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再论不锈钢是人类有效避免温室效应的产品

2010-07-22 09:19 来源:[ 我的钢铁 ]

郝培钢

减少CO2排放,是全人类的长远共同利益、共同使命所在。在我国,“节能减排”就是为着这一共同利益,实现这一共同使命的具体目标和措施。

两年前,我曾经做过一个题为《不锈钢是人类有效避免温室效应的产品》的研究报告。

报告的主要论点是:

——不锈钢是一种具有十分明显效益的“节能减排”产品,一种可以十分明显地避免“全球变暖、温室效应”的产品。

——生产过程中,不锈钢与普通碳钢相比,具有十分明显的节能减排效益。短流程生产不锈钢比长流程生产碳钢减少CO2排放72%以上。

——生产一吨不锈钢热轧卷,比生产一吨普通碳钢热轧卷,可以节约35%以上的能源消耗,可以减少47%以上的CO2排放量。

——在应用领域,按照生命周期吨煤消耗钢材测算,一吨不锈钢,就可以替代四吨多碳素钢。

——不锈钢制造过程与应用过程节约钢材综合考虑,不锈钢比普通碳钢节约能源84.25%,减少CO2排放87.16%。

——总之,不锈钢是“节能减排”成效十分显著的产品,是有利于避免“全球变暖、温室效应”的产品。我国先进企业生产不锈钢产品比其它国家和地区生产不锈钢产品更有利于“节能减排”和避免“全球变暖、温室效应”。所以,我国大力发展不锈钢产业,不仅符合我国的国家利益,也符合全人类减少二氧化碳排放、避免“全球变暖、温室效应”的利益。

报告发表后,引起广泛关注,曾被包括网站在内的各种媒体多次转载。同时也有一些专家提出本报告存在的问题,主要是认为单单就钢铁企业生产过程比较不锈钢与普通碳素钢的能源消耗和二氧化碳排放,不尽科学合理,因为普通碳素钢的长流程生产过程,包括了从矿石开始的全部能源消耗和二氧化碳排放,而钢铁企业中不锈钢生产过程的能源消耗和二氧化碳排放并没有包括镍、铬等不锈钢主要原料生产过程的能源消耗和二氧化碳排放,这部分其实也是数量很大的。

针对这个问题,我又进一步通过与国际镍行业专家以及不锈钢废钢回收方面的专家交流,掌握了一些新的数据,完全可以更全面的回答上述问题。进一步研究的结果,虽然两年前《不锈钢是人类有效避免温室效应的产品》的研究报告的一些数据作出部分修正,但总结论仍然是成立的,这就是不锈钢是节能减排产品,是人类有效避免温室效应的产品。

根据国际镍协会专家的研究成果,如下图。

 

从上图可以知道,把不锈钢(以304为代表)所需要的镍、铬等原料生产过程的二氧化碳排放全部累计起来,生产同一单位的不锈钢的二氧化碳排放比普通碳素钢高约55%。但是,与其它可由不锈钢替代的产品相比,仍然具有非常明显的减少二氧化碳排放的优势。如,比生产同一单位的塑料减少二氧化碳排放量37%,比生产同一单位的铜减少二氧化碳排放量38%,比生产同一单位的铝减少二氧化碳排放量74%。而且,考虑不锈钢生命周期普遍高于塑料、铜、铝、镁等产品,生命周期二氧化碳综合排放可以减少的幅度更多。

即使是与普通碳素钢相比,由于从整个生命周期比较,一吨不锈钢通常可以替代四吨普通碳素钢,不锈钢的生命周期二氧化碳综合排放仍然比普通碳素钢减少61%。

我在两年前的《不锈钢是人类有效避免温室效应的产品》的研究报告曾经提出,“进一步考虑不锈钢……在百分之百可回收方面的应用等等,其‘节能减排’、避免‘温室效应’的效果就更大了。”

经过与不锈钢废钢回收方面的相关专家交流,这一点得到了更清楚地证明。

根据ELG公司李诚博士《不锈废钢——不锈钢工业供应链的一个重要组成部分》报告的相关数据,全部使用不锈钢废钢生产不锈钢与全部使用原生镍、铬、铁等原料生产不锈钢,可以减少74%的二氧化碳排放量。如下图。

 

当然,尽管部分企业是可以做到全部使用不锈钢废钢生产不锈钢的,但是从全社会资源平衡的角度看,全部使用不锈钢废钢生产不锈钢是做不到的。但是由于不锈钢百分之百可回收的特点,从全社会资源平衡的角度看,使用不锈钢废钢生产不锈钢的比例是相当高的,而且会越来越高。

2009年,中国大约42%的不锈钢生产原料来源于不锈钢废钢回收,按照这个比例计算,生产同一单位的不锈钢比长流程生产同一单位的普通碳素钢二氧化碳排放量就不是高55%,而仅仅是高6%。这样,不锈钢的生命周期综合二氧化碳排放就可以比普通废钢减少73%以上。同样,生产不锈钢,比生产同一单位的塑料减少二氧化碳排放量57%,比生产同一单位的铜减少二氧化碳排放量58%,比生产同一单位的铝减少二氧化碳排放量82%。

按照国际镍协会的研究成果,全球不锈钢生产原料可以有60%来源于不锈钢废钢回收,按照这个比例计算,生产同一单位的不锈钢比生产同一单位的普通碳素钢可以减少二氧化碳排放量14%。这样,不锈钢的生命周期综合二氧化碳排放就可以比普通废钢减少78%以上。同样,生产不锈钢,比生产同一单位的塑料减少二氧化碳排放量65%,比生产同一单位的铜减少二氧化碳排放量66%,比生产同一单位的铝减少二氧化碳排放量86%。

美国从上世纪50年代起,不锈钢就开始大量应用于民用领域,因而积累了较多的生命周期可回收不锈钢废钢。2009年,美国大约72%的不锈钢生产原料来源于不锈钢废钢回收,按照这个比例计算,生产同一单位的不锈钢比生产同一单位的普通碳素钢可以减少二氧化碳排放量28%。这样,不锈钢的生命周期综合二氧化碳排放就可以比普通废钢减少82%。同样,生产不锈钢,比生产同一单位的塑料减少二氧化碳排放量70%,比生产同一单位的铜减少二氧化碳排放量71%,比生产同一单位的铝减少二氧化碳排放量88%。

我国大量应用不锈钢的历史比较短,因此生命周期不锈钢废钢社会积累相对较少,过去对生命周期不锈钢废钢回收的研究也不够。按照国际通行的不锈钢生命周期15~20年测算,我国已经开始进入生命周期不锈钢废钢回收阶段,随着社会积累的生命周期不锈钢废钢回收越来越多,我们不锈钢生产原料来源于废钢的比例也会越来越高,也许5~10年之后,或者更多的时间之后,我国不锈钢生产原料来源于不锈钢废钢的比例就会达到全球平均水平,甚至达到美国目前的水平。届时,不锈钢节能减排的效果就会更加明显。

还需要再次重申的是,进一步考虑不锈钢在核能方面的应用有助于核能的推广,与火电相比可以大幅度减少CO2排放;在供排水系统的应用,通过减少水的污染和浪费从而进一步减少CO2排放;在水处理方面的应用、在海水淡化方面的应用、在清洁食品方面的应用、在提高能源效率方面的应用……其“节能减排”、避免“温室效应”的效果就更大了。

非常希望不锈钢业界志士仁人与相关行业合作,加强这方面的研究,为国家决策提供更多更具说服力的数据,为人类避免温室效应做出新的更大的贡献。




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