CO2排放报告 工业排放 与相关数 据 不锈钢CO2排放报告 目录 ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ 工业排放与相关数据 目录 前言 不锈钢基本特征 CO2排放量 使用寿命超过110年的结构中合金的CO2产 生与排放情况 ƒ 总结 ƒ 参考文献及资源 ƒ 图片  1 1950-2022年全球不锈钢产量 ƒ 图片  2 2019年不锈钢的全生命周期。 ƒ 图片  3 基于废钢生产系统的CO2实际排放 量 ƒ 图片  4 NPI生产系统计算的CO2排放量 ƒ 图片  5 使用寿命超过110年的结构中合金 的排放量 ƒ 表格  1 不锈钢的平均使用寿命 ƒ 表格  2 CO2排放强度数据；2021生产年度 BACK 2 不锈钢CO2排放报告 3 前言 2023年8月 与其他主要工业一样，不锈钢工业持 续地致力于逐年减少运营中的CO2排放 量。由于固废工业的改进升级，不锈钢 工业CO2直接排放量（称为来源1）和间 接排放量（称为来源2）已在过去十年中 稳步减少。 为了解与不锈钢生产相关的CO2排放 情况，应注意在不锈钢工业中，主要有 两个常用的生产系统，即： ƒ 基于废钢的生产系统：即使用的原料 大部分是不锈钢废钢或类似的合金材 料，这些材料被回收用以生产新的不 锈钢。该生产系统适用于报废物以及 废钢丰富的地区。 ƒ 基于镍生铁（NPI）的生产系统：即 不锈钢生产所需的镍主要来自从镍矿 中提取生产的镍生铁，而不是不锈钢 废钢。该生产系统适用于目前不锈钢 废钢资源贫乏的地区。镍生铁通常也 被称为镍-铁。 目前，世界上不存在某个地区有足够 的“优质”不锈钢废钢允许基于废钢的 生产系统单独存在， 并且这种情况很可 能在未来几十年内不会发生改观。 本文件目的是理清不锈钢生产中存在 哪些排放以及它们的来源。因此，我们 量化了下列三种来源的CO2排放量。 ƒ 来源1：此类排放是指企业自有或控 制的排放源产生的直接排放（如上所 述）。 ƒ 来源2：此类排放是指企业购买的电 力、蒸汽、供暖和制冷产生的间接排 放（如上所述）。 ƒ 来源3：此类排放是指与矿石的提 取、制备和运输以及铁合金的后续生 产、运输相关的排放，包括这些过程 中所需的电力。 特别说明；不锈钢生产商当前没有与 镍矿开采和后续镍生铁生产相关的排 放数据。这种情况是当前某些国家法 律规定的披露限制所导致。因此，基 于一些产业研究机构的可用数据，本 文将在随后的报告中仅提供一些“指 示性的参考数据”。 上述三个来源使我们能够从摇篮（原 料）到大门（成品）地了解不锈钢工业 的CO2排放情况。 BACK 不锈钢CO2排放报告 不锈钢基本特征 不锈钢作为专用术语，是指一系列含 铬量至少为10.5%且用途极其广泛的金属 家族。铬对于实现金属的“不锈”特性 至关重要，其他合金元素（如镍、钼和 铜）则可以为不锈钢提供优良的机械和 物理性能。 不锈钢应用广泛，从家用餐具到化 工行业的反应槽罐不一而足。不锈钢不 仅具有耐腐蚀性和耐锈蚀性，还具有低 维护和100%可再循环利用的特点，因 此对很多应用领域来说是一种理想的基 础材料。不锈钢的机械性能使其能够在 铁路、地铁、隧道以及桥梁等建筑和关 键设施上广泛应用。由于不锈钢清洁方 便，而且具有优秀的卫生属性，食品贮 罐和运输车辆往往也使用不锈钢制成。 不锈钢不仅可以通过蒸汽清洁、消毒， 而且不需要额外的处理，因此也促进了 不锈钢在商用厨房和食品加工厂的使 用。 根据不锈钢废钢的类型、区位和数 量，通过EAF(电炉炼钢)路线生产可能具 有经济优势。同时，不锈钢的回收系统 非常高效，不需要任何补贴。 对于不锈钢行业而言，废钢本身具 有高的价值。唯一的限制性因素是废钢 的供应能力，尤其是在新兴国家。不锈 钢的耐久性限制了废钢的供应能力。例 如，当不锈钢被用于建筑物时，它会在 建筑物里存在多年，直至建筑物被拆 除，它才能被重复利用。 过去20年间，全球共生产了约7.64亿 吨不锈钢（世界不锈钢协会，2023年） 。在此期间，全球不锈钢年产量从2300 万吨升至5500万吨（如图1所示）。不锈 钢已成为全球消费量增长速度最快的成 形材料（世界不锈钢协会，2023年）。 不锈钢的特性，例如100 %循环利用性、 重复利用性、耐久性、耐腐蚀、极低维 护性以及产品安全性等，正是导致其消 费量出现如此惊人增长的部分原因。 不锈钢可以100%循环利用，是循环 利用率最高的材料之一。据估计，至少 95%的不锈钢在其寿命结束时可以被回 收（见表1）。 BACK 4 不锈钢CO2排放报告 应用领域 百万公吨（Mt） 55.3百万公吨 (2022) 50 组合材料的失效 乘用车 14 现代化趋势与营销 其它运输方式 30 组合材料的失效 工业机械 25 组合材料的失效 家用电器 15 时尚与营销 金属制品 15 现代化趋势 不锈钢的平均使用寿命 数据来源：KIT和不锈钢团体, 2022 2022 1950 图片  1 主要更换原因 建筑&基础设施 表格  1 1 百万公吨 平均使用寿命 (年) 1950-2022年全球不锈钢产量 数据来源：世界不锈钢协会, 2023 图2展示了与废钢产生和使用相关的不锈钢生产流程。