钢铁生产企业碳排放管理方法与流程

1.本发明涉及一种钢铁生产企业碳排放管理方法。


背景技术：

2.钢铁工业的碳排放总量占全国碳排放总量的比例约为15％，比例之高使其一跃成为制造业中碳排放占比最高的部门。为此，国家层面针对钢铁生产专门出台了“中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)”指南，并相应制定了国家标准gb/t 32151.5-2015《温室气体排放核算与报告要求第5部分：钢铁生产企业》，用于帮助和指导钢铁生产企业科学合理地开展生产过程的碳排放核算与报告活动。此举对于准确掌握各钢铁生产企业的碳排放总量及初步结构，进而汇总乃至掌握整个钢铁工业的相应情况是很有帮助和意义的。
3.然而，由此得到的是关于整个钢铁生产企业的碳排放水平和结构的宏观数据。对于由各种复杂加工转化子过程组成的流程性钢铁生产过程，企业层面的宏观碳排放数据无法向下深入从而反映各构成子过程的碳排放情况，因此也就无法依据碳排放的宏观信息对各子过程排序，从而针对碳排放重要子过程采取针对性减排措施和开展优化活动。另外，钢铁生产企业的主要钢铁产品通常不只一类，企业层面的宏观碳排放数据无法细分归属至某类具体产品上，从而无法确切得知生产各主要钢铁产品的碳排放水平及组成此类产品生产环节的各生产子过程的碳排放构成情况。


