低碳炼铁技术范文

导语：如何才能写好一篇低碳炼铁技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词:地铁车站；地铁地下连续墙；技术措施

中图分类号： U231+.4 文献标识码： A 文章编号：

随着城市地下交通对地下空间的充分利用，促进城市深基坑工程的发展，基坑开挖深度从几米发展到几十米，随之而来的基坑围护结构形式也因开挖深度以及地质条件的不同而呈现多样化的发展趋势。随着城市地下交通对地下空间的充分利用，促进城市深基坑工程的发展，基坑开挖深度从几米发展到几十米，随之而来的基坑围护结构形式也因开挖深度以及地质条件的不同而呈现多样化的发展趋势。 地下连续墙具有结构刚度大、整体性、抗渗性和耐久性好的特点，可作为永久性的挡土挡水和承重结构； 能适应各种复杂的施工环境和水文地质条件，可紧靠已有建筑物施工，施工时基本无噪音、无震动，对邻近建筑物和地下管线影响较小；能建造各种深度（10～50m）、宽度（45～120cm）和形状的地下墙。由于地下连续墙具有一系列的优点被广泛运用于深基础工程中。

对于高层建筑地下室、地铁地下车站、人防工程等大中型工程的基坑而言，在珠三角、长三角等沿海地区一般选用排桩或地下连续墙作为支护结构。下文结合笔者多年的工作经验谈谈地铁车站地下连续墙施工技术。

一、工程概况

某拟建地铁线长约305m，宽约19m，总建筑面积约为13752m2。主体结构为双跨单柱钢筋混凝土框架，双层复合墙结构。车站主体及风道围护结构采用地下连续墙。

二、地下连续墙的施工流程

地下连续墙施工流程图见图1：

图1地下连续墙施工流程图

二、导墙施工

导墙施工顺序为：平整场地测量定位挖槽绑扎钢筋支模板浇注混凝土拆模并设置横撑导墙外侧回填粘土压实。导墙混凝土浇注并拆模后，为防止导墙在侧向土压作用下产生变形、位移，应设上下两道木横撑，木撑间距1.5m（或直接在导墙内填土），同时禁止机械等设备在导墙周围碾压。

混凝土浇注之前先清理槽底的渣土和灰尘。浇注混凝土时，使用插入式振捣棒，振捣棒注意避开钢筋，同时离开模板至少100mm。

三、泥浆配制和循环利用

地下连续墙成槽过程中，为保持开挖沟槽土壁的稳定，要不间断地向槽中供给优质的稳定液——泥浆。泥浆在成槽过程中起液体支撑的作用，在已开挖的土体平面上能迅速产生泥皮，防止地下水的渗入及槽壁坍塌；还有悬浮土渣、把土渣携带出地面；冷却和切削机具等作用，其中最重要的是固壁作用，以确保挖槽机成槽的关键，泥浆选用和管理的好坏，将直接影响到地下连续墙的工程质量。

泥浆循环系统：泥浆采用钠基膨润土搅拌泥浆，现场开挖新浆池（150m3）、净浆池300m3)及沉淀池(150m3)，配备两台3PNL泵进行泥浆循环，并配备1台泵将新鲜泥浆送到施工槽孔。

待成槽机开挖后，将储浆池中的泥浆输入槽内，保持液面距导墙顶以下500mm 左右，并高于地下水位500～1000mm 以上。灌注水下混凝土的同时，将置换出来的泥浆上部泵送至回浆池，下部经沉淀池净化处理分离出泥浆中的渣土，恢复泥浆的正常性能，可重复循环使用。回收泥浆检测，如性能指标严重恶化，则需作废浆处理，用全封闭废浆车外运至指定地点，保证施工质量及清洁。

四、槽段划分和成槽

根据地质条件及连续墙结构设计，结合现场施工条件及以往施工经验，为满足施工总工期安排，安排1台地下连续墙液压抓斗，并配置一台150吨履带吊车、一台80吨履带吊车配合起吊钢筋笼进行施工

本工程地下连续墙为基坑围护结构必须保证地下连续墙的垂直度和平整度，控制地下连续墙沉降以及墙体止水、抗渗。考虑以下几个因素的影响：

1、地层特性；2、开挖深度；3、地下连续墙厚度和强度；4、施工条件；5、机械设备的性能。

对这五个因素进行综合评估，选用意大利SOILMEC 公司BH-12 系列液压抓斗。

本工程标准槽段（6米一个槽，7米一个槽）采用一槽三抓挖槽法，先两边后中间，见图2所示。本工程考虑后续地下连续墙施工的连续性，在连续墙的转角处分别设有“L”型槽、“Z”型槽。

图2 一槽三抓成槽工序

每个抓斗分管两区域，采用跳抓，但每个区域抓槽采取顺抓施工，根据已放出的槽段线，先在每一个挖掘单元的两端分别使用液压抓斗成槽至设计标高，然后将成槽设备抓斗移至该槽段的中部，抓槽至设计标高。抓斗就位前要求场地平整坚实，以满足施工垂直度要求，保证吊车履带与导墙垂直。

挖槽要连续施工，因故中断施抓时，应将液压抓斗从沟槽内提出，并使设备远离槽段，以防塌方埋钻或设备侧翻。抓斗提升出地面时要及时补浆，以保持槽内泥浆面高度，一般应使泥浆保持在导墙顶面下500mm左右，挖槽过程中随着槽深的向下延伸，要随时向槽内补浆，使泥浆面始终位于泥浆面标志处，直至槽底挖完，以防坍槽。

当槽段挖至设计高程后，应及时检查槽位、槽深、槽宽和垂直度，并作好记录。

五、钢筋笼制作和吊装

根据设计，钢筋笼主筋采用HRB400钢筋间距14cm两根1束布置，其中迎坑面采用Φ28钢筋，迎土面采用Φ22钢筋，先施工槽段上设置止水“H”型钢，钢筋笼最大重量为“Z”型槽段。钢筋笼采用整体加工及吊装，对于本工程地连墙钢筋笼采用150T+80T 履带吊配合起吊。

钢筋笼加工平台基面应浇筑素混凝土，基面应平整。其上安装与最大单元槽段钢筋笼长宽规格相同的 [10槽钢平台上如图3所示。槽钢按下横上纵排列、横向间距4m、纵向间距1.5m 焊接成矩形，四角应成90°，并在制作平台的四周边框上按钢筋纵横间距尺寸焊定位筋。根据本工程特点及进度要求，钢筋笼制作平台每组设两个。

图3钢筋笼制作平台示意图

在制作平台上，按设计图纸的钢筋品种、长度和排列间距，从下到上，按预埋钢板横筋纵筋桁架纵筋横筋预埋钢板十字钢板，顺序铺设钢筋，钢筋交点采用焊接成型。

钢筋笼起吊是将钢筋笼由水平状态转成垂直状态的过程，由1台150T及1台80T吊车完成。步骤如下：

钢筋笼制作前要根据钢筋笼的大小计算出钢筋笼的重心（特别是异形槽幅），确定出吊点位置，以保证在起吊时吊点重心与钢筋笼的重心在同一铅垂线上。吊放采用双机抬吊，空中回直，其中以150T 履带吊作为主机，80T吊机作副机。起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼形心相重合，保证起吊平衡。主吊车通过横担、滑轮、钢丝绳两点吊于钢筋笼顶端。副吊通过横担、滑轮组、钢丝绳6点于钢筋笼中、下部。主、副吊同时将钢筋笼水平起吊离开平台后，主吊逐步上升，副吊在上升的同时，向主吊运动，使钢筋笼由水平状态逐渐转成垂直状态。待主吊承受全部重量后，卸去副吊。起吊过程中，要注意辨别钢筋笼的开挖面及迎土面。如主吊车在基坑迎土面一侧，应使钢筋笼迎土面朝向主吊车，反之，则钢筋笼开挖面朝向主吊车。

六、刷槽壁、吊装接头箱

对相邻槽段间接头应进行刷槽，用吊车吊着刷槽器紧靠须刷槽接头钢板处，

由上到下、由下到上来回清刷，直至刷槽器上不粘淤泥和砂土为止。

接头箱接头是地下连续墙比较常用的一种接头，一个单元槽段挖土结束后，

吊放钢筋笼，再吊放接头箱，并用装碎石或砂袋填实接头箱后的空隙。接头箱的

主要作用为防止混凝土挤压“工”字钢板使其发生变形和防止混凝土绕流。混凝

土初凝后，逐步吊出接头箱，待后一个单元槽段吊放钢筋笼时，钢筋网片端部插

入已浇筑混凝土槽段端部的“工”字钢板内。

1、检查接头箱表面是否光滑，如有缺陷，需进行修补、打磨等，减少接头

箱顶拔时的摩擦力。

2、特别要检查焊缝处，是否有裂缝等隐患，消除顶拔时出现接头箱断裂等

情况，保证接头箱顶拔时顺利，确保混凝土接缝质量。

顶升机顶升前，检查油泵等是否能正常工作，并应配备好备用油泵和油管。

要使接头箱沿槽端缓缓下放，下到槽底后，宜提升一定高度下蹲两下，然

后用顶升机夹紧，并把导墙与接头箱之间的间隙堵严，以防晃动，并用小的袋装

土或小的袋装碎石回填接头箱邻土一侧的间隙。如图4所示。

图4刷槽、吊装接头箱施工图

七、水下混凝土浇注

1、根据槽段长度采用两根导管同时灌注，两导管之间距不大于3m，导管距

槽端部不大于0.5m。

2、连续墙灌注混凝土保证混凝土面上口平，要求一个槽段上的两个导管开

始时同时灌注，4个混凝土车（每车不少于7m3混凝土）对准导管漏斗同时放灰，

保证混凝土同时下落，混凝土面层同时上升。

3、首灌量的确定

根据导管下口埋入砼深度不小于2m来确定，砼不少于12m3,能满足首灌量

的要求。设专人经常测定混凝土面高度，并记录混凝土灌注量（因混凝土上升面

一般都不水平，应在三个以上位置量测）。其目的是以此来确定拔管长度，埋管

深不得少于1.5m，一般控制在2～4m为宜，导管埋深最大不超过6m。

4、为保证混凝土在导管内的流动性，防止出现混凝土夹泥现象，水下混凝

土必须连续灌注，不得中断，砼面上升速度不小于2m/h。双导管同时灌注，两侧砼面均匀上升，高差不得大于500mm。灌注全槽时间不得超过混凝土初凝时间。

5、砼初凝前30分钟，用顶升机上提并活动接头箱，缓缓提升100mm，之后

每隔0.5小时活动一次，4～5小时后方可拔出接头箱。

6、地下连续墙顶部浮浆层控制采取以下措施：

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关键词：施工技巧 单一、分离式隔墙技术 连拱隧道修建

1.前言

城市地下铁之间的连接线路繁琐复杂，其结构形式也是多种多样，但都是由不同的三连拱、单连拱隧道连拱组合而成，在施工作业上，由于隧道的断面较多，加大了施工工序的难度，对此分别提出了针对三连拱与单连拱隧道的施工技术方案，并且达到了快速施工、节约成本的目的，是一个优质的施工方案。

