基于LCA方法的钢铁流程工业CO2排放模型与减排机理研究

The problems of high energy consumption and serious pollution generally exists in Chinese process industry. The CO2 emissions from steelworks accounts for 9.2％ of the total CO2 emissions in China. Thus emission reduction of process industry is the inevitable choice to protect environment and sustainable development in our country. The CO2 accounting model of top-down can calculate CO2 emissions of process industry, but there are two shortages, the measures of reducing CO2 emissions can not analysis, and information of CO2 emissions of products are not available. The bottom-up model will be set up, which is calculated CO2 emissions of products in different boundary based on life cycle assessment. Environmental load allocation rule of by-products in internal recycling is demonstrated and internal evaluation mechanism of the iron and steel process industry CO2 emissions is proposed. The main influence factors of CO2 emissions are found by sensible analysis of the parameters of model and the measures of reducing CO2 emissions will be proposed by best available technology analysis of main factors. The influence of structure parameters, operational parameters and the upstream and downstream parameters on CO2 emissions is analysed to grasp the reduction mechanism of process structure, energy flow change, green procurement and by-products recycling. On this basis, the CO2 emissions model and reduction mechanism will be put into practice in Baosteel Corporation and Laiwu steel company. The project has theoretical significance and practical application value for CO2 accounting of products in different boundary, emission reduction mechanism analysis and CO2 emissions internal assessment mechanism of the iron and steel process industry.

我国流程工业普遍存在能耗高、污染严重等问题，就我国钢铁工业来说，其CO2排放占全国的9.2％，是CO2排放大户，因此流程工业减排是我国保护环境和可持续发展的必然选择。自顶向下的CO2核算模型虽然能够计算流程工业的CO2排放，但不能分析减排机理，也不能提供产品的CO2排放信息。本项目利用生命周期评价方法建立钢铁流程工业自底向上的CO2排放模型，计算不同边界的CO2排放；深入研究副产品内部循环的环境负荷分配方法，提出钢铁流程工业CO2排放内部考核机制；对模型的输入参数进行敏感性分析，找出CO2排放的主要影响因素；分析模型的结构参数、运行参数和上下游参数对CO2排放的影响，掌握流程结构、能流物流变化、绿色采购和副产品循环的减排机理；利用构建的模型和减排机理，以宝钢和莱钢为例进行实证研究。本项目对于钢铁流程工业CO2排放核算、减排机理分析、制定CO2排放内部考核机制等具有重要的理论意义和应用价值。

由温室气体排放增加而导致的气候变化是当今人类社会面临的共同挑战。大量消费化石能源所产生的CO2累积排放，导致大气中温室气体浓度显著增加，加剧了以温升为主要特征的全球气候变化。我国钢铁流程工业来普遍存在能耗高、污染严重等问题，是CO2排放大户。目前，“一带一路”沿线大部分国家已向《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）提交了自主贡献预案，CO2减排承诺是其中的重点和核心，一切减排措施都是围绕其减排承诺值来实施的，在此背景下，钢铁流程工业减排成为我国保护环境和可持续发展的必然选择。. 本项目对钢铁流程工业CO2排放模型和减排机理进行了一系列系统研究。在生命周期评价（LCA）理论指导下，建立了以企业整体为边界和以工序为边界的两类CO2排放模型（企业模型和工序模型）。在此基础上，进一步对CO2排放影响因素进行了宏观和微观两个层面的研究，探索钢铁流程工业CO2减排机理，并对钢铁企业CO2排放考核机制与工业碳排放影响因素进行了初步研究和探讨。. 所构建的CO2排放企业模型核算方法相对简单，核算结果可应用于政府对企业的碳排放考核；工序模型是在考虑企业内部能流和物流循环的情况下，通过工序边界碳输入和碳输出的平衡得出工序碳排放量，核算结果可用于企业内部的碳排放考核和减排决策。企业模型和工序模型的建立，可以有效指导企业编制碳排放清单，达到企业整体减排的目的。对钢铁流程工业CO2排放影响因素的分析，对于探索CO2排放对这些参数的响应规律和减排机理提供了基础，且为减排策略的提出提供了依据。钢铁企业节能减排考核评价体系的研究，有助于钢铁企业认清节能减排中存在的薄弱环节，为提升节能减排工作效率提供科学决策依据。对能源消耗与碳排放量大的工业部门碳排放影响因素进行初步探索，既有助于了解工业碳排放的主要影响因素及其影响程度，为政府部门进一步制定有效可行的工业碳减排策略提供科学依据，同时也对未来实现工业经济与环境保护的协调发展具有重要意义和应用价值。