根据最近完成的KIT库存和 流向研究，95%的不锈钢废钢被收集并回收。在每年收集的不锈钢废钢中，74%被直 接再利用来制造新的不锈钢，21%被再利用来生产新的碳钢。 全球范围内，几乎50%的不锈钢原料是废钢（不锈钢和碳钢废料），其他原材料 约占不锈钢生产原料的50%。KIT（2022）进行的研究还在六个主要应用领域提供了 不锈钢产品全生命周期的关键估算（见表1）。 BACK 5 不锈钢CO2排放报告 2019年不锈钢的全生命周期。 该图显示了不锈钢的全生命周期，从原 材料的输入、到炼钢、再到各种终端行 业的产品制造。它还演示了用来制造新 不锈钢或碳钢的不锈钢废钢流向。 不锈废钢比 19245 52218 总废钢比 19245 + 5618 ≈ 37% 52218 ≈ 48% 建筑 钢厂 乘用车 其它行业 其它交通工具 数据基于COVID扰乱全球制造业之前的 2019年。 27355 千吨 粗钢产量 52218 千吨 轧机 46996 千吨 工业机械 成品制造和 加工厂生产 42767 千吨 家用电器 （带钢，卷材，薄板） 来源：KIT和不锈钢团队, 2022 铬铁 镍产品（包括铁含量） 其它合金元素 生铁 图片  2 19245 千吨 不锈废钢 5618 千吨 普碳废钢 金属制品 用于成品制 造的半成品 （物料） 社会存量 562,940 千吨 外购不 锈废钢 厂内不 锈废钢 金属制品 家用电器 工业机械 9794 千吨 报废回收和 废钢分选 14064 千吨 其它交通工具 乘用车 建筑 472万吨 没有进入不锈钢的循环圈 报废产品的回收率 9794 14064 ≈ 70% 不锈废钢比：37% 报废产品的回收率 （包括进入碳钢循环圈） 64.1万吨 没有纳入统计 (9794 + 3629) 14064 | ≈ 95% 总废钢比：48% 362.9万吨 碳钢的循环圈 | 报废产品的回收率：95%（包括进入碳钢循环圈） BACK 6 不锈钢CO2排放报告 CO2排放量 在过去的几十年里，二氧化碳的排放 已经成为我们社会关注的焦点。这直接 促进了新环境政策的制定，用以管控和 测量CO2排放情况。不锈钢行业和其他行 业一样，需量化并报道其CO2生产排放性 能。 世界不锈钢协会最近主导的可持续 研究项目（2007年-2023年）表明，不 锈钢生产和使用的排放量普遍较低。然 而，为了明确量化不锈钢生产过程中的 CO2排放情况，我们将从先前定义的来源 1、来源2和来源3三个方面来确定CO2的 排放量。 需要提醒读者注意的是，对于以废钢 （废钢比）为基础的生产企业而言，这 里提供的排放数据具有高度代表性。对 于使用镍生铁的生产企业，这里计算的 数据仅具参考性。 排放来源1 目前基于废钢的生产商平均每生产1 吨不锈钢产生0.38吨的CO2。80%的生产 商吨钢CO2排放量（正态分布）位于0.20 至0.60吨的范围内。2012年，平均每生 产1吨不锈钢的二氧化碳排放量为0.43 吨。 排放来源2 目前基于废钢的生产商平均每生产 1吨不锈钢产生0.45吨CO2。93%的生产 商吨钢CO2排放量（亦是正态分布）位 于0.30至0.60吨的范围内。2012年，平 均每生产1吨不锈钢的二氧化碳排放量为 0.53吨。 排放来源3 排放来源3不能以相同的方式定义。 众所周知，废钢比（不锈钢废钢和低合 金废钢）与来源3的排放量之间存在线 性关系。废钢比越高，来源3的排放量越 低。 此外，该数据仅涵盖废钢比（也称为 废钢占比）为40%至90%之间的范围。 最常见的废钢比范围是50%至85%。 该 范围内来源3的排放情况如下： BACK 7 不锈钢CO2排放报告 ƒ 50%废钢比：生产每吨不锈钢排放 2.45吨CO2 ƒ 75%废钢比：生产每吨不锈钢排放 1.59吨CO2 ƒ 85%废钢比：生产每吨不锈钢排放 1.25吨CO2 以75%的废钢比作为合理的基于废钢 的生产系统参考值，很明显来源3的排放 量占不锈钢从摇篮到大门生产总排放量 的66%。 CO2排放量与小于40%的废钢比之 间不再存在线性关系。因为该值处于普 遍采用NPI生产系统的范围内。NPI生 产目前产生的平均排放量（按地理来源 指定）为每吨镍60至85吨CO2。这意味 着，如果NPI用于生产含镍8%的不锈 钢，则每生产1吨不锈钢，与该系统相关 的来源3的排放量（与40%的废钢比相 比）通常将高至4.0-6.0吨CO2。 注意；为便于比较， 基于40%的废 钢比且不使用NPI的生产系统，每生产1 吨不锈钢的来源3排放量为2.80吨CO2。 排放来源1 0.38 排放来源2 0.45 排放来源3 CO2总排放量 CO2 吨/每吨不锈钢 CO2排放情况汇总如表2所示。 85 % 废钢 1.25 75 % 废钢 1.59 50 % 废钢 2.45 30 % 废钢 5.99 85 % 废钢 2.08 75 % 废钢 2.42 50 % 废钢 3.28 30 % 废钢 6.82 碳钢的CO2排放量 表格  2 1.91