第2章 钢铁行业温室气体减排评估方法
2.1 钢铁行业温室气体排放核算方法
2013年10月，国家发改委发布了首批10个行业企业温室气体排放核算方法与报告指南，其中包含钢铁行业。以下为《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）》（以下简称《指南》）中关于温室气体排放核算方法的部分。本书在钢铁企业温室气体排放核算方面参考该指南执行。
2.1.1 术语与定义
（1）温室气体。
温室气体指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。本书中的温室气体是指《京都议定书》中所规定的六种温室气体，分别为二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）。
（2）报告主体。
报告主体是指具有温室气体排放行为并应核算的法人企业或视同法人的独立核算单位。
（3）钢铁生产企业。
钢铁生产企业主要是指从事黑色金属冶炼、压延加工及制品生产的企业。按产品种类可分为钢铁产品生产企业、钢铁制品生产企业；按生产流程又可分为钢铁生产联合企业、电炉短流程企业、炼铁企业、炼钢企业和钢材加工企业。
（4）燃料燃烧排放。
化石燃料与氧气进行充分燃烧产生的温室气体排放。
（5）工业生产过程排放。
原材料在工业生产过程中除燃料燃烧之外的物理或化学变化造成的温室气体排放。
（6）净购入使用的电力、热力产生的排放。
企业消费的净购入电力和净购入热力（如蒸汽）所对应的电力或热力生产环节产生的二氧化碳排放。
（7）固碳产品隐含的排放。
固化在粗钢、甲醇等外销产品中的碳所对应的二氧化碳排放。
（8）活动水平。
量化导致温室气体排放或清除的生产或消费活动的活动量，如每种燃料的消耗量、电极消耗量、购入的电量、购入的蒸汽量等。
（9）排放因子。
与活动水平数据相对应的系数，用于量化单位活动水平的温室气体排放量。
（10）碳氧化率。
燃料中的碳在燃烧过程中被氧化的百分比。
2.1.2 核算边界
报告主体应核算和报告其所有设施和业务产生的温室气体排放。设施和业务范围包括直接生产系统、辅助生产系统，以及直接为生产服务的附属生产系统，其中，辅助生产系统包括动力、供电、供水、化验、机修、库房、运输等，附属生产系统包括生产指挥系统（厂部）与厂区内为生产服务的部门和单位（如职工食堂、车间浴室、保健站等）。钢铁生产企业温室气体排放及核算边界见图2-1。
图2-1 钢铁生产企业温室气体排放及核算边界
具体而言，钢铁生产企业的温室气体排放核算和报告包括以下范围：
（1）燃料燃烧排放。
净消耗的化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放，包括钢铁生产企业内固定源排放（如焦炉、烧结机、高炉、工业锅炉等固定燃烧设备），以及用于生产的移动源排放（如运输用车辆及厂内搬运设备等）。
（2）工业生产过程排放。
钢铁生产企业在烧结、炼铁、炼钢等工序中由于其他外购含碳原料（如电极、生铁、铁合金、直接还原铁等）和熔剂的分解和氧化产生的二氧化碳排放。
（3）净购入使用的电力、热力产生的排放。
企业净购入电力和净购入热力（如蒸汽）隐含产生的二氧化碳排放。该部分排放实际发生在电力、热力生产企业。
（4）固碳产品隐含的排放。
钢铁生产过程中有少部分碳固化在企业生产的生铁、粗钢等外销产品中，还有一小部分碳固化在以副产煤气为原料生产的甲醇等固碳产品中，这部分固化在产品中的碳所对应的二氧化碳排放应予以扣除。
2.1.3 核算方法
报告主体进行企业温室气体排放核算和报告的完整工作流程基本包括以下六个步骤：
第一步，确定核算边界；
第二步，识别排放源；
第三步，收集活动水平数据；
第四步，选择排放因子，获取数据；
第五步，分别计算燃料燃烧排放，工业生产过程排放，净购入使用的电力、热力产生的排放以及固碳产品隐含的排放；
第六步，汇总计算企业温室气体排放总量。
钢铁生产企业的二氧化碳排放总量等于企业边界内所有的化石燃料燃烧排放量，工业生产过程排放量及企业净购入使用的电力、热力隐含产生的二氧化碳排放量之和，还应扣除固碳产品隐含的排放量，按式（2-1）计算。
