劉 春,吳禮云
(1.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司能源與環(huán)境部;2.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司辦公室,河北唐山 063200)
溫室氣體的大量排放造成了全球極端氣候事件頻發(fā),氣候變化給人類的生存帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅,推動(dòng)綠色低碳發(fā)展,減少和控制溫室氣體排放已成為世界各國(guó)面臨的緊迫的任務(wù)。我國(guó)政府向世界莊嚴(yán)承諾,2030年前CO2排放達(dá)峰值,萬(wàn)元GDP排放量比2005 年下降60%~65%、非化石能源使用占比目標(biāo)達(dá)到20%左右。2020 年9 月22 日習(xí)主席在75 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話承諾,中國(guó)在2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和。從2013 年開(kāi)始中國(guó)政府在全國(guó)7個(gè)省(市)、8大行業(yè)實(shí)行試點(diǎn)核算報(bào)告機(jī)制,鋼鐵行業(yè)是試點(diǎn)行業(yè)之一,主要排放的溫室氣體是CO2。
目前中國(guó)鋼鐵企業(yè)進(jìn)行CO2排放核算是《鋼鐵核算指南》方法,是參照《2006 年IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南》第二卷(能源)和第三卷(工業(yè)過(guò)程和產(chǎn)品使用)CO2排放計(jì)算方法制定的[1],核心是將企業(yè)視為一個(gè)整體,基于企業(yè)層面邊界的碳元素投入產(chǎn)出平衡方法計(jì)算企業(yè)的CO2排放量。鋼鐵企業(yè)CO2排放及核算邊界如圖1所示。
圖1 鋼鐵企業(yè)CO2排放及核算邊界
溫室氣體排放采用如下核算公式[2]。
式中:Eco2——企業(yè)CO2排放總量,t(tCO2)。
CO2排放總量是由四部分構(gòu)成,其中前三項(xiàng)化石燃料燃燒排放、工藝過(guò)程排放、凈消耗電力熱力排放是輸入項(xiàng),而固碳隱含排放是輸出邊界排放,是核減項(xiàng)。
(1)化石燃料燃燒排放
生產(chǎn)過(guò)程消耗焦炭、煙煤、煉焦煤、天然氣、無(wú)煙煤、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、汽油、柴油、LNG燃燒產(chǎn)生的排放采用如下核算方法:
化石燃料燃燒二氧化碳排放等于消耗每種燃料的活動(dòng)水平與排放因子乘積之和。
(2)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放
生產(chǎn)過(guò)程消耗白云石、石灰石等溶劑消耗產(chǎn)生的CO2排放采用《鋼鐵核算指南》中的如下核算方法:
工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程二氧化碳排放量等于每種溶劑消耗量與排放因子的乘積之和。
生產(chǎn)過(guò)程消耗生鐵、電極、廢鋼、合金等含碳原料產(chǎn)生的排放采用核算方法:
原料消耗產(chǎn)生的排放等于每種含碳原料消耗量與排放因子的乘積之和
(3)凈購(gòu)入電力、熱力產(chǎn)生的排放[3]
凈購(gòu)入電力、熱力產(chǎn)生的二氧化碳排放采用如下核算方法:
凈購(gòu)入電力排放等于凈購(gòu)入電力與電力排放因子乘積;凈購(gòu)入熱力排放等于凈購(gòu)入熱力量與熱力排放因子乘積。
(4)固碳隱含排放[4]
固碳產(chǎn)品外銷,產(chǎn)生的排放采用如下核算方法:
固碳隱含二氧化碳排放等于每種外銷固碳產(chǎn)品數(shù)量與排放因子乘積之和。
