[发明专利]一种基于投入产出法的高炉-转炉长流程钢铁生产过程CO2排放盘查方法

说明书

技术领域

本申请涉及钢铁冶金领域，具体说是一种基于投入产出法的用于盘查高炉-转炉长流程钢铁厂吨钢CO₂排放量的方法。

技术背景

温室气体对全球气候的影响日益严峻，CO₂作为主要温室气体因排放量巨大而受到全球普遍关注。中国政府高度重视气候变化问题，采取了一系列政策措施，并向全世界承诺：2009年到2020年单位国内生产总值的CO₂排放要比2005年下降40%-45%。国家十二.五规划纲要中确定了“十二五”期间单位GDP能耗要降低16%，碳强度要降低17%的战略目标。为严格落实这些目标任务，国务院印发了《“十二.五”控制温室气体排放工作方案》，相关的部门和各级地方人民政府积极采取行动，加快产业结构的调整，节约能源、提高能效。

工业活动是产生温室气体的主要因素，其中钢铁业是全球能源密度位居第一、CO₂排放量位居第二的产业。因此如何减少CO₂排放成为全球钢铁业关注的核心问题。在国际钢铁协会(IISI)的整合下推出了CO₂突破计划，积极进行减碳技术的研发，开发创新性的低碳生产技术，大幅降低吨钢CO₂的排放，同时倡导各钢铁企业走低石化原料依赖、低CO₂排放的道路。

现在国际上不同的组织和国家对于钢铁行业温室气体排放的计算提出了很多方法，但却没有统一的方法。我国钢铁行业也已经开展了碳排放计算方法的研究，但还没有统一的规范和标准。因为我国钢铁行业长流程炼钢占到了绝大多数，故长流程炼钢最具代表性。

用基于生命周期的方法盘查CO₂是目前国际社会较为公认的做法，但由于需要搜集所有工序的巨量数据，完成所述工作需要很大的工作量。与生命周期盘查方法相对应的方法是“投入产出”。

基于“投入产出”法的高炉-转炉长流程钢铁生产过程CO₂排放盘查方法，它不需要了解系统内的物料运行及能量转化过程，只需要建立盘查系统的边界，调查进、出系统边界的每一个物料及能源数据项，了解系统与外界的物料、能源交换情况，根据这些数值来计算系统的CO₂排放值。

投入产出法盘查高炉-转炉长流程钢铁生产过程CO₂排放值，它可利用钢厂二手资料，提供一种估算碳足迹的方法，使工作量明显减少。但此方法的缺点是以细节的损失为代价，盘查的精度不高。

本专利申请基于投入产出法盘查高炉-转炉长流程钢铁生产过程的CO₂排放值，盘查仅涉及进、出系统边界的原物料及能量数据。

发明内容

本专利申请针对高炉-转炉长流程钢铁厂的钢铁生产过程CO₂盘查进行研究，提出了一套基于“投入产出”的盘查方法，所述方法虽然精度降低，但计算数据量明显减少，方法快捷、简便。

本申请顺应了国家节能减排的产业政策，通过盘查可以帮助企业挖掘节能减排的潜力，也有利于钢铁厂应对未来可能实施的碳税制度、碳汇交易制度。

本申请基于“投入产出”法对高炉-转炉长流程钢铁生产过程的吨钢CO₂排放量进行盘查，采取如下的盘查思路：首先确定高炉-转炉长流程钢铁厂的系统边界；然后调查进、出边界的各个物料项及能源项的消耗值，结合各物料项、能源项的CO₂排放系数，计算出各数据项的CO₂排放量，经过汇总，减去副产品的碳当量抵扣值，最后计算出CO₂总排放量及吨钢排放量。

为达到本申请的目的，针对盘查时所涉及的关键步骤进行分析和研究，提出了如下的解决方案（发明方案）。

确定长流程钢铁厂的系统边界。

对长流程钢铁厂钢铁生产过程CO₂盘查，以钢铁厂进、出系统边界的原物料项、能量项的消耗数据为基础，必须明确钢铁生产流程的系统边界。它包括：物料入口、能源入口、产品出口、排放物出口，这四者组成了系统的边界。

统计进、出系统边界的原物料、能量项的消耗量。

长流程钢铁厂物料入口主要包括：铁矿石、废钢、煤炭、焦炭、耐火材料、石灰、铁合金；工厂能源入口主要包括：外购的电、新水、汽油、重油、天然气、煤气；工厂的产品、副产品出口主要包括：钢材、外售焦炉煤气、外售转炉煤气、高炉煤气、外售电、粗苯、焦油；排放物出口主要包括：中水、高炉渣、转炉渣、气体排放物。

长流程钢铁厂钢铁碳足迹计算主要包括以下3个部分: