钢铁是现代世界不可或缺的材料,在人类未来的可持续发展中,钢铁的应用极为重要。无论对于重量更轻、效率更高的车辆,还是可再生的能源,钢铁都是我们建设绿色环保世界的一个基本组成部分。此外,钢铁还是我们建设新型高效电站、智能电网、交通运输基础设施、节能住宅和商用建筑的必要材料。
每年钢铁的产量超过 16 亿吨。目前,中国大陆生产和消费的钢铁占 45%。钢铁产量将会继续增长,尤其是在拉丁美洲、亚洲、非洲和印度次大陆等发展中地区,钢铁在这些发展中地区更是关系到社会福祉的提高,这些地区有超过60%的钢铁消费量被用于建设新的基础设施。
由于产量的持续增长,单纯的循环利用使用寿命到期的钢铁产品已经无法满足钢铁需求,因此有必要继续将原生铁矿石转化成钢铁。世界钢铁行业最相关的温室气体是二氧化碳。平均每生产一吨钢铁,就要排放 1.8 吨二氧化碳。根据国际能源署的统计,2010 年钢铁行业占世界二氧化碳排放总量的将近 6.7%。
各地区钢铁表观消费量的发展情况:

为了继续在未来的可持续发展中扮演积极的角色,钢铁行业面临的主要挑战:
能源效率
在过去 50 年间,钢铁行业已将每吨钢铁生产消耗的能源降低了 60%。不过,由于能源效率的急剧提升,据估计,在现有技术基础上的改进空间并不大。全球二氧化碳总体排放水平的保持和提高,需要开发和引进根本性的、碳足迹更低的新型冶炼技术。目前正在研究的许多技术都与碳捕获和存储相关,这些技术的实施离不开政府和公众的支持。
全球能耗/吨粗钢生产指数:

• 循环利用
在钢铁的生命周期中,碳减排的一个关键要素是优化钢铁的循环利用。钢铁几乎是独一无二的材料:能够反复循环而不丧失属性或性能。再者,很长一段历史以来,我们不断努力提高循环利用率。这两个方面的结合,使得钢铁在汽车和金属容器等的循环统计上排在首位。从政策角度,也可通过强调可循环性和方便拆解的设计,为循环利用提供政策支持。
• 副产品的利用
钢铁的生产过程产生副产品,通过利用副产品替代用于其他行业的天然资源,可以减少二氧化碳排放。例如,高炉产生的炉渣可用于水泥行业,使水泥行业可以大幅减少二氧化碳排放。炼制过程中产生的废渣也可用作民用工程的骨料,从而可以节约天然资源和降低环境影响。国际钢铁协会认为,副产品和天然资源都服务于相同目的,因此可在同一法律框架下展开竞争。
• 成品钢的利用
在许多用途上,钢铁都拥有非常长的使用寿命,钢铁可以提高建筑物、工厂、机械和运输业的能效,在帮助人类减少碳足迹上,现代钢铁产品远优于初期钢铁产品。例如,电工钢产品生产的变压器和电机效率更高,因此可以极大降低产品整个使用寿命期间的总体能量需求。节约的数量要超过原始生产阶段产生的二氧化碳排放。钢铁行业的关键贡献是与客户密切合作,优化含钢制品中钢铁的设计与利用。
钢铁的生产过程产生副产品,通过利用副产品替代用于其他行业的天然资源,可以减少二氧化碳排放。例如,高炉产生的炉渣可用于水泥行业,使水泥行业可以大幅减少二氧化碳排放。炼制过程中产生的废渣也可用作民用工程的骨料,从而可以节约天然资源和降低环境影响。国际钢铁协会认为,副产品和天然资源都服务于相同目的,因此可在同一法律框架下展开竞争。
• 成品钢的利用
在许多用途上,钢铁都拥有非常长的使用寿命,钢铁可以提高建筑物、工厂、机械和运输业的能效,在帮助人类减少碳足迹上,现代钢铁产品远优于初期钢铁产品。例如,电工钢产品生产的变压器和电机效率更高,因此可以极大降低产品整个使用寿命期间的总体能量需求。节约的数量要超过原始生产阶段产生的二氧化碳排放。钢铁行业的关键贡献是与客户密切合作,优化含钢制品中钢铁的设计与利用。
可持续发展的生命周期方法
为延续我们所做的努力,以及识别钢铁生命周期中所有的减排机会,关键在于放眼整个生命周期。生命周期方法不仅考虑钢铁产品制造的相关排放,而且考虑因为使用新一代钢铁,以及减轻产品重量和增加产品强度而带来的减少能耗的效果。此外,在搜索面向未来的可持续材料时,必须重点考虑钢铁的内在可循环性。下图所示为如何识别钢铁整个生命周期期间的改进机会。