衡量企業(yè)排放水平高低一般用碳排放強(qiáng)度(tCO2/t粗鋼)指標(biāo),而對(duì)于兩個(gè)能耗相近的長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)這一指標(biāo)差距很大,而且沒(méi)有可比性。造成這一現(xiàn)象的原因除產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝先進(jìn)性差異、附屬設(shè)施設(shè)置、運(yùn)輸、管理、余熱利用等與碳元素相關(guān)因素外,工業(yè)三廢再利用環(huán)節(jié)也是重要影響因素之一。比如除塵及凈化設(shè)施耗電,向外部提供濃鹽水要提高水泵功率,廢氣凈化生產(chǎn)硫酸、化肥的設(shè)施,這些都間接地增加了企業(yè)的CO2排放,而且工業(yè)三廢利用越多產(chǎn)生排放越多,企業(yè)碳配額越吃虧。這與國(guó)家提倡的廢物資源化,垃圾減量化,對(duì)環(huán)境的影響最小化的政策相悖,所以在核算鋼鐵企業(yè)CO2排放量過(guò)程中應(yīng)充分考慮循環(huán)經(jīng)濟(jì)影響。
對(duì)于大型鋼鐵聯(lián)合制造企業(yè),制造過(guò)程產(chǎn)生大量的廢棄物,例如固體廢棄物高爐水渣、煉鋼鋼渣、自備電廠粉煤灰、爐渣以及各種除塵灰,其中含碳、含鐵廢棄物經(jīng)過(guò)加工處理再利用,大量的不含碳廢棄物供給到相關(guān)行業(yè)作為原料進(jìn)行再利用。海水淡化后的高鹽海水直接供給到鹽化工企業(yè)直接利用,減少了鹽化工廠用粗海水再提濃度環(huán)節(jié)。焦化工序?qū)Ω碑a(chǎn)品焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理,將荒煤氣中的硫元素制成硫酸、合成氨化肥。
區(qū)別于《鋼鐵核算指南》中定義的隱含排放,把輸出企業(yè)邊界的不含碳物質(zhì)在下游行業(yè)作為原料消耗并對(duì)下游行業(yè)CO2排放產(chǎn)生影響的物質(zhì)定義為非常規(guī)隱含排放物。因非常規(guī)隱含排放物消耗導(dǎo)致下游企業(yè)CO2排放變化量稱為非常規(guī)隱含排放(單位為噸(tCO2),循環(huán)經(jīng)濟(jì)下的鋼鐵企業(yè)CO2排放核算邊界見(jiàn)圖2所示。
圖2 循環(huán)經(jīng)濟(jì)下的鋼鐵企業(yè)CO2排放核算邊界
一般情況下,鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的工業(yè)三廢除企業(yè)進(jìn)行消化外,主要是依托第三方進(jìn)行消納,比如自備電廠粉煤灰直接銷售給水泥企業(yè)直接用于生產(chǎn)混凝土,直接替代水泥。降低了水泥企業(yè)的碳排放強(qiáng)度,高爐水渣直接銷售給水泥廠經(jīng)過(guò)磨細(xì)后直接替代水泥使用,這部分替代水泥是不經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯燒制減少了大部分排放。按照非常規(guī)隱含排放物定義,這里電站粉煤灰、高爐水渣就是非常規(guī)隱含排放物,水泥企業(yè)利用它導(dǎo)致自身排放降低,降低部分就是非常規(guī)隱含排放。鋼渣制磚替代黏土磚燒制,減少了大部分碳排放。海水淡化濃鹽水銷售給鹽化工企業(yè)直接降低化工廠海水預(yù)處理環(huán)節(jié)排放。因此鋼渣對(duì)于建筑材料行業(yè);濃鹽海水對(duì)于鹽化工企業(yè);硫酸、化肥對(duì)于化工企業(yè)都是非常規(guī)隱含排放物,都會(huì)產(chǎn)生非常規(guī)隱含排放。
水泥企業(yè)利用非常規(guī)隱含排放物的數(shù)量越多,直接降低水泥企業(yè)的碳排放強(qiáng)度,這對(duì)于傳統(tǒng)燒制水泥企業(yè)的碳核算以及配額分配也是不公平的。目前算法將焦化化產(chǎn)工序生產(chǎn)的化工產(chǎn)品排放量計(jì)入鋼鐵企業(yè),這些不合理核算方法無(wú)形之中增加了鋼鐵企業(yè)排放。為避免這些不合理因素,需要對(duì)《鋼鐵核算指南》核算方法進(jìn)行完善。
(1)減排政策制定要充分考慮循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,圍繞工業(yè)三廢再利用建立上下游不同行業(yè)間的聯(lián)系。
(2)辨析上下游不用行業(yè)間非常規(guī)隱含排放物清單,先對(duì)典型的、共性較大的進(jìn)行試點(diǎn),制定跨行業(yè)資源再利用減排核算規(guī)則、核算方法。
(3)核算方法重新定義隱含排放,將非常規(guī)隱含排放納入核算體系。
(4)本著對(duì)上下游不同行業(yè)企業(yè)互利的原則,參照該行業(yè)碳排放水平對(duì)鋼鐵企業(yè)在碳核算環(huán)節(jié)中給予一定比例核減,同時(shí)在下游企業(yè)相應(yīng)增加。