世界不锈钢协会发布《CO2排放报告》_15页_1mb

报告摘要

$\mathrm{CO}_{2}$ 排放报告总结

核心内容

本报告旨在分析不锈钢工业的 $\mathrm{CO}_{2}$ 排放情况，包括直接排放（来源1）、间接排放（来源2）以及上游原材料生产相关的排放（来源3）。报告通过生命周期分析和不同生产系统（基于废钢与基于镍生铁NPI）的数据，展示了不锈钢在环境方面的表现。

主要观点

不锈钢的特性：不锈钢是一种含铬量至少为10.5%的金属材料，具有高耐腐蚀性、可重复利用性、低维护需求和长使用寿命，使其成为多种应用领域的理想材料。
生产系统差异：不锈钢工业主要依赖两种生产系统：基于废钢的系统和基于NPI的系统。前者适用于废钢资源丰富的地区，后者适用于废钢资源不足的地区。
排放来源：
- 来源1：直接排放，如天然气、重油和轻质油，基于废钢的生产商每生产1吨不锈钢平均排放0.41吨 $\mathrm{CO}_{2}$。
- 来源2：间接排放，如电力和蒸汽，基于废钢的生产商每生产1吨不锈钢平均排放0.39吨 $\mathrm{CO}_{2}$，较2023年报告的0.45吨有所下降。
- 来源3：上游原材料排放，如FeCr、FeNi和FeMo，其排放量与废钢比呈线性关系。废钢比越高，来源3的排放量越低。
生命周期排放：生命周期排放包括材料生产、运输、加工、安装、维护、更换和回收等阶段。不锈钢因长寿命和低维护需求，其生命周期排放相对较低。

关键信息

不锈钢的平均使用寿命（表1）

应用领域	平均使用寿命（年）	主要更换原因
建筑与基础设施	50	组合材料的失效
乘用车	14	现代化趋势与营销
其他运输方式	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

$\mathrm{CO}_{2}$ 排放强度（表2）

废钢比	$\mathrm{CO}_{2}$ 吨/每吨不锈钢	来源3排放占比
85%	1.95	59%
75%	2.45	67%
50%	3.70	78%
30%	6.80	88%
碳钢	1.89	-

不同生产系统的 $\mathrm{CO}_{2}$ 排放对比（图3）

基于废钢的系统：随着废钢比的增加，$\mathrm{CO}_{2}$ 排放量显著下降。
基于NPI的系统：由于NPI生产系统使用镍矿，其排放量较高，每吨镍排放60至85吨 $\mathrm{CO}{2}$，若用于含镍8%的不锈钢，每吨不锈钢排放4.0至6.0吨 $\mathrm{CO}{2}$。

使用寿命超过110年的结构中合金的 $\mathrm{CO}_{2}$ 排放（图4）

不锈钢和铝的 $\mathrm{CO}_{2}$ 排放不会随时间增加，而碳钢由于需要定期维护，每10年排放量会增加。
图4显示了不锈钢1（废钢比80%）和不锈钢2（废钢比60%）的 $\mathrm{CO}_{2}$ 排放情况。

水瓶生命周期排放（图5）

304不锈钢水瓶在材料生产阶段排放较高，但后续阶段排放较低，总生命周期排放最低。
PET塑料水瓶在材料生产阶段排放较低，但因使用寿命短，更换频繁，导致总生命周期排放较高。

总结

不锈钢工业在 $\mathrm{CO}_{2}$ 排放方面表现良好，其排放量相对较低。通过提高废钢利用率和采用可再生能源，不锈钢的生产排放有望进一步降低。此外，不锈钢的长寿命和低维护需求使其在生命周期排放方面具有显著优势。报告还指出，当前不锈钢行业在NPI生产系统中的排放数据尚不完全透明，但未来随着环保技术的发展，这些排放将逐步减少。

参考文献及资源

Fujii, H. et al., How to quantify the environmental profile of stainless steel, 2005.
Pflieger, J. and Florin, H., Life Cycle Inventory on Stainless Steel Production in the EU, 2009.
Payet-Gaspard, P., Stainless Steel: Sustainability and Growth, 2009.
KIT和不锈钢团体, 全球不锈钢生命周期, 2022.
世界不锈钢协会, 2023年度不锈钢数据统计, 2023.
Skarn Associates / Macquarie, NPI生产排放数据, 2021.