2.地下铁路连拱隧道群施工技术分析

（1）地下铁路连拱隧道群包括三连拱隧道与单连拱隧道，针对三连拱隧道，可以直接进行右线的插入，支撑隧道的支柱参考数可以保持不变，隧道保护的安全格栅进行环状的安置，并且全部都是采用混泥土喷洒，保持其不被腐蚀，在隧道中墙地段，固定中心墙拱的锚要加强其承受力，设置位置要相对的固定在拱墙的顶端，要在墙拱安全格栅处安置上一座纵向的安全梁，增加施工作业的安全性跟稳定性；在进行隧道开挖时，要严格按照施工方案的循环开挖尺度，格栅之间的距离最好保持在0.6米；在遇到中墙开挖无法进行人工作业时，可以相对应的使用弱爆破技术，如果在经济允许的条件下可以使用静态爆破，这样就可以减轻爆破时震动对岩层的干扰；开挖作业完工后，就是第二次的衬砌，在中墙空隙的地方进行支柱的回填，做好采用千斤顶作为支柱，其固定性好，不会出现空隙的余留；中墙施工分为两侧进行，不可两侧同时进行，等两侧的中墙都施工完毕了，最后再进行中间岩体的开凿与衬砌[1]。三连拱在施工过程中要注意墙体的结构是否稳固，如果出现墙体岩层变形或者泥土散落、岩层收敛不足的现象，就要及时进行墙体的加固，必要的时候还要停止施工，在对岩体进行加固稳定后，再继续工程的施工。在国内还没有有效的对三连拱中断分离的施工技术案例，对于其预先的隧道结构分析以及隧道施工安全性的检测尤为重要，三连拱隧道的修建也要提前做好各项准备，保证施工工程的有序安全进行。

（2） 地铁隧道还有一种隧道模式就是双连拱隧道对于其施工可以采取右线内折穿过双连拱隧道，使用单一式的施工方案进行施工，在右线穿过隧道小洞口的侧面可以开凿出一条临时的的通道口，在进行中墙拱顶的固定支撑锚设置，跟三连拱的锚设置一样，可以三连拱双连拱一起进行，施工过程中要防止出现偏倒，两边的重要要均衡；中墙施工完后，就进行右线施工，右线施工要按照顺序进行，先从右线比较大的开始，最后再到小的，要保证整条右线是一个环状体，不可出现缝隙；中墙施工与双连拱施工要在右线中墙施工后进行，当中墙施工与双连拱施工进行时，右线施工要停止工作，一直到中墙施工完工为止；单一式的中墙施工技术虽然在双连拱隧道上能得到很好的质量施工，但是其也有很大的弊端，因为连拱隧道内的长度只有二十几米，在进行隧道中期支柱与二次衬砌的次数频繁出现，转换的效率太高，其防水层由于被多次转换在遇到雨水天气，就容易渗水，防水装置不紧密，还有模板，混泥土的喷洒也要多次进行，加长了施工的作业时间，不利于施工的质量保障，中墙施工后期衬砌所需的材料数量多，提高了工程的成本，总体经济大幅度降低，不利于工程的进展[2]。比这一施工方案更好的就是分离式中墙施工，这种工程是按单线进行施工，折线施工是按照相反的方向进行环绕折线，减少施工工序，降低材料成本，不仅具有良好的防水功能，而且能很好的解决隧道结构复杂施工技术问题，提高经济效益。

3.地下铁路连拱隧道群施工运用

（1）地下铁路连拱隧道群开凿多半采用爆破式施工，由于隧道岩层比较密集，城市建筑物较多，为了不影响到城市各项活动的正常进行，最好采用微震爆破技术，在原有的光面层预留下一部分空隙，在爆破施工方案中要设置好爆破力度数值，控制在爆破震动间距的范围内，保证人类的安全[3]。连拱隧道群处在岩层比较深的部分，对于爆破来说具有一定的难度，但是可以才爆破材料上下手，采用低震速乳化炸药，严格安置炸药的位置，控制在每循环0.8米到0.6米之间，引发炸药的导线间隔0.4米，相对减少炸药的装药量，保持其光面的爆炸效率；引发爆炸的装置一般采用雷达管，这种技术是利用非电毫秒的不稳定性进行网络的连接，网络连接的不稳定性会震动炸药的引爆点，实现微震动引爆爆破；在中层开挖，可预留1米的光层面，在周围布置上空眼，同样也不要装置太多的炸药，在进行预留面的第二次引爆后就直接进行人工开凿；经过多次爆破，基本上可以进行岩浆的灌入，分别对中墙拱顶、仰拱处、进行岩浆的注入，岩浆压力要保持在标准值内，中墙注浆完成后方可进行中墙夹层的注浆，每个工序都要按照制定好的方案进行施工。

（2）为了保障施工过程中的安全问题，在对小断面隧道进行施工时，必须进行加固支撑处理，防止爆破时产生的震动感对隧道面进行损害[4]。岩层在爆破时会经受不住强大的震动力而变得松弛、变形，容易引发岩层倒塌，对施工人员造成生命威胁，因此要对隧道面中断的顶孔进行支撑柱的加固，在支撑材料上的选择要求其耐抗性强，例如 I20 型钢，在两端焊接时要焊接到两端的格栅上，利用高强螺栓进行拧压，提高其固定性，中墙的加强锚要设置在中墙的顶端两边，长度、中墙之间的厚度都要设置在规定值内，确保工程的质量。

4.结束语

城市地下铁路连拱隧道群在施工中虽然难度较大，但是采用合理的单一式中墙施工以及三连拱段施工技术也能很好的做到工程质量的稳定，在经济效益上也得到了提高，应广泛的运用到城市地铁隧道的施工中。

参考文献：

[1]牛延山.浅谈道桥工程施工技术方案的编制[J].黑龙江科技信息，2011，9（18）：45-67

[2]沈晓伟.刘均.下穿建筑物条件下地铁区间三连拱隧道设计[J].山西建筑.，2010，7（16）：78-45

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一、现代文阅读(共9分，每小题3分)

春秋战国时代，楚国的青铜冶炼工艺后来居上，独领。利用和发展青铜冶铸技术，楚人在春秋晚期就已开始冶炼并使用铁器。据考古资料，现已出土的东周铁器，大部分都是楚国的，楚人已经初步掌握了块炼渗碳钢和铸铁柔化等工艺。

历秦入汉，冶铁业得到了迅猛发展。当年楚国的冶铁基地宛(汉为南阳郡，即今河南南阳)，成为西汉的铁器冶炼和生产基地之一。1959年——1960年，在南阳汉代冶炼遗址的三千平方米发掘区内，发现了熔铁炉七座、炒钢炉数座。考察表明，这一遗址既铸造铁器，又用生铁炒钢并锻制器具，使用时期由两汉延续到东汉晚期。故楚之地彭城(今江苏徐州)，也是西汉铁官监守的铁器产地。楚国传统的冶铁技术，乃随着西汉经济发展的需要和朝廷的重视而得以普及和提高。学者根据出土的楚国铁器和南阳汉代冶铁遗址的考察，对楚、汉冶铁情况作了探讨。

先秦的冶铁炼炉，尚未在楚地发现。可是，的湖北大冶铜绿山古矿冶遗址，已发现了多座春秋战国时代的冶铜炼炉。这些炼炉都是竖炉。学者经研究和模拟试验后认为，这些炼炉的设计合理，性能较为优越，体现了当时冶炼的先进技术。现今发现的西汉冶铁炼炉，也都是与楚国冶铜炼炉相似的竖炉，只是建筑得更为高大、改造得热效率和料容量更大。“我国古代炼铁高炉是从炼铜高炉的基础上发展起来的”，而“铜绿山的春秋炼炉不仅代表了当时我国的炼铜技术，而且为战国以至秦汉炼铁技术的提高创立了良好的基础”。

楚国的铸铁柔化技术，可以将生铁处理成黑心和白心两种韧性铸铁，如铜绿山古矿冶遗址出土有韧性铸铁制成的六角形锄，长沙左家塘楚墓出土有黑心韧性铸铁制成的凹口锄，但毕竟处于起步阶段，也未能得以推广，故现今出土的楚国韧性铸铁的数量甚少。自西汉中期，冶铁业实行官营，朝廷为了提高铁制农具的使用寿命，着力推广和发展这种可以增加铁器的强度和韧性的技术，于是，铸铁柔化技术不仅发展到成熟阶段，而且普及为常规的工艺方法。

战国中期以后，楚国已能生产白口和灰口混合的麻口铁制品。铜绿山古矿冶遗址出土的战国中晚期铁锤，就是这类强度较高而耐磨性较强的制品。西汉前期，楚人掌握的这种冶铁技术，又发展成为能够生产低硅低碳的灰口铸铁工艺。在此基础上，汉人进而还发明了生产类似今日的球墨铸铁的工艺。

以低温还原的“块炼法”炼出熟铁，又进而对其反复加热和锻打以“百炼成钢”的技术，楚人在春秋晚期就已掌握了。江苏六台的春秋晚期楚墓出土有熟铁条，长沙杨家山春秋晚期楚墓出土有用熟铁锻打成的钢剑。这项技术，在汉代乃至后世，一直作为简便易行的传统而承袭下来并不断予以完善。

冶铁业规模巨大，冶铁作坊遍布全国，中国古代的炼铁炼钢技术在汉代大体完备和基本成熟，钢铁制品广泛应用到社会生产、生活的方方面面，是汉代文化的突出成就。这一成就的取得，乃与楚人在冶铁技术上的贡献分不开。

1.下列关于原文内容的表述，不正确的一项是( ) (3分)

A.二十世纪五六十年代，在南阳汉代冶铁遗址上发现了熔铁炉七座、炒钢炉数座，这里曾经是西汉时期的铁器冶炼基地之一。

B.楚国人的冶铁技术是在青铜冶铸技术基础上发展而来的，在春秋时期便已出现，并且后来居上，独领。

C.湖北大冶铜绿山古矿冶遗址发现的冶钢炉已采用与西汉冶铁炼炉相似的竖炉，代表了当时我国的炼铜技术。

D.春秋时期楚国的炼铜技术促进了战国炼铁技术的提高，楚人甚至已经初步掌握了块炼渗碳钢和铸铁柔化等工艺。

2.下列理解和分析，不符合原文意思的一项是( ) (3分)

