一种钢铁行业碳减排潜力评估方法与流程

1.本发明属于环保领域，具体涉及一种钢铁行业碳减排潜力评估方法。


背景技术：

2.随着全世界工业化与市场化进程的快速推进，应对气候变化已成为“地球村”共同面临的环境挑战，在“能源门槛”与“生态门槛”的双重约束下，“低排放，低污染，低能耗”的“低碳经济”理念备受重视，实行低碳发展已经成为全球各国的共识。气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，环境问题愈发突出。
3.而钢铁行业就是一个高能耗、高碳排放的行业，其碳排放量占全球工业碳排放的比重很大。钢铁行业的碳减排潜力非常巨大，但是要实现碳减排目标，需要对其碳排放进行精细化管理和减排技术的研发和应用。因此，需要开发一种针对钢铁行业的碳减排潜力评估方法，以确定减排目标和优化措施。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种钢铁行业碳减排潜力评估方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种钢铁行业碳减排潜力评估方法，包括如下步骤：
7.步骤1：计算工序能耗；
8.步骤2：计算钢比系数；
9.步骤3：单位钢生产能耗；
10.步骤4：通过e-p分析法建立吨钢生产节能潜力分析模型；
11.步骤5：co2排放量计算。
12.优选地，步骤1中，工序能耗e是指钢铁生产统计期内某一工序生产单位合格的产品所直接消耗能源量，单位为kgce/kg工段产品；计算式如下：
[0013][0014]
式中，e
ele
、e
coalgas
、e
coal
、e
coke
、e
oil
、e
naturalgas
分别表示统计期内某一工序在批次内消耗的电、煤气、氧气、氮气、煤、焦炭、燃油、天然气的量，其中能量来源于固体的单位为kwh，能量来源于气体的单位为m3，能量来源于液体的单位为kg，不同的能源消耗折算成千克标准煤kgce；n为统计期内该工序中来源于某一能量源的合格实物产品重量，sum(n)为总合格实物产品重量。
[0015]
优选地，步骤2中，钢比系数p是指统计期内某一生产工序生产钢材时所需的铁料与炼钢生产的钢材重量之比；
[0016]
[0017]
式中，m表示炼钢所需的铁料重量。
[0018]
优选地，步骤3中，单位钢生产能耗即为吨钢能耗，是指钢铁企业在生产1吨钢材时所消耗的能源总量；吨钢能耗是衡量钢铁企业生产效率和资源利用率的重要指标之一，也是评价钢铁行业能源消耗和碳排放水平的重要指标之一；假设制丝生产有s个生产工序，第i个工序的钢比系数为pi，工序能耗为ei，则单位烟丝生产能耗e表示为：
[0019][0020]
吨钢能耗包括钢铁企业在生产钢材过程中所消耗的各种能源。
[0021]
优选地，步骤4中，用e-p分析法建立钢铁生产节能潜力分析模型，分别求出统计周期内因工序能耗变化和钢比系数变化而引起吨钢能耗的变化量，计算公式如下：
[0022][0023]
其中，δe表示吨钢能耗指标的改变量，e
′
i-e
″i表示统计期内第i工序的能耗变化得到的节能量，p
′i表示统计期内第i工序的钢比系数变化前得到的耗能量；p
″i表示统计期内第i工序的钢比系数变化后得到的耗能量；p
′
i-p
″i表示统计期内第i工序的钢比系数变化得到的节能量；
[0024][0025]
其中，e
′i为钢铁生产中第i道工序生产单位产品所消耗的能量；e
″i为钢铁生产中第i道工序生产单位产品所能回收的能量；为第i道工序生产单位产品消耗第j种能源的实物量；为第i道工序生产单位产品回收第l种能源的实物量；cj为消耗的第j种能源的转换效率；c
l
为回收的第1种能源的转换效率。
[0026]
优选地，步骤5中，依据钢铁生产工艺设备所消耗的各类能源折算出co2排放量，公式如下：
[0027][0028]
其中，k指能源品种，ei表示能源消耗量，cfi表示碳含量因子，hei表示热当量，cifi表示碳氧化因子，44/12是碳转换系数。
[0029]
本发明所带来的有益技术效果：
[0030]
本发明为钢铁企业提供一套科学、准确的评估方法，帮助钢铁企业全面了解钢铁生产过程中的碳排放量以及各个环节的减排潜力；指导钢铁企业的碳减排工作，为企业制定减排计划和策略提供科学依据。
附图说明
[0031]
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
[0033]
一种钢铁行业碳减排潜力评估方法，其流程如图1所示，具体包括如下步骤：
[0034]
步骤1：计算工序能耗；