式中：
ECO2为企业二氧化碳排放总量，单位为吨（tCO2）；
E燃烧为企业所有净消耗化石燃料燃烧活动产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
E过程为企业工业生产过程中产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
E电和热为企业净购入使用的电力、热力产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
R固碳为企业固碳产品隐含的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）。
2.1.3.1 燃料燃烧排放
（1）计算公式。
燃料燃烧活动产生的二氧化碳排放量是企业核算和报告期内各种燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的加总，按式（2-2）计算。
式中：
E燃烧为核算和报告期内净消耗化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
ADi为核算和报告期内第i种化石燃料的活动水平，单位为百万千焦（GJ）；
EFi为第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/GJ；
i为净消耗化石燃料的类型。
核算和报告期内第i种化石燃料的活动水平ADi按式（2-3）计算。
式中：
NCVi是核算和报告期第i种化石燃料的平均低位发热量，若为固体或液体燃料，单位为百万千焦／吨（GJ/t）；若为气体燃料，单位为百万千焦／万立方米（GJ/万Nm3）；
FCi是核算和报告期内第i种化石燃料的净消耗量，若为固体或液体燃料，单位为吨（t）；若为气体燃料，单位为万立方米（万Nm3）。
化石燃料的二氧化碳排放因子按式（2-4）计算。
式中：
CCi为第i种化石燃料的单位热值含碳量，单位为吨碳／百万千焦（tC/GJ）；
OFi为第i种化石燃料的碳氧化率，单位为%。
（2）活动水平数据获取。
根据核算和报告期内各种化石燃料购入量、外销量、库存变化量以及除钢铁生产之外的其他消耗量来确定各自的净消耗量。化石燃料购入量、外销量采用采购单或销售单等结算凭证上的数据，库存变化量采用计量工具读数或其他符合要求的方法来确定，钢铁生产之外的其他消耗量从企业能源平衡表获取数据，按照式（2-5）计算。
企业可选择采用《指南》提供的化石燃料平均低位发热量缺省值。具备条件的企业可开展实测，或委托有资质的专业机构进行检测，也可采用与相关方的结算凭证中提供的检测值。如采用实测方法，化石燃料低位发热量检测应遵循《GB/T 213煤的发热量测定方法》《GB/T 384石油产品热值测定法》《GB/T 22723天然气能量的测定》等相关标准。
（3）排放因子数据获取。
企业可采用《指南》所提供的单位热值含碳量和碳氧化率缺省值。
2.1.3.2 工业生产过程排放
（1）计算公式。
工业生产过程中产生的二氧化碳排放量按式（2-6）~式（2-9）计算。
熔剂消耗产生的二氧化碳排放为：
式中：
E熔剂为熔剂消耗产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
Pi为核算和报告期内第i种熔剂的净消耗量，单位为吨（t）；
EFi为第i种熔剂的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/t熔剂；
i为消耗熔剂的种类（白云石、石灰石等）。
电极消耗产生的二氧化碳排放为：
式中：
E电极为电极消耗产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
P电极为核算和报告期内电炉炼钢及精炼炉等消耗的电极量，单位为吨（t）；
EF电极为电炉炼钢及精炼炉等所消耗电极的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/t电极。