A.从生产生铁到将生铁处理成韧性铸铁，楚人在春秋战国时期便已完成，但是将韧性铸铁全面推向生产、生活领域，则要到西汉时期了。

B.楚人的冶铁技术，直接推动了我国古代的炼铁、炼钢技术的不断发展，到了汉代，已基本成熟，冶铁规模巨大，冶铁作坊遍布全国。

C.早在春秋时期，楚国人便知道经过反复加热和锻打，可以将熟铁炼成钢，这是“块炼法”的进一步发展，并作为一项传统传承下来。

D.在众多楚人冶铁工艺中，球墨铸铁工艺无疑水平，而低硅低碳灰口铸铁工艺其次，麻口铁制品工艺则相对水平最低。

3.根据原文内容，下列理解和分析不正确的一项是( ) (3分)

A.早在春秋战国时期，楚国的铸铁柔化技术就可以增加铁器的强度和韧性，从而普遍提高了人们使用的铁制农具的寿命，促进了农业的发展。

B.楚国冶铜炼炉建造水平高超，与后来的汉代冶铁炼炉相比，虽说热效率偏低，料容量偏小，但是这也足以证明当时楚国冶铜技术的先进。

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2009年12月，192个国家的环境部长和其他官员在哥本哈根召开联合国气候会议，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案。尽管作为发展中国家，中国不应承担更多减少排放的责任，但却庄严承诺，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放量比 2005 年下降40%～45%。碳排放和环境保护问题成为下一阶段的重要努力方向。

钢铁工业是典型的联合生产企业，属于高能耗、高排放的产业，是主要的涉碳行业，是全球温室气体的主要制造者之一。2009 年中国的粗钢产量占全球产量的46.3%，钢铁工业总排放却占全球二氧化碳排放量的51%，排放强度远高于其他国家。2006年中国由钢材净进口国变为钢材净出口国，2006年、2007年钢材出口逐步增加，自2008年下半年以来，由于金融危机的影响，出口大幅下降，但是仍保持净出口的态势，2010年上半年，我国钢铁出口大幅增加，1—6月累计出口钢材2 358万t，进口钢材874万t，净出口1 684万t。

二、钢铁行业碳排放现状

钢铁行业是碳排放大户，煤和焦炭等能源是钢铁行业的主要原材料，二氧化碳排放量和能源消耗量基本上同比例增长。随着近几年粗钢产量的连续增长，钢铁行业的二氧化碳排放总量连续增长，基本占全国二氧化碳排放总量的12%左右。

现在中国钢铁行业的流程主要以长流程为主，主要包括焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等几个工序，而大部分能源消耗集中在焦化、烧结、炼铁等铁前工序，这3个工序能源消耗总量约占全部能耗的90%左右，炼钢工序基本上都实现了零能耗，而轧钢工序的能耗占总量的10%左右。

近几年，虽然钢铁行业的总排放量增加，但是吨钢能耗具有持续下降的趋势。据中国钢铁工业协会统计，全国大中型钢铁企业的吨钢综合能耗已经从 2006 年的645.12kgce/t降至2009年的619.43kgce/t，下降了4%。为了落实单位GDP减排的指标，同时对单位产值的能耗即二氧化碳排放量进行分析，在我国钢铁行业产品升级和技术进步的带动下，我国钢铁行业的单位产值能耗近几年也有了显著下降，且下降幅度大于吨钢综合能耗。

三、钢铁行业进出口结构分析

图1描述了2005—2009年中国钢铁行业的进口产品结构。从图1中可以看出，钢铁行业的进口中，板材占总量的80%以上，管材和棒线材占进口总量的4%左右，角型材的比重则只占2%左右，铁道用材所占比重近年来虽有所上升，到2009年也只占进口总量的1%左右。

图2描述了钢铁行业2005—2009年中国钢铁行业的出口产品结构。从图2中可以看出，在我国的钢材出口总量中，板材所占比例最大，占出口总量的40%~50%，棒线材和管材次之，棒线材近年来所占的比例逐渐减少，从2005年的30%降至2009年的10%左右，而管材的比例有所增加，2009年占出口总量的比例为30%左右，铁道用材所占比例最少。

图3分品种描述了中国钢铁行业分品种钢材的进出口平均价格。通过图3可以看出管材的进口价格和出口价格的价格差最大，进口价格是出口价格的3倍多，棒线材、角型材和板材的进口价格也明显高于出口价格，只有铁道用材的出口价格略低于进口价格。

通过对我国进口量最大的板材分析，发现冷轧类钢材的进口量非常大，2009年我国共进口冷轧类产品875.6万（t含冷轧薄板、薄宽钢带、窄钢带，涂镀产品），占总进口量的49.6%，是进口量最大的品种。而冷轧类钢材从进口冷轧的细分品种来看，主要集中在冷轧薄宽钢带和镀层板，分别占进口总量的24.3%和18.6%，其中镀层板进口中80.2%是镀锌板。冷轧薄宽钢带和镀锌板主要包括应用在汽车、家电和建筑等行业的高端冷轧产品，说明大量的高端产品仍需从国外进口。

对进出口价格差最大的管材进行分析，我国进口的主要管材包括无缝管和焊管。2009 年中国进口无缝管34.94万t、焊管27.50万t，出口无缝管317.31万t、焊管 253.04 万 t。但是无缝管的进口和出口价格分别为6 340美元/t和1 354美元/t，进口价格接近出口价格的 5 倍。中国的无缝管有大量的出口，说明中国钢铁工业的钢管产能可以满足国内需求，只是高端产品仍然需要进口。

综上所述，我国钢铁工业在基础产品上基本能满足自身需求，同时，能保持净出口的态势，向国外输送一些钢材产品。但是我国出口的钢材一般都是低端产品，而大量的高端产品仍然需要靠进口。除此之外，中国钢铁产品在国际上的售价偏低，同类产品与国外生产商报价相差较大，也为进口国对中国产品发起反倾销调查提供了充足的证据。

四、钢铁行业进出口结构对发展低碳经济的影响

在钢铁行业发展低碳经济的过程中，对钢铁工业进行技术创新和技术改进来降低单位产品的能耗和二氧化碳排放量是重要的一个方面，而目前我国以长流程生产为主，技术节能潜力有限。

因为钢铁工业的主要能耗都集中在铁前工序（包括炼铁），所以对钢铁产品的深加工、增加钢铁产品附加值也是一种发展低碳经济的路径。进出口结构最能体现我国钢铁工业的供给与自身需求的差距，目前我国钢铁基础产品能满足自身的需求并且过剩，而高端产品则却需要依靠进口来满足。这些产品在耗能和二氧化碳排放量上相差无几，其产值却有很大差距。这对我国发展低碳经济尤为不利，且对我国的单位产值二氧化碳排放量的减排目标有着极为不利的影响，更对我国的资源和环境形成了巨大的压力。因此，调整我国钢铁工业的发展，优化我国的进出口结构是发展低碳经济的重要部分。

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1低温冶金学的理论进展

1．1细微铁矿粉具有纳米晶粒［8，13］

赤铁矿原料的平均粒度约为200μm，粒度分布如图1（a）所示，对图中的颗粒进行放大，见图1（b）。赤铁矿晶粒的粒度主要集中在3μm左右，由众多的晶粒形成了一个较大的赤铁矿颗粒。当粉体的粒度磨细到20μm左右时，赤铁矿的晶粒尺寸降低到1μm左右，出现了少量晶粒尺寸为100nm左右的晶粒，见图1（c）。随着磨矿时间进一步延长，赤铁矿粉体的晶粒尺寸可细到100nm以下，见图1（d）。

1．2储能的铁矿粉能够提高煤气的利用效率［11，29］

当温度高于570℃时，CO与FeO的反应为：FeO＋CO＝Fe＋CO2当温度低于570℃时，CO与Fe3O4的反应为：1／4Fe3O4＋CO＝3／4Fe＋CO2储能后铁矿粉与气基还原剂的反应平衡常数（K）与温度（T）的关系为：K＝exp－ΔG°＋ΔGm（）RT（1）式中：ΔGm为矿粉的储能。CO还原铁氧化物的平衡气体成分的计算公式为：φCO＝1001＋exp－ΔG°＋ΔGm（）RT（2）根据式（2）可得到储能大小对CO还原Fe3O4和FeO的平衡气体成分的影响规律，见图2。图中实线为储能前CO还原氧化铁的平衡曲线，虚线则为不同储能条件下的还原曲线，其中线上的数字表示氧化铁所具有的储能，单位为kJ／mol。从图2可以看出，储能能够使得还原反应对CO体积分数要求降低：以700℃为例，没有储能时CO的平衡体积分数为60．89％，也就是只有当CO体积分数达到60．89％以上才有可能实现FeO的还原，而当储能分别为1、4、10kJ／mol时，CO的平衡体积分数分别降低为57．81％、48．76％和31．26％，因此储能的存在可以使得CO在较低的体积分数下就可以完成氧化铁的还原。这样就会大大提高CO气体的利用率。仍以700℃为例，在普通条件下，CO的利用率最高为39．11％，而当粉体实现储能1、4、10kJ／mol时，CO的利用率则分别可以达到42．19％、51．24％、68．74％，利用率分别提高了约8％、31％和76％。

1．3细粒度改善反应效率［8－9，12］

试验研究了铁矿的粒度对气体还原氧化铁的影响，以H2还原不同粒度的澳矿（见图3）。从图3可以明显看出，随着铁矿粒度的减小，反应起始温度不断降低，同时反应速度加快。比如约3．5mm的铁矿在400℃还原反应开始，700℃左右开始反应加快；而约2μm的铁矿还原反应在100℃已经开始，350℃反应加快。另外粒度的降低还使得样品达到平台期时的还原率不断提高。例如约3．5mm的铁矿达到平台期时的还原率为78．4％，而约2μm的铁矿的平台期还原率则达到了98％以上，而且在600℃时就达到了100％。因此采用的粉体粒度越细，其还原反应的温度越低，反应速度越快。

1．4微纳粉体的催化反应动力学［19．21－22，28］

通过催化反应能够明显改善铁矿粉的碳热还原效果，从图4可见，催化剂的加入能够使反应速度显著提高。作者还研究了气基还原、碳气化反应的催化机制，并开发了催化添加剂。同时针对微纳铁矿粉的还原，还提出了微纳粉体的催化反应模式，以此进一步加快反应速度或降低反应温度。粒度小于10μm的赤铁矿和碳混匀，700℃以上反应速度明显加快，这要比传统毫米级矿粉反应温度明显降低（见图5）。再添加催化剂，反应温度会进一步降低。主要原因是虽然细微矿粉得到了一定储能、反应表面积明显增加，但是碳还原反应属于强吸热反应，通过添加催化剂，能够进一步降低反应的活化能，改善了反应动力学条件。