技术实现要素：

4.本发明涉及一种钢铁生产企业碳排放管理方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
5.本发明涉及一种钢铁生产企业碳排放管理方法，包括：
6.针对每一批次的钢铁产品，追踪并获得其生产数据，确定各生产工序的碳排放水平；
7.基于所获得的各生产工序的碳排放水平，生成该批次钢铁产品的碳足迹报告。
8.作为实施方式之一，上述钢铁生产企业碳排放管理方法还包括：
9.收集同种钢铁产品的历史碳排放水平数据，进行碳排放历史水平评价和/或同行对标分析，判断是否需要进行碳排放调整和优化，并且为降碳措施的遴选和实施提供定量化指导。
10.作为实施方式之一，上述钢铁生产企业碳排放管理方法还包括：
11.将当前批次钢铁产品的碳排放水平数据与同种钢铁产品的历史碳排放水平数据进行比较，当比较结果为碳排放水平出现波动时，获取当前批次以及进行比较的历史批次的生产操作条件和生产工艺参数，对碳排放的波动现象开展归因分析，确定出碳排放波动的主要影响因素，从而抓准碳排放管控的工作重心。
12.作为实施方式之一，所述生产工序的碳排放水平的确定方法包括如下步骤，
13.s1，划定当前工序的碳排放核算边界；
14.s2，基于所划定的碳排放核算边界识别排放源；
15.s3，针对识别到的排放源特点，制定相应的数据获取方案和采集仪表配置策略，实时在线收集各排放源的排放活动水平数据；
16.以及，获得各排放源的排放因子；
17.s4，根据各排放源的排放活动水平数据以及各排放源的排放因子，计算当前工序的碳排放数值
18.s5，按如下公式计算得到当前工序的碳排放强度
[0019][0020]
其中，p为当前工序在核算周期内的工序产品的产量。
[0021]
作为实施方式之一，所述排放源包括直接排放源、上游排放源和信用排放源，其中，
[0022]
直接排放为碳排放核算边界内生产活动产生的二氧化碳排放；
[0023]
上游排放为发生在碳排放核算边界外、但与碳排放核算边界内生产活动密切相关的输入物料及能源所对应的二氧化碳排放；
[0024]
信用排放为从碳排放核算边界内输出的物料及能源所对应的二氧化碳排放。
[0025]
作为实施方式之一，s4中，采用如下公式计算
[0026][0027]
其中，
[0028]
为排放源的排放因子；
[0029]
为核算周期内排放源的活动水平；
[0030]
下标d、u、c分别表示直接排放源、上游排放源和信用排放源；
[0031]
角标i、j、k分别表示直接排放源、上游排放源和信用排放源的数量。
[0032]
作为实施方式之一，识别排放源时，先识别碳排放核算边界范围内必要的生产投入和产出，所述必要的生产投入和产出包括原料、燃料、辅助原料、能源载体、工序产品、副产品和固体废弃物；再对识别出的各排放源进行逐项辨识，以划归排放源的种类。
[0033]
作为实施方式之一，所述排放因子的获得方法包括：
[0034]
对于排放源为燃料、原料、产品或副产品的情况，排放因子采用政府主管部门发布的缺省值，或委托专业机构遵循相应标准进行定期检测，或采用相关方结算凭证中提供的有效检测值；
[0035]
对于外购电力的排放因子，根据企业生产地区所处的电网划片，选用政府主管部门最近年份公布的相应区域电网排放因子；对于外购热力的排放因子，则采用政府主管部门发布的最新官方数据。
[0036]
本发明至少具有如下有益效果：
[0037]
本发明中，针对每一批次的钢铁产品，追踪并获得其生产数据，确定各生产工序的
碳排放水平，从而能够生成该批次钢铁产品的碳足迹报告，可以帮助企业建立起钢铁产品的完整碳足迹，支撑钢铁生产企业开展绿色低碳产品的认证工作，使企业产品在成本、质量竞争属性的基础之上增添绿色、低碳属性，进而全面提高企业产品的竞争力。
[0038]
本发明可以针对不同钢种、同一钢种不同生产批次进行碳足迹的生成，从而确切得知生产各主要钢铁产品的碳排放水平及组成此类产品生产环节的各生产工序的碳排放构成情况，便于钢铁生产企业进行精细化、针对性管理。
[0039]
本发明能够准确地确定钢铁生产工序的碳排放强度，可以动态掌握钢铁生产工序的碳排放水平及变化情况，便于钢铁生产企业适时地进行碳排放调整和优化，也为降碳措施的遴选和实施提供定量化指导。同时也便于生产人员结合生产过程的操作条件和工艺参数变动情况，对碳排放的波动现象开展归因分析，确定出碳排放波动的主要影响因素，从而抓准碳排放管控的工作重心，利于钢铁生产企业从工序层面有效地控制碳排放。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0041]
图1为本发明实施例提供的钢铁生产企业碳排放管理方法的过程示意图；
[0042]
图2为本发明实施例提供的转炉炼钢工序的子工序构成示意图；
[0043]
图3为本发明实施例提供的高炉炼铁工序的子工序构成示意图；
[0044]
图4为本发明实施例提供的原料烧结工序的子工序构成示意图。
具体实施方式
[0045]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]
实施例一
[0047]
本发明实施例提供一种钢铁生产企业碳排放管理方法，包括：
[0048]
针对每一批次的钢铁产品，追踪并获得其生产数据，确定各生产工序的碳排放水平；
[0049]
基于所获得的各生产工序的碳排放水平，生成该批次钢铁产品的碳足迹报告。
[0050]
其中，钢铁产品的生产工序一般主要包括原料处理工序、炼铁工序、炼钢工序和轧钢工序；原料处理工序中，又以原料烧结工序和炼焦工序属于碳排放重点；炼铁工序一般为高炉炼铁工艺；炼钢工序根据工艺的区别可能为转炉炼钢工序或电炉炼钢工序，本实施例中，将连铸工序划分为炼钢工序的一个子工序；轧钢工序基于其工艺特点，碳排放水平相对较低。
[0051]
本发明中，针对每一批次的钢铁产品，追踪并获得其生产数据，确定各生产工序的碳排放水平，从而能够生成该批次钢铁产品的碳足迹报告，可以帮助企业建立起钢铁产品
的完整碳足迹，支撑钢铁生产企业开展绿色低碳产品的认证工作，使企业产品在成本、质量竞争属性的基础之上增添绿色、低碳属性，进而全面提高企业产品的竞争力。
[0052]