使用生命周期方法的重要性不仅在于识别各个阶段的潜在改进领域,而且还可了解相应的潜在影响,以确保贯彻正确的政策。
例如,如果车辆法规仅考虑车辆行驶阶段,则这种法规的实施可能导致温室气体排放量的整体增加。尽管使用低密度材料替代钢铁可能会降低行驶阶段的排放,但是,由于低密度材料生产阶段温室气体排放的增加,却可能抵消行驶阶段节约的部分。车辆法规应当考虑车辆生命周期期间的排放情况,以确保设计和生产最低排放的车辆。
钢铁的贡献
国际钢铁协会会员企业涵盖世界上主要钢铁生产国的重点钢铁生产企业。我们已经为减少钢铁生产和消费的相关碳足迹达成一个共同努力框架。
该框架包含四个板块,分别是:
1. 开发和应用新的钢铁产品,提高社会上用钢制品的能源效率。
2. 需要大笔资金投入研发工作,识别突破性炼钢技术,极大幅度地减少与钢铁生产相关的二氧化碳排放量。
3. 重点在于通过基准化和技术转让,促使所有钢铁厂在现有技术基础上,为达到最佳性能等级而不断前进。
4. 为钢铁厂的二氧化碳排放建立共同的测量和报告系统,并且世界各地的所有钢铁企业都可使用该系统进行基准化工作,识别各自改进项目的范围与重点。
1. 开发和应用新的钢铁产品,提高社会上用钢制品的能源效率。
2. 需要大笔资金投入研发工作,识别突破性炼钢技术,极大幅度地减少与钢铁生产相关的二氧化碳排放量。
3. 重点在于通过基准化和技术转让,促使所有钢铁厂在现有技术基础上,为达到最佳性能等级而不断前进。
4. 为钢铁厂的二氧化碳排放建立共同的测量和报告系统,并且世界各地的所有钢铁企业都可使用该系统进行基准化工作,识别各自改进项目的范围与重点。
国际钢铁协会的贡献
国际钢铁协会在帮助会员企业使用上述四个板块上发挥着重要作用,同时还制定了许多专门项目。
• 二氧化碳突破性技术项目
国际钢铁协会提供了一个平台,在这个平台上,各国和各地区的突破性技术研发项目可以交流项目信息。不过,欧洲已经停止资助超低二氧化碳炼钢项目 (ULCOS),美国的项目资助也有减少。尽管如此,日本的创新炼钢工艺技术开发项目 COURSE 50、韩国的浦项项目以及中国台湾中钢公司的项目都在如期进行。
国际钢铁协会提供了一个平台,在这个平台上,各国和各地区的突破性技术研发项目可以交流项目信息。不过,欧洲已经停止资助超低二氧化碳炼钢项目 (ULCOS),美国的项目资助也有减少。尽管如此,日本的创新炼钢工艺技术开发项目 COURSE 50、韩国的浦项项目以及中国台湾中钢公司的项目都在如期进行。
• 市场开发项目
国际钢铁协会开展了许多市场开发项目,这些项目都以提高重点用钢行业的能效为重心。世界汽车用钢联盟开展了一个重点项目,为未来的电动汽车和混合动力汽车设计最佳用钢方案。此外,还有钢结构建筑项目,其目的是设计具有较高能源利用效率的钢结构建筑。
• 生命周期清单数据库
在过去 15年间,国际钢铁协会建立并提供了最大规模、最权威的钢铁产品生命周期清单数据库,该数据库以国际钢铁协会从世界各地会员处收到的实际数据为基础,其中包含广大范围的钢铁产品生产数据。该生命周期清单数据库越来越多地被钢铁产品客户、政府以及其他采用生命周期方法的人使用。
国际钢铁协会开展了许多市场开发项目,这些项目都以提高重点用钢行业的能效为重心。世界汽车用钢联盟开展了一个重点项目,为未来的电动汽车和混合动力汽车设计最佳用钢方案。此外,还有钢结构建筑项目,其目的是设计具有较高能源利用效率的钢结构建筑。
• 生命周期清单数据库
在过去 15年间,国际钢铁协会建立并提供了最大规模、最权威的钢铁产品生命周期清单数据库,该数据库以国际钢铁协会从世界各地会员处收到的实际数据为基础,其中包含广大范围的钢铁产品生产数据。该生命周期清单数据库越来越多地被钢铁产品客户、政府以及其他采用生命周期方法的人使用。
• 气候行动表彰计划
国际钢铁协会鼓励全体会员以及非会员企业参与气候行动计划,该计划是在保密基础上,收集和汇报每处工厂的二氧化碳排放情况。相关报告框架采用的是共同约定的方法,我们现在努力让该方法成为 ISO 标准。重要的是,对于全球各地的钢铁厂,如果要确立正确的改进重点和监控减排进程,就需要以二氧化碳排放情况为根据,衡量其今天所处的地位。
国际钢铁协会鼓励全体会员以及非会员企业参与气候行动计划,该计划是在保密基础上,收集和汇报每处工厂的二氧化碳排放情况。相关报告框架采用的是共同约定的方法,我们现在努力让该方法成为 ISO 标准。重要的是,对于全球各地的钢铁厂,如果要确立正确的改进重点和监控减排进程,就需要以二氧化碳排放情况为根据,衡量其今天所处的地位。
政府与钢铁行业的合作
政府与钢铁行业之间的合作是碳减排的关键。
首先,各国和各地区的政府需要积极与钢铁行业和我们的客户合作,充分收集和循环利用使用寿命到期的钢铁产品。
其次,如果政府为家用电器、乘用车辆和建筑规范等的能量效率制定法规和标准,则需要采取生命周期方法。
再次,钢铁行业本身没有能力长期支持新技术的研发工作,无法从根本上实现钢铁行业减排。这就需要政府合作提供大量财政支持。
温室气体减排是一个全球性问题,该问题需要全球化的解决方案。钢铁行业相信,全体钢铁企业和全体主要炼钢国家需要积极参与建设未来的低碳社会,这一点非常重要。
政府与工业之间需要进行积极的、持续的对话。钢铁行业是二氧化碳强度最高、竞争程度较高的行业之一,超过 40% 的钢铁在国际间进行贸易。必须通过政策建立一个公平的竞争舞台,确保一个地区的钢铁企业不会陷入不利的竞争地位。