1．5改善还原势条件［17－18，31－34］

还原势对铁矿粉还原程度的影响超过单纯因为还原气体中水分的增加而造成的影响。通过理论推导和试验，还原气体中水蒸气体积分数的增加对铁矿粉金属化率造成的减少幅度，应该按照φH2OφH2－φ（H2）平衡来进行计算，而不是按照φH2OφH2来进行计算，见图6。对于煤基还原，还原势影响同样很大。例如，对于转底炉工艺，由于炉膛内为弱氧化气氛，所以含碳球团的金属化率偏低，而对于隧道窑还原或回转窑还原，产品的金属化率比转底炉大幅度提高。针对煤基还原，在反应器中将煤气加热的氧化性气氛改变为还原气氛，有望提高产品的金属化率。1．6改善低温冶金反应的传输条件［19，35－38］除了粉体细化、催化等加速本征反应速度外，低温还原反应还需突破限制性环节，例如，气体还原细矿粉的还原速度很快，限制性环节之一是还原气体的供应速度。从图7可见，随着气速的提高，还原率明显增高，几乎呈线性关系。从图8可见，随着气速的增加，气体利用率下降幅度不大。如果选择鼓泡流化床作为反应器，由于粒度的关系，气速只能选择0．2～0．5m／s，不利于反应速度的提高，同时还容易造成铁粉黏结；如果选择循环流化床，则可将气速提高到1m／s以上，从而具有高的反应效率。对于煤基还原，供热是影响反应速度的主要因素。针对煤基隧道窑还原，通过对布料层的优化（见图9），成功将煤基隧道窑的窑内温度从1150～1180℃降至1100℃左右。

1．7多级循环流化床的流化规律和连续运转研究［35－36］

作者提出了多级铁矿粉循环流化床还原反应器，并开展了多级铁矿粉循环流化床的流化规律研究和连续运转试验。从图10可见，对于双级循环流化床，流化速度降低后曲线变化的趋势未变，但双级循环床的旋风分离器入口的压力明显降低了。流化速度的减小使旋风分离器的入口浓度降低，系统的颗粒循环量下降。从图10中还可以发现在每一级循环流化床中铁矿粉颗粒上行和下行构成的循环回路压力曲线必在某标高处相交，即有一个压力等值点，双级循环流化床的回路曲线呈上下双“8”字形。双级循环流化床内存在着压力平衡分布，随着流化风速的变化料腿的压降将会自动调节随之变化，以达到各个循环回路的压力平衡。

1．8低温还原冶炼粒铁的理论［25，29－30］

日本钢铁研究协会曾组织了18个单位（包括5个钢铁联合企业、11所大学、2个钢铁研究所）在1999－2004年开展了低能耗低排放高炉新技术研究，重要研究方向是加速高炉内固态区间接还原、降低高炉内炉渣和铁水温度（从1450℃降低到1350℃），实现减排CO250％水平的目标。美国和日本也在21世纪初开发了高温转底炉技术（ITMK3），将转底炉的海绵铁直接分离成液态炉渣和铁水。从图11可见，高温转底炉技术铁水温度控制在1450℃左右，碳质量分数控制在3％左右。采用低温还原冶炼粒铁新工艺，包括快速还原、快速渗碳、铁在半熔态渣中聚集长大等。温度控制在1200℃，比高温转底炉技术铁水温度低200℃，比日本提出的低温高炉低150℃，已在小试验室和半工业化装置上得到了铁粒。

2低温冶金技术和工艺进展

研究低温冶金的目标是开发低碳、节能、高效、低成本的新工艺。根据炉料和产品结构的不同，作者开发了不同的低温冶金新工艺。

2．1改进的熔融还原炼铁工艺［7－8，11，14－16］

如图12所示，该工艺流程由3部分组成：第1部分为熔融气化炉，主要功能是熔化海绵铁和产生预还原所需的还原煤气；第2部分为预还原部分，由两级还原流化床和一级矿粉预热床组成，主要功能是将矿粉转变成高金属化率的铁粉，金属化率大于85％；第3部分是煤气处理，包括尾气换热、煤气洗涤、煤气增压、变压吸附等工序，功能是调节预还原所需的煤气成分、煤气量与温度。新工艺流程描述为：精矿粉或粒度小于0．5mm的赤铁矿（褐铁矿等）首先进行干燥脱水后进入料仓，在矿粉预热床内进行换热，将出口煤气温度降低到450℃左右，矿粉温度升至450℃左右后进入第2级快速循环还原反应器，被还原气体还原到浮氏体，温度升至700℃左右，进入第1级快速循环床反应器，还原得到金属化率超过85％的海绵铁粉，温度为750℃左右，然后进入热压块工序，热压成海绵铁块进入熔融气化炉海绵铁缓冲仓，与块煤、型煤、熔剂等进入熔融气化炉。在熔融气化炉风口区吹入纯氧，燃烧从气化炉上部逐步移动到下部的半焦（也可以从风口吹入部分煤粉），用此热量还原、熔化海绵铁和熔剂，形成炉渣和铁水，定期排放，产生的高温煤气穿过半焦（块煤、型煤高温分解产物）、海绵铁块、块煤与型煤以及熔剂时，与它们进行热交换，离开熔融气化炉时煤气温度降至1050～1100℃。1050～1100℃的高温含尘煤气，与经过变压吸附的冷煤气相混合，调至温度为700～750℃、氧体积分数为10％～15％的煤气，经过热旋风后，大部分煤气进入第1级低温快速循环床反应器，少量煤气经洗涤返回至变压吸附，其主要作用是调节煤气成分与煤气温度；经过热旋风收集的热态粉尘再喷吹至熔融气化炉内。进入第1级低温快速反应器的温度为700～750℃、氧体积分数为10％～15％的煤气还原进入反应器的浮氏体，将其还原到金属化率超过85％，离开第1级反应器的煤气补入少量氧气，以提高煤气温度，进入到第2级反应器，将450℃左右的矿粉加热和还原到700℃左右的浮氏体，离开第2级反应器的煤气，进入矿粉预热床预热冷矿粉，离开矿粉预热床的煤气温度降至450℃左右，经过余热换热器降低到150～200℃左右，经过洗涤后，一部分煤气输出，一部分煤气与从高温经过冷却洗涤的煤气合并，经过增压与变压吸附后，调节熔融气化炉高温煤气的温度与成分。基于低温快速预还原改进的熔融还原炼铁工艺具有以下技术特点：

1）炼铁原料为粉矿。

可以直接使用粉矿，粉矿还原速度快，省去了烧结、氧化球团等原料造块工序和相应的能耗和污染。

2）预还原煤气温度为700～750℃。

进入预还原反应器的煤气温度为700～750℃，比COREX、FINEX的煤气温度（800～850℃）低100℃，解决了预还原反应器的黏结问题以及带来的一系列问题。

3）接衡态还原。

采用粉矿还原，还原的煤气成分容易接衡态，可以最大限度地减少吨铁气体使用量。

4）预还原得到金属化率超过85％的海绵铁。

金属化率高的海绵铁进入熔融还原气化炉，是少用或者不使用焦炭的前提，是降低熔融气化炉吨铁燃料比的基础。

5）采用双级流化床作为反应器。

粉矿还原速度快，需要的流化速度也较低，采用流化床作为反应器，可以大幅度提高生产效率。采用双级反应器，可以提高还原气体的利用率，减少吨铁矿粉还原所需的一次气体用量。

本流程成功吸收了目前熔融还原工艺的优点，同时也解决了熔融还原流程预还原流程与整个流程衔接不顺导致燃料比过高的重大难题。改进的熔融还原炼铁工艺的预期效果：

1）新工艺的吨铁燃料比在600kg标准煤左右，随着工艺与操作的熟练，以及后期喷煤技术的发展，预期燃料比可在520kg标准煤左右，接近高炉水平。

2）可直接使用中国的精矿粉和进口粉矿，彻底消除氧化球团或烧结带来的环境与能量负荷。中国吨矿的烧结净能耗在65kg标准煤左右，相当于吨铁100kg标准煤左右，1t氧化球团的净能耗在50kg标准煤左右，相当于吨铁80kg左右标准煤。

3）可以得到高金属化率的海绵铁，吨铁焦炭使用量在50kg左右，可以不使用焦炭。这样就可以最大限度地减少吨铁焦炭使用量，同时降低了焦炭工艺带来的环境污染与能耗问题（吨焦净能耗140kg标准煤）。

4）吨铁净能耗在500kg标准煤左右，比高炉炼铁流程610kg标准煤低18％。

5）吨铁CO2排放量约1．48t，比高炉炼铁流程CO2排放量1．8t低18％。2．2优质海绵铁低温还原工艺［25，37－38］针对电炉炼钢对优质海绵铁以及冶金铁粉的需求，其主要冶炼工艺为隧道窑还原工艺。通过改造罐内的布料结构和添加添加剂，可以显著降低传统隧道窑的能耗、提高隧道窑生产率和延长炉衬与罐材使用寿命。优质海绵铁低温还原工艺描述：首先将还原煤、精矿粉、添加剂按照一定比例布在反应罐内，然后将反应罐装在台车上推进隧道窑内；将隧道窑窑体分为加热、还原和冷却3个区域，在还原段装有燃烧器，以液体或气体燃料为能源使还原段温度保持在1100℃左右，还原段高温炉气向加热段流动，对反应罐进行预热，使其温度随着向还原段的接近而逐步提高。台车进入还原段后，煤气化反应放出大量CO，使矿粉得到还原，生成海绵铁。还原完成后，台车进入冷却段，冷却段中有一股由吸入的冷空气形成的气流，在气流中，密封的反应罐逐步冷却至常温。出窑后，将海绵铁取出，去掉残煤和灰分即可得到产品。该工艺的特点主要表现在以下几方面：1）将窑内温度从传统的1150～1180℃降低到1100℃；2）吨铁海绵铁（93％金属化率）一次煤耗降低幅度达到26．7％；3）产量已从2万t／a提高到3万t／a，具备4万t产能；4）耐火材料寿命大幅度延长，已超过2a。

