第12期 白皓等：钢铁企业CO,排放模型及减排策略 1625 100%回收利用：③熔剂全部为石灰石，且焙烧过程 3500 1800 中完全反应：④其他原料的碳输入为零：⑤生铁不存 图CO,排放量 2800 ◆钢产量 在外售，全部应用于生产， 1200 ,2100 2钢铁企业CO排放量的数据分析 1400 600 根据模型，计算出国内某钢铁厂2001一2007年 700 C0排放量，计算结果如图2所示.以2007年该钢 铁厂的数据为例，输入端能源折合C9排放量为 0 2001 2002 2003 2004 20052006 2007 3268.26历，输入端熔剂折合C9排放量为117.65 年份 万，tC9总排放量为3244.09万，最终以C0形式 图3钢产量和C门排放总量关系 输出的碳占输入碳源的95.81%，且输入端能源折 Fg 3 Rela tionsh p of seel product ou put and Co em issins 合CO排放量占输入碳源的绝大部分，是决定钢铁 企业CO排放的主要因素. 2.15 一吨钢C02排放量 ◆←吨钢综合能耗 4000 20.65 2.05 -3000 20.25 8 2.00 2. 一输入端能源折合C0,排放量 ·一输入端熔剂折合C0,排放量 sl 19.85 一输出端（副）产品固定碳折合CO2排放量 1.90L 19.45 艹实际排放量 2001200220032004200520062007 年份 图4吨钢0排放量与吨钢综合能耗比较图 2001 2002 2003 2004 2005 20062007 Fg4 Conparison between CO,emissons per on and enegy con 年份 sumPtion per on 图2钢铁厂不同年份002排放 Fg 2 Amount of annual Co emissions in the steel plant n different 表2知洗精煤的总影响系数最高，说明消耗相同质 years 量的三种煤，洗精煤燃烧产生的①最多.因此，洗 2.1CQ排放量的影响因素 精煤的使用比例偏高，会导致CQ排放量增加. 2.1.1C9排放量与钢产量的关系 表2洗精煤，动力煤和喷吹煤的总影响系数 Table2 The toml mpact factor of washed coa]steam coaland injection 根据2001一2007年该钢铁厂的数据，钢产量与 ooal CQ排放量的关系如图3所示.可以看出，C0排 放量和钢产量的变化趋势基本是一致的，即钢产量 能源种类 洗精煤 动力煤 喷吹煤 总影响系数/(t「1) 28152 22136 2.4684 越高，C9排放量越大.但是，考察吨钢C①排放量 与吨钢综合能耗的关系（图4），它们的变化趋势是 通过图5可以看出，洗精煤的用量与吨钢C0 不一致的，即吨钢综合能耗低并不意味着较低的 排放量的变化趋势基本相同，2004年洗精煤用量下 C9排放量，如2002年的数据.根据分析，认为这 降吨钢CO排放量反而增加，是因为钢铁厂排放量 与钢铁厂能源结构、生产结构的变化有关，因此有必 还受产品结构因素和生产工序能耗的影响.比如 要研究影响吨钢C)排放量的因素. 2002和2003年该钢铁厂对初轧工序进行了生产能 2.1.2吨钢CQ排放量的影响因素 力的改造，同时也增加了能耗，从而使吨钢CO排 实际上，C9排放量与能源结构有很大关系.钢 放量增加.2004年该钢铁厂合并了另一家薄板企 铁厂的能源消耗主要由三部分构成：洗精煤、动力煤 业，是能耗增加的重要原因.2006年虽然洗精煤的 和喷吹煤.表2是不同煤种的总影响系数比较，总 使用比例有所降低，但由于该钢铁厂增加了管加工 影响系数是不同煤种的能源折标准煤系数与其C? 线和热加工线，另外2005年该钢铁厂增加了高炉及 排放因子的乘积.能源折标准煤系数是单位质量的 厚板工序，这些都导致了能耗的增加，进而使得吨钢 某种能源折算成标准煤的数量，本文中所用到的数 C0排放量升高. 