出口主要項包括:中水、高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵廠的CO2盤查方法，其特征在于:C02排放的計算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵廠的CO2盤查方法，其特征在于:盤查時若單一統(tǒng)計項的排放量低于排放總量的1%時，可以排除，但排除總量不能超過所述產(chǎn)品CO2排放總量的5%，否則必須回溯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐-轉(zhuǎn)爐長流程鋼鐵廠的CO2盤查方法，其特征在于:所述盤查方法既能應用于盤查一個鋼鐵廠總的噸鋼CO2排放量，還能應用于盤查一個具體鋼種的噸鋼CO2排放量。
【文檔編號】G06Q50/26GK104008422SQ201410057489
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】付建勛, 王亞麗, 王燕勇, 趙仁潔, 劉延景, 黃滿標, 謝欣悅, 曹中佳 申請人:上海大學