2．3低品质铁矿生产铁粒技术［29，37－38］

中国是贫铁矿国家，包括大量的褐铁矿、赤铁矿等资源，以及冶金渣和一些有色含铁矿（如红土矿等），含铁品位在40％左右。这些铁矿资源由于脉石太高，不管是直接进入高炉冶炼、电炉冶炼，还是通过预还原＋电炉冶炼，都存在冶炼成本过高的缺点。作者开发了低温还原低品质铁矿得到铁粒技术，见图13。

首先将铁矿粉与一定比例的煤压成球或块，进入低温还原反应器，然后在晶粒长大反应器内实现铁和渣的有效分离。干燥器的目标是将含碳球团中的物理水分去除，它使用的热量来自低温还原反应器的低热值尾气。低温还原反应器分为2段区域，预热段和低温还原段，在预热段，利用低温还原段的高温废气将物料加热到900℃；在低温还原段，通过煤气烧咀将反应器温度提高到1100℃，在此温度段完成含碳球团内的铁矿预还原。在晶粒长大反应器内将反应器内温度提高到1200℃左右，实现细微铁的快速渗碳，并促进细微含碳生铁的聚集，最终实现渣和铁的分离。产品冷却后，通过破碎和磁选，得到铁粒。这样就最大限度地降低了电炉熔分所消耗在渣熔化上面的电能。在半工业化装置中冶炼红土矿（wTFe＜20％），得到了粒状镍铁合金，见图14。

篇6

关键词：钢铁企业；碳排放；成本

中图分类号 F275.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2013）05-0029-07

尽管世界各国在德班联合国气候变化框架公约第十七次缔约方大会上各有收获，但作为发展中国家的中国，在“后德班”时期的减排之路仍将面临严峻的考验。因此，发展低碳经济已经成为必然的选择。钢铁行业作为我国国民经济最重要的基础产业和实现新型工业化的支柱产业，总产量已经连续16年位居世界第一。钢铁行业的碳排放在工业碳排放中占有很大比重，且又是流程制造行业中消耗资源能源和产生污染排放的重点行业，减少碳排放是其应对气候变化的必由之路。本文通过解析钢铁企业工艺流程中碳素流，构建碳排放成本模型，并深入其主要生产环节进行碳排放成本核算，为钢铁企业管理者开展碳排放成本管理提供数据，以推动企业实现低碳经济转型及持续发展。

1 碳排放成本基本理论

1.1 文献述评

作为全球气候变暖的首要因子，自20世纪90年代起，环境及生态工程领域的学者已经开始对碳存量和流量进行了核算，并采用物质流方法定量测度碳实物量。发展到今天，碳排放问题已越来越受到各国政府和相关机构的关注。随着国际会计界对企业碳排放有关问题的愈发关注，碳会计将传统财务会计框架逐渐扩展到了广义会计学的相关领域。Anita E等普遍认为，当今地球生态危机背景下，碳管理会计是一种面向管理者提供信息，以供其在碳排放问题上制定决策的可持续发展会计[1-2]。碳管理会计的核心为碳排放成本的核算、管理和控制。然而，由于碳排放的无形性，给碳排放成本的核算带来了不小的难度，致使学者们不得不从各个角度对于碳排放和交易相关的隐形成本显性化问题开展多方面的研究[3-5]。Ratnatunga J等认为可以从“环境成本会计”和“基于生命周期的碳成本核算”两个角度进行碳排放成本核算[6]；Lohmann L考虑了从成本效益的角度进行碳核算，并构建了碳交易机制下的碳会计框架[7]；Dutta S等认为在企业的管理决策中，必须引入基于价值链分析的碳足迹[8]；部分学者通过引入案例对实际产生的碳成本核算进行了解析；Kneifel J采用了基于生命周期的节能、碳减排和成本有效评估的方法对新商业大厦进行研究，并对碳排放成本影响进行了测量分析[9]；KiHoon Lee针对汽车行业供应链管理中的碳核算进行了研究，认为通过反映产品中碳元素的流动将改善供应链中的碳绩效[10]。

近年来，我国对碳排放成本问题的研究也取得了一些进展[11]。肖序等认为，应该从资源价值流的角度对碳排放成本进行解析，将外部碳因子引入碳排放成本管理和企业经营决策上来[12]；张白玲等综合国际碳足迹测算标准与测算步骤，构建了以企业碳物质流测算为基础的碳会计核算体系[13]；杨蓓等通过构建长短期碳排放成本决策模型，确定了碳排放量和碳排放成本的最优结合点以及长期碳排放成本随碳排放量下降而相应减少的趋势[14]；张惠茹等基于低碳经济的视角，对碳成本管理产生的背景以及内涵和计量进行了阐述，并认为战略成本管理的内容应积极扩展至碳成本的管理[15]。

从现有碳排放成本研究文献来看，多偏重于理论分析，缺乏可操作性的案例研究；现有研究还较多注重于碳排放事后补偿研究，而忽视了企业全流程的碳排放成本；比较注重于宏观、中观层面上的碳排放研究，较少涉及到微观企业层面的碳排放成本分析。而这正是本文研究的重点。

1.2 碳排放成本内涵

环境问题的核心是减少碳排放量，以提高能源消耗效率。目前对于碳排放成本，全球学术界并没有统一的定义。概括起来，包括以下几种不同的定义：一是从生命周期出发，认为是建立包括产品生产、制造、物流、使用和废弃而产生的有关碳排放代价及由此产生的补偿等方面的内容；二是认为是企业为预防、计划、控制碳排放而支出的一切费用，以及因超出既定的碳排放量而造成的一切损失之和；三是认为是企业在产品的生命周期过程中，为预防、控制、治理碳排放而取得预期环境效果和环境收益所发生的可用货币计量的各种经济利益的流出。以上定义均从不同角度入手，反映了碳排放成本的性质和特点，体现了成本费用与损失的本质特征，但其范围则在不同的层面上界定。有的界定于产品的生命周期，也有的界定于碳管理，还有的界定于超额排放量。这种不同的界定层面，形成了不同的表述。

为深入探讨碳排放成本，本文将碳素流抽象为碳排放成本的本质并以其为核心，深入其流程过程中各工艺环节，归集与其相关的能源、原料等含碳物质的运动中，解释其物质流与价值流“合二为一”的科学规律，来构建其概念定义。将碳排放成本定义为：为满足气候变化下低碳经济和可持续发展的要求，依据物质流与价值流互动变化影响规律，以碳素流过程为核心跟踪、描绘与其相关的能源、原料等物质在企业工艺流程中的不同时间和空间所发生的耗费，并将其货币化而形成的一种成本费用。

本文选取了流程制造行业的典型代表――钢铁企业为研究对象，通过对钢铁企业碳素流动的追踪分析，界定了其碳排放成本的和范围，构建基于碳素流的碳排放成本核算模型，并对企业碳排放成本进行数据核算和分析，以改善现行的企业管理政策模式。

2 基于碳素流的企业碳排放成本核算模型构建

2.1 碳素流动与价值流动的基本逻辑关系

在流程制造企业中，物质常以某种元素作为典型（如本文是采用的钢铁企业的碳元素）进行分析，追求物质流路线的不断变化。为研究流程中不同元素的流动规律，以及该规律对元素资源价值变化的影响作用，一般情况下，可选取流程中某一代表性元素C，探讨其流动规律及对应的价值变动率。现假设元素C是产品中的一个主要组成成分，可针对元素C绘制生产过程的元素流图，其中，R代表资源投入量，Pi（i=1，2，3...n）为第i阶段生产产品产量，Q i（i=1，2，3...n）为第i阶段废弃物的排放量[16]，见图1。

根据上图的元素C流图看到，在企业生产流程的各个阶段，元素C将依次发生一系列的物理和化学变化，每一阶段的输出端由两部分组成，即有效利用价值（合格品价值）与废弃价值（废弃物价值）。流程制造企业在每一生产阶段都会增加新的价值（成本）投入，从而推动了元素C价位的不断提高；产品开始投入使用后，经过不断磨损，元素C物质价值逐渐降低，随之其价位也相应地降低。因此，根据此思路，绘制元素C价位的变化，见图2、图3。

在生产流程的不同阶段，元素C都被分解为流向下一阶段的有效利用与废弃排放两种物质成本，因此导致了其价位的不断变化。图2中可以看到，元素C的有效利用成本呈累计上升趋势；而在图3中，各阶段的废弃物价位在前阶段呈现累计上升趋势，但在使用废弃阶段则价位急剧

下降。这种依据元素C的物质流动所带来的阶段价位变化，是流程制造业碳排放成本核算的基础之一。

钢铁企业的碳素流与其排放成本是密不可分的。对钢铁企业制造工艺流程进行碳素流运行规律的分析，是为了更好地掌握钢铁企业生产流程中的碳排放源，并对企业进行碳排放成本的管理。碳素流既表现为物质流，也表现为能量流。从物质流的角度看，钢铁企业的碳素能源的最终形式是碳排放物，这与成本乃至周边环境负荷是息息相关的；而从能量流的角度来看，碳素能源是钢铁企业的主要燃料，构成能量流的主体[17]。因此，在核算企业某工序的碳排放成本流转的存量或流量时，可以成本会计逐步结转模式为基础，运用“碳素流分析”手法，以每一过程或节点的物质流动和能量流动计算碳排放流转成本。通过对单位工序流程的“流”分析，得到其实际碳排放量，并将资源流成本会计中“流”运动对环境系统的外部损害价值纳入核算体系，使得碳排放成本的核算更加合理完整。其主要核算与分析模型见图4。

2.2 碳排放成本核算模型构建

流程制造企业碳排放成本在企业连续生产流程或节点流转，按各工序碳素的流向含量划分，主要是原材料与能源成本、中间投入的人工成本，同时，资产设备的折旧以及相关制造费用等间接性费用也以此标准分配，从而形成产品（或在产品、半成品）的能源（碳）有效利用价值与废弃物价值（碳排放内部成本），可构建计算公式为：

其中，RVi为第i流程或节点的碳素流成本；RUVi为第i流程或节点的碳流的有效利用价值；WLVi为第i流程或节点的废弃物损失价值（碳排放内部成本）；WEIVi为第i流程或节点的废弃物外部环境损害价值。结合钢铁企业的特征，以碳素流分析为标准，又可将后两类的价值分解为：

上式中，Cmi为第i流程或节点的原材料输入成本；Cei为第i流程或节点的能源输入成本；Cli为第i流程或节点的人工成本；Cpi为第i流程或节点的制造费用；Qpi为第i流程或节点的合格品碳元素含量；Qwi为第i流程或节点的废弃物碳元素含量。