据来源于《中国能源统计年鉴和中国钢铁协会.由 由此可见，洗精煤的使用量是影响吨钢C)排第 12期 白 皓等:钢铁企业 CO2 排放模型及减排策略 100%回收利用;③熔剂全部为石灰石, 且焙烧过程 中完全反应 ;④其他原料的碳输入为零;⑤生铁不存 在外售, 全部应用于生产. 2 钢铁企业 CO2 排放量的数据分析 根据模型, 计算出国内某钢铁厂 2001— 2007年 CO2 排放量, 计算结果如图 2所示 .以 2007年该钢 铁厂的数据为例, 输入端能源折合 CO2 排放量为 3 268.26万 t, 输入端熔剂折合 CO2 排放量为 117.65 万 t, CO2 总排放量为 3244.09万 t, 最终以 CO2 形式 输出的碳占输入碳源的 95.81%, 且输入端能源折 合 CO2 排放量占输入碳源的绝大部分, 是决定钢铁 企业 CO2 排放的主要因素. 图 2 钢铁厂不同年份 CO2 排放 Fig.2 AmountofannualCO2 emissionsinthesteelplantindifferent years 2.1 CO2 排放量的影响因素 2.1.1 CO2 排放量与钢产量的关系 根据 2001— 2007年该钢铁厂的数据, 钢产量与 CO2 排放量的关系如图 3 所示.可以看出, CO2 排 放量和钢产量的变化趋势基本是一致的, 即钢产量 越高, CO2 排放量越大 .但是, 考察吨钢 CO2 排放量 与吨钢综合能耗的关系 (图 4), 它们的变化趋势是 不一致的, 即吨钢综合能耗低并不意味着较低的 CO2 排放量, 如 2002 年的数据.根据分析, 认为这 与钢铁厂能源结构、生产结构的变化有关, 因此有必 要研究影响吨钢 CO2 排放量的因素. 2.1.2 吨钢 CO2 排放量的影响因素 实际上, CO2 排放量与能源结构有很大关系.钢 铁厂的能源消耗主要由三部分构成:洗精煤、动力煤 和喷吹煤.表 2是不同煤种的总影响系数比较, 总 影响系数是不同煤种的能源折标准煤系数与其 CO2 排放因子的乘积 .能源折标准煤系数是单位质量的 某种能源折算成标准煤的数量, 本文中所用到的数 据来源于《中国能源统计年鉴》和中国钢铁协会 .由 图 3 钢产量和 CO2 排放总量关系 Fig.3 RelationshipofsteelproductoutputandCO2 emissions 图 4 吨钢 CO2 排放量与吨钢综合能耗比较图 Fig.4 ComparisonbetweenCO2 emissionspertonandenergycon￾sumptionperton 表 2知洗精煤的总影响系数最高, 说明消耗相同质 量的三种煤, 洗精煤燃烧产生的 CO2 最多 .因此, 洗 精煤的使用比例偏高, 会导致 CO2 排放量增加 . 表 2 洗精煤、动力煤和喷吹煤的总影响系数 Table2 Thetotalimpactfactorofwashedcoal, steamcoalandinjection coal 能源种类 洗精煤 动力煤 喷吹煤 总影响系数 /( t·t-1 ) 2.815 2 2.213 6 2.468 4 通过图 5可以看出, 洗精煤的用量与吨钢 CO2 排放量的变化趋势基本相同, 2004年洗精煤用量下 降吨钢 CO2 排放量反而增加, 是因为钢铁厂排放量 还受产品结构因素和生产工序能耗的影响 .比如 2002和 2003年该钢铁厂对初轧工序进行了生产能 力的改造, 同时也增加了能耗, 从而使吨钢 CO2 排 放量增加 .2004 年该钢铁厂合并了另一家薄板企 业, 是能耗增加的重要原因 .2006 年虽然洗精煤的 使用比例有所降低, 但由于该钢铁厂增加了管加工 线和热加工线, 另外 2005年该钢铁厂增加了高炉及 厚板工序, 这些都导致了能耗的增加, 进而使得吨钢 CO2 排放量升高. 由此可见, 洗精煤的使用量是影响吨钢 CO2 排 · 1625·