其中，生成的碳足迹报告中，可以相应地将钢铁产品的批次、钢铁产品的性能参数、各生成工序的生产数据以及各生成工序的碳排放水平对应起来，便于生产人员掌握各生成工序的碳排放水平的主要影响因素。
[0053]
进一步地，上述钢铁生产企业碳排放管理方法还包括：
[0054]
收集同种钢铁产品的历史碳排放水平数据，进行碳排放历史水平评价和/或同行对标分析，判断是否需要进行碳排放调整和优化，并且为降碳措施的遴选和实施提供定量化指导。
[0055]
进一步地，上述钢铁生产企业碳排放管理方法还包括：
[0056]
将当前批次钢铁产品的碳排放水平数据与同种钢铁产品的历史碳排放水平数据进行比较，当比较结果为碳排放水平出现波动时，获取当前批次以及进行比较的历史批次的生产操作条件和生产工艺参数，对碳排放的波动现象开展归因分析，确定出碳排放波动的主要影响因素，从而抓准碳排放管控的工作重心。
[0057]
实施例二
[0058]
本发明实施例提供一种生产工序的碳排放水平的确定方法，可用于上述实施例一中。
[0059]
如图1，该方法包括如下步骤：
[0060]
s1，划定当前工序的碳排放核算边界；
[0061]
s2，基于所划定的碳排放核算边界识别排放源；
[0062]
s3，针对识别到的排放源特点，制定相应的数据获取方案和采集仪表配置策略，实时在线收集各排放源的排放活动水平数据；
[0063]
以及，获得各排放源的排放因子；
[0064]
s4，根据各排放源的排放活动水平数据以及各排放源的排放因子，计算当前工序的碳排放数值
[0065]
s5，按如下公式计算得到当前工序的碳排放强度
[0066][0067]
其中，p为当前工序在核算周期内的工序产品的产量。
[0068]
在其中一个实施例中，如图1，所述排放源包括直接排放源、上游排放源和信用排放源，其中：
[0069]
(1)直接排放为碳排放核算边界内生产活动产生的二氧化碳排放；具体包括在当前工序内因燃料燃烧、原料过程反应等活动产生的排放；
[0070]
(2)上游排放为发生在碳排放核算边界外、但与碳排放核算边界内生产活动密切相关的输入物料及能源所对应的二氧化碳排放；具体包括辅助原料(例如氧气、氮气、氩气、压缩空气、工业新水、软水、脱盐水等)和能源载体(例如电力和蒸汽等)所对应的上游排放；
[0071]
(3)信用排放为从碳排放核算边界内输出的物料及能源所对应的二氧化碳排放；其中，在工序之间传输或直接传输至企业大门之外的工序产品，在工序碳排放核算边界处
考虑其直接排放作为信用抵扣，外供使用的副产品(例如以转炉炼钢工序为例，副产品包括转炉煤气和转炉渣等)按其信用排放因子计算抵扣。
[0072]
进一步地，s4中，采用如下公式计算
[0073][0074]
其中，
[0075]
为排放源的排放因子，其单位为t-co2/单位排放源；
[0076]
为核算周期内排放源的活动水平，其单位为单位排放源；
[0077]
下标d、u、c分别表示直接排放源、上游排放源和信用排放源；
[0078]
角标i、j、k分别表示直接排放源、上游排放源和信用排放源的数量。
[0079]
进一步优选地，识别排放源时，先识别碳排放核算边界范围内必要的生产投入和产出，所述必要的生产投入和产出包括原料、燃料、辅助原料、能源载体、工序产品、副产品和固体废弃物；再对识别出的各排放源进行逐项辨识，以划归排放源的种类，也即将这些投入和产出所对应的碳排放按照直接排放源、上游排放源和信用排放源进行辨识和划归。
[0080]
在其中一个实施例中，所述排放因子的获得方法包括：
[0081]
对于排放源为燃料、原料、产品或副产品的情况，排放因子采用政府主管部门发布的缺省值，或委托专业机构遵循相应标准进行定期检测，或采用相关方结算凭证中提供的有效检测值；
[0082]
对于外购电力的排放因子，根据企业生产地区所处的电网划片，选用政府主管部门最近年份公布的相应区域电网排放因子；对于外购热力的排放因子，则采用政府主管部门发布的最新官方数据。
[0083]
在其中一个实施例中，所述碳排放核算边界的确定范围为由前道工序及公辅系统提供的物料和能源到工序产品生产完成所涉及的所有生产步骤；一般地，为当前工序服务的维修和保养设施等不作为碳排放核算边界。
[0084]
实施例三
[0085]
在上述实施例二中，当前工序为转炉炼钢工序时，该转炉炼钢工序大致包括图2中示出的各子工序。
[0086]
其碳排放核算边界具体包括工序生产所消耗的铁水、废钢、燃气、散装料(熔剂、合金、生铁等)、压缩空气、工业新水、脱盐水、软水、氮气、氧气、氩气、蒸汽和电力等，以及工序生产所获得的工序产品及副产品(铸坯、转炉渣等)。优选地，碳排放核算边界不包括各类物料和能源在前道工序的储存加工和运输。
[0087]
如下表，例举了部分基于所划定的碳排放核算边界而识别的排放源：
[0088][0089]
对于s3，本领域技术人员可以根据具体的排放源特点制定相应的数据获取方案和采集仪表配置策略。以转炉煤气为例，其被测参数包括煤气流量、c元素含量和净热值，通过多参数检测协同，可以准确地获悉转炉煤气所对应的碳排放活动水平数据；对于煤气流量，包括但不限于采用孔板检测方式，对于c元素含量及净热值，可以采用检化验的方式。
[0090]
实施例四
[0091]
在上述实施例二中，当前工序为高炉炼铁工序时，该高炉炼铁工序大致包括图3中示出的各子工序。
[0092]
其碳排放核算边界具体包括工序生产所消耗的焦炭、燃气、散装料(熔剂、喷吹煤)、压缩空气、工业新水、软水、氮气、氧气、蒸汽和电力等，以及工序生产所获得的工序产品及副产品(铁水、高炉渣等)。优选地，碳排放核算边界不包括各类物料和能源在前道工序的储存加工和运输。
[0093]
如下表，例举了部分基于所划定的碳排放核算边界而识别的排放源：
[0094][0095]
实施例五
[0096]
在上述实施例二中，当前工序为原料烧结工序时，该原料烧结工序大致包括图4中
示出的各子工序。
[0097]
其碳排放核算边界具体包括工序生产所消耗的燃气、固体燃料、熔剂、压缩空气、工业新水、脱盐水、蒸汽和电力等。优选地，碳排放核算边界不包括各类物料和能源在前道工序的储存加工和运输。
[0098]
如下表，例举了部分基于所划定的碳排放核算边界而识别的排放源：
[0099][0100]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。