流程企业碳外排所造成的环境污染与损害价值核算，可反映企业碳排放带来的社会成本，揭示企业对低碳经济和节能减排的社会责任履行情况。目前来说，在国外已经建立起了比较成熟稳定的数据库进行分析，且在各种环境管理的业绩评价中取得了较好的效果。其主要的方法包括基于端点模型的生命周期环境影响评价方法（LIME，Lifecycle Impact assessment Method based on Endpoint modeling），日本环境政策优先指数（JEPIX，Environmental Policy Priorities Index for Japan）和最大限界削减成本法（MAC，MaximumAbatement Cost method）等[18]。考虑到国内尚未构建适合流程企业的碳排放外部损害成本的

计算标准，在综合分析了以上几种方法的优劣基础上，本文引入了LIME方法。此法基于环境负荷物排放量进行环境影响评估，且包含范围非常广泛，目前已纳入投入（资源的消耗）和输出（废弃物的排放）的物质数量达到1 000余种，都能够将其转化为货币价值予以评价。因此，比较适合流程制造企业的外部损害成本计算。其碳排放外部损害成本的计算公式如下：

WEIVi=∑m，ni=1，，j=1 WEIij×UEIVij

（4）

其中，WEIij为第i流程或节点的j种环境影响废弃物排放量；UEIVij为第i流程或节点的j种废弃物的单位环境

损害价值。

根据LIME数据库资料进行计算后，可得出各物量中心的碳排放成本，并将成本连接起来可形成与其碳素流路线相匹配的资源价值流图。从该图中，可确定碳素流在各物量中心的成本与废弃物损失价值、环境损害价值等数据资料，可为低碳经济的现场诊断、分析与决策、成本损失控制，甚至为整个资源价值流路线的优化调整，都能提供有用的信息数据。由此可见，碳排放成本核算模型通过追踪产成品和半成品在各个工艺流程的变化，能够量化资源流程的各个因素，激励企业管理层在产品开发、包装设计、原料选择等方面尽可能节能减排，实现发展经济和保护环境的双赢。其将内部碳流价值损失（碳排放内部成本）和外部损害价值相结合，能够为企业确定整改的顺序提供数据支持，从而使得企业改善后的内部碳流价值损失和外部损害价值最小化，符合可持续发展和循环经济发展的要求。

3 钢铁企业碳排放成本核算案例分析

现代钢铁联合企业是复杂的“铁―煤”化工生产系统，工艺流程相对复杂。本文以国内某大型钢铁企业为例，根据其工艺流程，探讨其碳排放成本核算问题。

3.1 钢铁公司工艺流程及物量中心的确定

该钢铁企业主要采用长流程生产工艺。根据单位工序“流”中的CO2排放量的特点，考虑到碳排放产生比较大的工序，并依据不同设备的运行情况，可将该公司的生产线划分为五个物量中心：焦化物量中心、烧结物量中心、炼铁物量中心、炼钢物量中心和连铸轧钢物量中心。其相关模型构建见图5。

3.2 各物量中心碳排放成本的计算

钢铁企业碳素流贯穿了企业全部物量中心，因此，可以通过现场记录和实地测量的方式对各物量中心的输入、输出数据进行计量，得出各物量中心输出资源的碳排放内部成本与碳排放外部环境损害成本[19]。

3.2.1 碳排放内部成本核算

依据该钢铁公司各工序产品的含碳能源、材料的耗用量，按照碳元素流向含量进行划分，计算出各物量中心的材料成本、能源成本和系统成本，并按照碳元素的损失率计算出碳排放内部成本，计算结果见图6。

3.2.2 碳排放外部损害成本的计算

钢铁企业的碳排放外部损害成本的计算主要是按照现场诊断的数据，计算各物量中心的CO2数量，并予以标准化，借鉴LIME模型进行汇总计算。结合本案例钢铁企业CO2的碳排放量数据，其外部损害成本计算结果见表1。

3.3 基于碳排放内部成本和碳排放外部环境损害成本的双维度分析

根据上述钢铁企业各物量中心的碳排放内部成本和外部损害成本计算结果，可以进行碳排放内部成本――外部损害成本比较分析，见表1。

由表1可知，该钢铁企业在炼钢环节的碳排放内部成本较小，成本为157 573元，而炼钢环节的碳排放内部成本最大，成本为312 179元，而在碳排放外部损害成本方面，炼钢环节的成本较小，成本为9 667.7元，连铸轧钢的外部损害成本较大，为351 087.41元。企业在制定改善方案时，可据此综合考虑企业的碳排放内部碳素流成本和外部损害成本。

在本钢铁企业中，碳排放的重点主要集中在炼铁和连铸轧钢两个物量中心。其中，炼铁的碳排放内部成本最大，因此，降低碳排放成本主要应从以下两个方面入手：一是减少所需碳量，即降低还原比（焦比和燃料比），采用先进的技术，如高反应性焦炭技术和含碳热压球团技术；二是降低对碳的依赖，利用天然气等氢系还原剂，以及废塑料的再循环利用，促使其内部碳排放损害成本向左边移动，则可减少碳排放损失成本。其次，连铸轧钢环节的碳排放外部损害成本最大，企业必须引起足够的重视，否则，在不久的将来可能会产生相应的碳税和碳排放权交易问题，在节能减排和低碳经济中处于被动地位。反之，如果企业能够未雨绸缪，通过改善工业流程、加大设备投资来减少碳排放量，短期内企业可能会增加成本投入，利润随之减少，但利润减小的幅度可能小于外部损害成本的减少，在越来越重视发展环境问题的将来，企业将获得未来的经济利益流入。

使之标准化；③上表中参照2012年年末日元对人民币的实时汇率为1∶0.072 44，LIME系数（元/kg）为0.125 28；④炼钢工序碳排放所占比例小，其原因主要在于其能量主要来自于热铁水。

4 结论及未来研究方向

本文通过对流程企业生产流程中元素流的追踪，探讨了企业碳素流的物量计算，并借鉴价值流与成本逐步结转方法，对企业碳排放成本进行核算。通过“碳排放内部成本――外部损害成本”的双维度分析方法，开展综合分析评价，可确定每个生产工艺的节能减排潜力。此外，结合案例对钢铁企业碳排放成本进行了数据计算与分析，使得钢铁企业准确厘清自身的碳排放成本，从而改善企业耗能结构和能源介质，以达到企业发展低碳经济的模式创新。将此方法应用于实践，无疑可对流程制造业开展低碳经济、追求经济效益与环保效果同步提高具有重要的理论和方法上的推广意义。

本文的未来研究方向将集中到以下几点：

（1）建立适合行业特点的碳排放成本核算模型。影响流程制造企业的碳排放因行业的流程结构、能源结构及技术装备不同而各异，各行业必须根据自己的特点设计碳排放成本核算模型，用以帮助企业实现节能减排的目标。

（2）建立流程制造企业的统一的碳排放成本核算标准和评价指标体系。流程制造企业的生产运行是一项复杂的系统工程。因此，针对企业的碳排放成本问题，必须从整个制造流程入手，借助先进的计算机仿真技术，进一步建立行业碳排放成本考核指标体系，以有利于控制企业的碳排放问题，使企业在后德班时代企业竞争中争取更多优势。

（3）与其他流程制造企业一样，钢铁生产与其他行业在产品、资源提供、污染物处理上存在许多交叉和联系，共建工业生态园是发展低碳经济的必然趋势。因此，未来的碳排放成本管理研究将会针对工业园区的碳素流与价值流分析，设计工业园区碳排放成本核算模型，为工业园区的节能减排提供重要的管理工具，从而满足可持续发展、低碳经济发展战略的需求。

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篇7

关键词：低碳理念 煤化工产业 发展讨论

前言：现代社会已经从快速发展经济的误区中走出来，逐渐开始转变观念，力求能够以低能耗、低污染的原材料作为工业生产的基础，全面倡导生态经济的发展。作为在2003年的英国能源白皮书中所提出来的低碳经济，已经得到了全国以及全世界的广泛认同，环境保护在人类生存发展中成为亟待解决的问题。尤其是对于像我国这样能源需求不断增长的大国来说，必须要降低煤炭在生产中的作用和地位，用低碳理念来指导煤化工产业在未来的发展。

一、浅析我国煤化工产业的发展现状

我国人口多、人均耕地面积和能源的占有量少，但煤炭的种类非常齐全，煤炭的产量能够占到世界总产量的百分之四十左右，储量也能够达到百分之十一左右。因此，以煤炭为主要原材料的煤炭化工产业一直都是我国工业重点发展对象，得到国家、政府以及社会各界的大力支持。随着经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，煤化工产业只有不断地扩大规模才能够满足人民日益增长的物质需求。就目前来说，我国利用煤炭燃烧所发电量在全国能源消耗发电量中所占的比重已经达到了百分之七十七左右，成为我国发电能源重所占比重最大的一种原材料。煤具有非常复杂的化学结构，特别是其中的键链只有用热裂解的方法才能够对其进行彻底的拆分。作为我国极为重要的化工原料，它的产物可以为化工原料气和工业燃气所使用，碳的轻组分甚至还可以直接被当做化工原料所使用，像针状焦和炭黑这样的重组分则可以被当做重液体燃料来使用。作为我国国民赖以生存的能源，以煤炭为主的煤化工产业无论是发展的速度还是规模都在不断地加快和扩大，甚至有不少煤化工项目的规模都达到百万吨。不仅如此，全国各地每年所上报的正在建设中的和拟建的项目也正在不断地增加，没有减少的趋势。伴随煤炭化工产业的不断发展而来的就是空气质量的大幅度下降和雾霾天气的密集出现，如何减少碳排放已经成为当务之急。

二、浅析如何用低碳理念指导我国煤化工产业的发展

我国是煤炭使用大国，在工业中对于煤炭的使用量一直位居世界前列，并且根据社会主义市场经济发展的实际需要，我国工业生产对于煤炭的需求不减反增，环境污染日益严重。虽然全社会都在倡导节能减排，但如果不能从根本上改变工业生产结构，依然将煤炭作为工业生产的主要原料，那么无论是对煤炭直接燃烧还是将其用作化工生产的原材料，都势必会产生大量的二氧化碳，对空气污染造成极为恶劣的影响。煤电行业在我国工业生产中占据着重要的地位，产业界在对其进行探讨和改良之后，提出了在发电过程中提高二氧化碳捕集能力和能量的转化效率来实现减少对煤炭的利用。