外购生铁等含碳原料消耗而产生的二氧化碳排放为：
式中：
E原料为外购生铁、铁合金、直接还原铁等其他含碳原料消耗而产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
Mi为核算和报告期内第i种含碳原料的购入量，单位为吨（t）；
EFi为第i种购入含碳原料的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/t原料；
i为外购含碳原料类型（如生铁、铁合金、直接还原铁等）。
（2）活动水平数据获取。
熔剂和电极的净消耗量采用式（2-5）计算，含碳原料的购入量采用采购单等结算凭证上的数据。
（3）排放因子数据获取。
采用《国际钢铁协会二氧化碳排放数据收集指南（第六版）》中的相关缺省值作为熔剂、电极、生铁、直接还原铁和部分铁合金的二氧化碳排放因子。具备条件的企业也可委托有资质的专业机构进行检测或采用与相关方的结算凭证中提供的检测值。石灰石、白云石排放因子检测应遵循《石灰石、白云石化学分析方法二氧化碳量的测定》标准进行；含铁物质排放因子可由相对应的含碳量换算而得，含铁物质含碳量检测应遵循《GB/T 223.6钢铁及合金碳含量的测定管式炉内燃烧后气体容量法》《GB/T 223.86钢铁及合金总碳含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法》《GB/T 4699.4铬铁和硅铬合金碳含量的测定红外线吸收法和重量法》《GB/T 4333.10硅铁化学分析方法红外线吸收法测定碳量》《GB/T 7731.10钨铁化学分析方法红外线吸收法测定碳量》《GB/T 8704.1钒铁碳含量的测定红外线吸收法及气体容量法》《YB/T 5339磷铁化学分析方法红外线吸收法测定碳量》《YB/T 5340磷铁化学分析方法气体容量法测定碳量》等相关标准。
2.1.3.3 净购入使用的电力、热力产生的排放
（1）计算公式。
净购入使用的电力、热力（如蒸汽）隐含产生的二氧化碳排放量按式（2-10）计算。
式中：
E电和热为净购入使用的电力、热力隐含产生的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
AD电力、AD热力分别为核算和报告期内净购入电量和热力量（如蒸汽量），单位分别为兆瓦时（MWh）和百万千焦（GJ）；
EF电力、EF热力分别为电力和热力（如蒸汽）的二氧化碳排放因子，单位分别为吨二氧化碳／兆瓦时（tCO2/MWh）和吨二氧化碳／百万千焦（tCO2/GJ）。
（2）活动水平数据获取。
根据核算和报告期内电力（或热力）供应商、钢铁生产企业存档的购售结算凭证以及企业能源平衡表，采用式（2-11）计算获得。
（3）排放因子数据获取。
电力排放因子应根据企业生产地址及目前的东北、华北、华东、华中、西北、南方电网划分，选用国家主管部门最近年份公布的相应区域电网排放因子进行计算。供热排放因子暂按0.11 tCO2/GJ，待政府主管部门发布官方数据后应采用官方发布数据并保持更新。
2.1.3.4 固碳产品隐含的排放
（1）计算公式。
固碳产品所隐含的二氧化碳排放量按式（2-12）计算。
式中：
R固碳为固碳产品所隐含的二氧化碳排放量，单位为吨（tCO2）；
AD固碳为第i种固碳产品的产量，单位为吨（t）；
EF固碳为第i种固碳产品的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳／吨（tCO2/t）；
i为固碳产品的种类（如粗钢、甲醇等）。
（2）活动水平数据获取。
根据核算和报告期内固碳产品外销量、库存变化量来确定各自的产量。外销量采用销售单等结算凭证上的数据，库存变化量采用计量工具读数或其他符合要求的方法来确定，采用式（2-13）计算获得。
（3）排放因子数据获取。
企业可采用《国际钢铁协会二氧化碳排放数据收集指南（第六版）》中的相关缺省值作为生铁的二氧化碳排放因子。粗钢的二氧化碳排放因子可采用《指南》中的缺省值。固碳产品的排放因子采用理论摩尔质量比计算得出，如甲醇的二氧化碳排放因子为1.375 tCO2/t甲醇。