1走多种产业共生的发展路线

首先，我们必须要正确面对我国石油短缺的现状，随着对原油的大量开采和利用，其质量在不断地恶化、产量也在不断地减少，但不能放弃对这部分原油的使用，可以采取加氢改质的方法对其进行利用。将其中存在的硫、氮以及氧气等杂质进行脱除，与此同时将烯烃进行全部饱和处理、芳烃进行部分饱和处理，这样就能够保证轻质油品在工业生产中的供应。我国的石油化工可以借鉴美国的经验，采取加氢技术对原油进行提炼，虽然天然气在我国的储量也并不丰沛，但完全可以利用丰富的煤炭资源来达到制氢技术的实现，将煤化工与石油化工通过氢气的利用和供应来达到完美的产业结合。在煤制氢的技术中主要是以煤气化制氢为主的，我国目前已经具备了成熟的气化及制氢技术，可以独立完成对其的利用和发展。通过对煤基氢气和石油的改质进行共生耦合在低碳排放方面具有重大的意义。我国有很多化石企业也采用了工艺简单、投资少的延迟焦化技术来进行重质油炼，在大量建成焦化装置之后，我国每天的石油焦可以达到2000万吨以上的产量。但这种方法会造成能源的大量消耗、向空气中排放过多的二氧化碳，对环境会造成极为严重的污染。因此，我国必须要采取措施用加氢改制对延迟焦化工艺进行取代，将这种不符合低碳理念的生产工艺方法在短时间内彻底淘汰。第二种路线就是将煤化工、建材、冶金和能源产业相结合，利用非焦炭法熔池炼铁，用煤炭做还原剂将存在于矿石中的氧化铁迅速还原为生铁，使铁矿粉和煤粉在熔池里进行充分的反应，最终能够副产出大量的一氧化碳。在煤化工业和发电企业中，一氧化碳可以作为生产二甲醚、电力和氢气的重要材料，在某种程度上可以替代煤炭。气化装置的成本并不高，仅仅占总成本的一半，如果采用这种路线，不仅可以达到节能减排的目的，而且也能够极大地提高企业的经济效益。不仅如此，在炼铁之后所剩余的炉渣还可以被建材厂拿来利用，节能而且环保。这种工业试验装置在我国宝钢已经投入使用，并取得了良好的效果。

2通过对产业链的延伸来降低二氧化碳在单位GDP中的排放

在我国的煤化工产业发展的过程中，应该尽可能地选择碳排放量较低的产品，煤碳制油的方式并不能够使我国在国际竞争中占据有利位置，并且从长远发展角度来看，也不具备竞争力。另外，可以采取甲烷化技术实现节能减排。在我国，内蒙古、陕西、新疆和山西一带是煤炭储量最高的地区，我国有百分之七十左右的煤炭都分布在这些地区，而沿海一带对煤炭的需求量较高，我国的铁路系统在分担这一部分的运输任务时负担极为繁重，并且要承担高昂的费用。所以，在煤炭总量并不充足的煤炭地区并不适合发展煤炭化工，而甲烷技术则成为这些地区发展工业生产和提高经济效益的一种有力措施。在煤气化生产天然气的过程中二氧化碳的排放量也相对较低，不同于必须经过陆路运输的煤炭，这些由煤气所制得的天然气完全可以通过管道进行长距离的输送，沿海地区可以通过此种方式获得能源，同时也可以在很大程度上减轻我国的交通运输压力，此举可谓是一举两得。而乙炔技术也符合低碳理念，虽然其工艺流程较长，但用煤炭来生产烯烃却具有极大的附加值空间。

三、结束语

为了能够从根本上改善我国的环境质量，减少碳排放量，就必须要坚持用低碳理念来指导煤化工产业的发展，运用高效能的生产技术来完成对资源的有效利用。要借鉴外国先进的生产经验和生产技术对我国的煤化工产业进行技术升级，加强对先进工艺的开发，实现节能减排。

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篇8

中国政府高度重视资源环境问题，把节约资源和保护环境作为基本国策，积极实施节能减排战略。“十一五”时期，通过采取经济政策和法律措施，大规模增加节能减排投资，全国单位国内生产总值能耗降低19.1%，二氧化硫、化学需氧量排放总量分别下降14.29%和12.45%，基本实现了“十一五”规划《纲要》确定的约束性目标。

“十一五”期间，累计淘汰落后炼铁产能1.2亿吨、炼钢产能7200万吨、水泥产能3.7亿吨、焦炭1.07亿吨、造纸1130万吨，淘汰落后产能任务全面完成。规模以上工业增加值能耗下降26%，二氧化硫、化学需氧量排放总量分别下降14%和21.6%，为完成全国节能减排任务发挥关键性作用。

“十二五”时期，我国经济发展仍处于可以大有作为的重要战略机遇期。随着工业化、城镇化进程加快和消费需求持续升级，资源环境约束日趋强化，节能减排面临的形势依然十分严峻。江河湖海、土地、饮用水等污染严重，特别是去冬今春以来内地大部分地区发生雾霾天气，直接威胁群众身体健康。人民群众反映强烈。

工业作为资源消耗和污染物排放的重点领域，将在“十二五”时期继续承担节能减排的主要任务。国务院的《工业转型升级规划（2011-2015）》提出，到2015年，单位工业增加值能耗、用水量分别比“十一五”末降低21%和30%，工业COD、二氧化硫排放总量减少10%，工业氨氮、氮氧化物排放总量减少15%，工业固废综合利用率提高到72%左右。

为顺利实现“十二五”节能减排和工业转型升级目标任务，必须始终坚持产品设计生态化、生产过程清洁化、资源利用高效化、环境影响最小化原则，把节能减排作为衡量工业转型升级成效的硬指标，进一步完善政策机制，强化技术和标准支撑。同时针对当前面临的新形势、新任务，我们要按照国务院《大气污染防治行动计划》和《关于加快发展节能环保产业的意见》对工业领域提出的明确要求，将大气污染防治和发展节能环保产业，作为工业绿色发展转型升级的重要抓手，着力做好以下六方面的工作：

一是加快淘汰落后产能，严格控制“两高”行业扩张。在提前一年完成“十二五”落后产能淘汰任务。2015年，再淘汰炼铁1500万吨、炼钢1500万吨、水泥（熟料及粉磨机能力）1亿吨、平板玻璃2000万重量箱的产能。

二是狠抓节能降耗，提升工业能效。

三是积极推进清洁生产，加强工业污染防治。

四是大力发展节能环保产业，推进资源综合利用。到2015年，力争实现节能环保产业总产值达到4.5万亿元，成为国民经济新的支柱产业。

五是推进工业节水工作，抓好节水约束性指标任务的落实。

六是完善工业节能减排政策机制，确保任务目标顺利完成。

篇9

我国钢铁行业节能减排现状

钢铁行业作为国民经济的支柱产业，支撑着国民经济的发展。“十一五”期间，我国的国民经济总产值不断提高，建筑、汽车制造和机械等行业的跨越式发展，以及我国工业化、城镇化不断加快，使钢铁需求量和使用量大幅度提高，导致钢铁增速加快，产量过盛。在产量增涨的同时，钢铁节能减排工作也得到了相应的重视。“十一五”期间，我国大中型钢铁企业生产工序能耗逐渐下降，2010年与2005年相比，钢铁企业的焦化、烧结、炼铁、转炉、电炉工序能耗分别下降了24．17％，12．44％，8．51％，100．86％和23．68％；在工业减排方面，2010年与2005年相比，重点钢铁企业吨钢二氧化硫、烟粉尘和滑雪需氧量排放分别下降43．6％、48．2％和70．4％。

1．钢铁企业对节能减排的重视程度度不足，缺乏开展节能减排的主动性和积极性。钢铁企业的节能减排相关制度的认证和确立认识不够，不能够积极主动的对节能减排采取正确手段和措施，企业对节能减排缺少相应的技术支持，缺乏行之有效的新技术、新材料作为节能减排的支撑，同时由于钢铁企业利润相对低下，无法对节能减排有效的资金支持，当节能减排成本与所产出的收益无法匹配。

2．缺乏国家政策支持和资金的优惠政策。国家现在对钢铁企业节能减排工作，主要还是监督惩治为主，鼓励政策为辅，不能够为企业开展节能减排工作保驾护航。相关部门在推进和支持企业节能减排过程中面临许多风险，节能减排项目是投资大，效益低，风险高和回报慢等，使得节能减排项目很难得到较好的关注和投入。3．我国钢铁企业能源回收现状。钢铁企业是大量消耗矿产资源、能源、水资源等的产业，能耗高、污染严重是钢铁业发展过程中一直存在问题。钢铁生产工艺复杂、工序多、流程，且以冶炼及延伸加工为主，钢铁生产过程中产生的大量二次资源收集起来变废为宝。目前，钢铁行业的二次能源利用的主要用途除作为某些工序加热、供热的热源外，还用于发电。我国钢铁企业回收、加热炉余热回收等方面才刚刚起步，再加上许多企业从国外引进技术和进口设备，导致成本的加大。余热资源利用效率有待进一步提高。

我国节能减排主要途径和方法

1．加快科技创新，加大技术投入。随着科学的发展和技术的进步，资源枯竭、能源紧缺和生态环境恶化得到了初步解决。作为能源和资源消耗大户的钢铁企业要尽可能地提高资源利用效率和采用新能源，来减少资源和能源的消耗。同时，随着技术的更新和采用了先进的除尘设备，钢铁企业的污染物排放量也得到了一定的抑制。要积极创造条件，努力推广应用已有实用技术，淘汰落后技术，推动产业升级，调整产业结构，转换生产模式，实现技术进步和效率改善；要大力研究新工艺和开发新技术，如绿色制造技术、高效碳减排技术、再生技术、生态恢复技术等，积极探索和推行全氧高炉技术，最大限度地提高资源生产率、能源利用效率、最大限度地降低碳排放，减少粉尘的污染物的排放量，把钢铁企业创建成低碳企业，使钢铁企业的环境得到根本改善，使钢铁企业能源利用率资源生产率得到本质上提高。

2．国家应出台优惠政策，提高能源利用上和减少排污的积极性。国家应该加强宏观调控，调整投资结构和产业结构，大力发展循环经济。同时要建立健全节能减排的规章体系、标准体系、检测体系。国家有关部门应给予二次能源回收利用项目优惠政策，并对符合节能减排要求的设备、仪器、零部件等免征进口关税并予以补贴，对于符合贷款条件、从事二次能源利用的项目，国家财政应给予全额贴息。

3．完善的能源管控机制。随着国家对钢铁企业节能减排重视程度的提高，许多钢铁企业开始建立了完善的能源管理机制。建立能源管控中心是节能减排的一个重要体现，能源管控中心负责各种能源和资源的调配，对污染物的排放进行控制，将节能减排的目标，如实的落实到各有关管理部门，统一管理，各部门具体负责，形成完整的能源管理组织和体系。

4．提高资源及能源的利用效率，加大二次资源和能源的回收利用。钢铁行业是资源和能源的消耗大的行业，在生产过程中必然会产生大量的各种废渣（如高炉渣，转炉渣等）和各种尾气（如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等），加强对这些排放物的充分利用，不仅可以提高资源和能源的利用效率，而且可以通过充分利用这些二次资源和能源，还可以创造较高的经济效益，从而达到降低钢铁生产成本的作用。

结语

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对于现代工业来说不存在“无用的废料”，废气、废渣、废液、废能的综合利用程度体现着一个国家工业的成熟度。综合利用不仅能够回收本企业产生的废料、余热，还能够消化其他企业或者民用领域产生的废弃物。建材生产当中产生的很多废料可以回收后作为原料重新进入生产流程，如钢铁企业从原料单元到轧线，每个工序都有含铁尘泥产生，含铁尘泥经过必要的均质化和除杂工艺处理后，进入烧结厂循环利用［8］。在水泥生产中可以处理工业废渣和生活垃圾。生产水泥的主要原料石灰石在加热分解过程中消耗大量热能，同时排放CO2。而许多工业废渣如碳化炉渣、矿渣、钢渣等都是经过高温处理过的，不会像石灰石那样进行加热分解放出CO2。利用工业的废渣来代替石灰石，减少石灰石在原料中的比重，既减少了熟化热耗，又减少了CO2排放。掺粒化高炉矿渣粉可提高混凝土的密实性及耐久性、改善混凝土拌合物的工作性［9］。利用水泥窑处理城市生活垃圾，既能减少环境污染，又可以利用垃圾的热量节省燃料，还可以利用垃圾燃烧后的灰渣替代原料，有效节省矿物原料［10］。在钢铁生产中可以回收煤气、烟气、余热，处理城市废弃物。综合利用的技术有:炉顶煤气综合利用技术、焦炉处理城市废塑料、烧结烟气综合利用技术、转炉煤气综合利用技术等。玻璃、陶瓷、砖瓦等建材都有使用窑炉加热的工艺。除了加强保温外，余热利用对于节约能源、降低碳排放有很好的效果。

建材的节约使用

由于建材是高碳、高耗能产品，浪费建材就等于直接增加了碳排放。节约建材不仅应包括在工程建设当中节省建筑材料，还应包括合理高效地利用建筑及其他基础设施、合理延长其使用寿命、开发高性能建材等内容。

1高性能建材和新型建材的开发和推广

加强高性能建材的研发和推广，以高性能材料代替普通材料，实现“以质代量”，减少建材总的消耗量。以钢筋为例，世界主要工业发达国家在钢筋混凝土结构中已淘汰了低强度的钢筋，多采用高强度(400，500MPa)钢筋。我国高强度(400MPa)钢筋用量占总钢筋用量的30%～40%，中低强度钢筋用量占总钢筋用量的60%～70%。每1000tHRB335钢筋用HRB400钢筋代替约可节省钢材140t。而我国的年建筑用钢量早已超过1亿t［11］。新型节能建材的意义不仅节约建材，更在于建筑的节能。例如空心砌块代替黏土实心砖，既节省了材料，又降低了建筑承重，还能够提高围护结构的保温、隔音效果。应该加强高性能建材的科研开发、标准制订工作，鼓励新型节能低碳建材的使用，并且对生产新型建材的企业进行政策扶持。

2延长建筑物(构筑物)的使用寿命

我国正处于城市化进程加快的阶段，房地产市场火爆，许多建筑不到使用寿命就被拆除。这背后原因复杂，既有价值规律的作用，又有管理、规划的原因，也有建设质量等其他方面的原因。其中追求经济效益和提升城市形象、功能是造成目前国内城市建筑“短命”的主要原因［12］。因此规划、设计要提高前瞻性，使新规划区、新建建筑能够适应未来发展，从而延长建筑物的技术寿命。还要注意对城市老、旧建筑的保护和利用，赋予古建筑、旧建筑新的含义和功能，让其自身能够创造价值。延长建筑的使用寿命、减少“短命”建筑，既有低碳的意义，又能够保存城市的历史风貌，具有保存建筑文化的意义。

3优化设计

优化设计是以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计设定的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，求出最优的设计方案。利用计算机手段进行优化设计在我国建设领域还没有得到普遍应用，只是应用在一些大型工程中。目前我国设计市场的一个突出问题是迫于甲方对于工期的要求，设计周期被压缩得很短，优化设计工作被忽略掉了。而通过优化设计，可以在允许的范围内，使所设计的产品结构更合理、性能更好、质量更高、更加节约建材。

4提高建筑利用率

伴随我国经济收入的增加，也兴起了一股建筑的奢华之风，许多建筑超出“适合人居”这一功能越来越远。从低碳的角度，我们提倡建筑的简约实用，人均建筑面积适用即可，从而提高建筑的利用效率。对于办公建筑，应与人员编制挂钩，防止盲目提高标准;对于公共服务建筑，应制定相应标准，防止求大求洋;对于居住建筑，可以考虑对占有住房面积超过一定标准的征收碳排放税。

建设低碳建筑

建筑的低碳包括建设期的低碳、使用期的低碳和报废回收期的低碳。使用期中采暖、制冷、照明以及其他设备能耗占到建筑总能耗的80%～90%，其余10%～20%为建筑的材料能耗、建设能耗以及拆除阶段的能耗，减少使用期的碳排放意义重大［13］。

1充分利用自然能

因地制宜设计出适合当地特点的建筑，充分利用自然能，减少动力设备的使用。冬季的采暖和夏季的制冷耗费能源最多，这样建筑护结构的保温就显得格外重要。严寒和寒冷地区的建筑要做到充分争取阳光照射并且避免冷风的侵袭。夏热冬冷地区和夏热冬暖地区要注意夏季的遮阳和通风。尽量争取自然采光，减少人工照明的使用量。充分利用太阳能制热水和利用太阳能发电。

2降低设备损耗

为了提供一个良好的室内环境和更完善的功能，现代建筑使用了大量的专用设备。这些设备包括采暖、通风、制冷、给排水、电气、运输等方面的设备。这些设备的使用造成了大量的碳排放。降低设备损耗的措施包括提高锅炉的热效率，提高热交换器的效率，根据冷负荷自动调整冷冻机的制冷量，用高效光源(如LED灯)代替低效光源(如白炽灯)，使用热泵技术来利用低品位热能等。

3既有建筑的低碳改造

我国有数量巨大的既有建筑，这些建筑能耗高、碳排放大。对既有建筑进行改造要比新建建筑复杂得多。在改造时，要考虑建筑的现状，技术上要复杂一些，施工也较麻烦。对于住宅建筑，最大的难点不是技术问题，而是资金问题。改造一栋住宅楼，要面对众多的业主，达成一致比较困难。比较切合实际的做法是政府在这方面加强投入。从社会效益的角度考虑，政府出资改造也是有必要的。在已经改造的建筑中多数是政府出资或者政府出大部分的资金。

4建筑领域清洁发展机制的应用

清洁发展机制(CDM)设定的初衷是能够使发达国家以较小的代价获得核证减排量(简称CER)，而与之合作的发展中国家获得发展急需的资金和技术。但是由于市场对利益的追逐，使得经济效益好但生态社会效益差的项目受追捧，比如回收CH4、分解NO2和HFC-23的项目大受欢迎。而建筑项目因为单个项目减排量小、核证减排量(CER)认定困难、基准线确定困难等原因而难以开展［14］。但是由于建筑领域温室气体减排潜力巨大，市场广阔，在当前还是应该加强CDM在建筑领域应用的研究，开发适用于建筑领域的方法学，进行规划方案下清洁发展机制(简称PCDM)项目的尝试，培养该领域内专业技术人才，完善相关规章制度，进行建筑类CDM项目试点开发。

实现低碳交通

由于我国汽车保有量的迅速增加，城市交通拥堵现象日趋严重，同时也伴随着大量的尾气污染、噪音污染和温室气体排放。2000—2009年全国私有汽车拥有量见图1。

1通过城市的合理规划减少交通负荷

由于我国人多地少，业已形成了集约型城市，新的城市规划仍然应以集约型城市为目标。合理的规划不仅可方便市民的生活，还可通过减少出行距离，减轻道路负担，同时也有了利于人们采用步行和自行车出行这样的绿色交通方式。这方面的方法有建设功能齐全的小型化居住街区、建设兼有办公和居住的混合功能街区、根据出行强度布置企事业单位等［16］。

2限制小汽车的使用

小汽车不仅动态占用道路面积大、道路通过率低，是城市交通拥堵的主要原因，而且在各种出行方式中人均能耗最大、人均碳排放最大的一种。限制小汽车的使用是建设城市低碳交通，解决城市交通问题的根本途径。这几年我国小汽车年消售量迅速上升，已经超过美国成为全球最大的汽车消费市场。政府应当及早制定政策，否则城市交通将迅速恶化并伴随大量的温室气体排放。

3构建便捷的城市公共交通网

限制小汽车要和建设便捷公共交通结合起来，使人们能够享受便捷的现代化交通。完善现代化的交通网络包括发展地铁、轻轨等轨道交通，完善城市公交车网络，改善换乘和不同交通方式之间的衔接，降低公共交通使用费用等方面。

4鼓励绿色交通方式

步行和自行车出行本身是不产生碳排放的绿色交通方式。但是这些年来随着城市道路的变迁，机动车道占据了城市道路中更多的空间，压缩了非机动车和人行道的空间，绿色出行的环境越来越差。我们应该给步行和自行车出行以新的定位，鼓励这种健康环保的出行方式，保证步行、自行车出行的道路空间，建立完整路网。在混行道上确立行人优先和自行车优先原则。

建筑垃圾的回收利用

在建筑的报废回收期和新建建筑的施工过程中会产生大量的建筑垃圾，将建筑垃圾回收处理后再重新利用既能保护天然资源，又能降低建筑垃圾对环境的影响。建筑垃圾包括砂石、砖瓦、混凝土块、木料、玻璃、陶瓷、塑料、金属等。经过分拣，不同的材料可以分别回收处理，如废木料经加工再利用或用于制造中密度纤维板、废金属送钢铁厂或有色金属冶炼厂回炼。而废弃砖、瓦、混凝土经破碎、筛分、分级、清洗后作为再生骨料，可以用于建筑物地基回填、道路垫层、混凝土结构工程，以及制作砌块等建材产品［17］。但是目前我国的建筑垃圾除经过简单分拣就可以直接回收利用的以外大多是以堆放或填埋的方式进行处理，回收利用率很低。究其原因主要是由于我国资源税一直偏低，再生材料制成的产品价格高于用天然原料制成的产品，回收利用的企业无利可图。建筑垃圾资源化仍需政策的引导。