[0035]
工序能耗e是指钢铁生产统计期内某一工序生产单位合格的产品所直接消耗能源量，单位为kgce/kg工段产品；计算式如下：
[0036][0037]
式中，e
ele
、e
coalgas
、e
coal
、e
coke
、e
oil
、e
naturalgas
分别表示统计期内某一工序在批次内消耗的电、煤气、氧气、氮气、煤、焦炭、燃油、天然气的量，其中能量来源于固体的单位为kwh，能量来源于气体的单位为m3，能量来源于液体的单位为kg，不同的能源消耗按照《综合能耗计算通则》折算成千克标准煤kgce；n为统计期内该工序中来源于某一能量源的合格实物产品重量，sum(n)为总合格实物产品重量。
[0038]
步骤2：计算钢比系数；
[0039]
钢比系数p是指统计期内某一生产工序生产钢材时所需的铁料与炼钢生产的钢材重量之比；
[0040][0041]
式中，m表示炼钢所需的铁料重量。
[0042]
步骤3：单位钢生产能耗；
[0043]
单位钢生产能耗即为吨钢能耗，是指钢铁企业在生产1吨钢材时所消耗的能源总量；吨钢能耗是衡量钢铁企业生产效率和资源利用率的重要指标之一，也是评价钢铁行业能源消耗和碳排放水平的重要指标之一；假设制丝生产有s个生产工序，第i个工序的钢比系数为pi，工序能耗为ei，则单位烟丝生产能耗e表示为：
[0044][0045]
吨钢能耗包括钢铁企业在生产钢材过程中所消耗的各种能源，如燃料、电力、气体等。不同的生产工艺和设备所消耗的能源种类和比例也会影响吨钢能耗水平；钢铁企业可以通过采用先进的生产工艺和设备、加强能源管理和节能减排等措施来降低吨钢能耗，提高能源利用率和生产效率。
[0046]
步骤4：通过e-p分析法建立吨钢生产节能潜力分析模型；
[0047]
用e-p分析法建立钢铁生产节能潜力分析模型，分别求出统计周期内因工序能耗变化和钢比系数变化而引起吨钢能耗的变化量，计算公式如下：
[0048][0049]
其中，δe表示吨钢能耗指标的改变量，e
′
i-e
″i表示统计期内第i工序的能耗变化
得到的节能量，p
′
i表示统计期内第i工序的钢比系数变化前得到的耗能量；p
″i表示统计期内第i工序的钢比系数变化后得到的耗能量；p
′
i-p
″i表示统计期内第i工序的钢比系数变化得到的节能量；
[0050][0051]
其中，e
′i为钢铁生产中第i道工序生产单位产品所消耗的能量；e
″i为钢铁生产中第i道工序生产单位产品所能回收的能量；为第i道工序生产单位产品消耗第j种能源的实物量；为第i道工序生产单位产品回收第1种能源的实物量；cj为消耗的第j种能源的转换效率；c
l
为回收的第1种能源的转换效率。
[0052]
该模型可以帮助钢铁企业对吨钢能耗的改变量进行量化评估，从而更加科学、准确地评估和监测节能减排效果，制定和调整节能减排政策和措施，提高生产效率和经济效益。同时，该公式也可以作为钢铁企业评估经济效益和社会效益的重要指标之一。
[0053]
步骤5：co2排放量计算。
[0054]
依据钢铁生产工艺设备所消耗的各类能源折算出co2排放量，公式如下：
[0055][0056]
其中，k指能源品种，ei表示能源消耗量，cfi表示碳含量因子，hei表示热当量，cofi表示碳氧化因子，44/12是碳转换系数。
[0057]
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种钢铁行业碳减排潜力评估方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：计算工序能耗；步骤2：计算钢比系数；步骤3：单位钢生产能耗；步骤4：通过e-p分析法建立吨钢生产节能潜力分析模型；步骤5：co2排放量计算。2.根据权利要求1所属的钢铁行业碳减排潜力评估方法，其特征在于：步骤1中，工序能耗e是指钢铁生产统计期内某一工序生产单位合格的产品所直接消耗能源量，单位为kgce/kg工段产品；计算式如下：式中，e
ele
、e
coalgas
、e
coal
、e
coke
、e
oil
、e
naturalgas
分别表示统计期内某一工序在批次内消耗的电、煤气、氧气、氮气、煤、焦炭、燃油、天然气的量，其中能量来源于固体的单位为kwh，能量来源于气体的单位为m3，能量来源于液体的单位为kg，不同的能源消耗折算成千克标准煤kgce；n为统计期内该工序中来源于某一能量源的合格实物产品重量，sum(n)为总合格实物产品重量。3.根据权利要求1所属的钢铁行业碳减排潜力评估方法，其特征在于：步骤2中，钢比系数p是指统计期内某一生产工序生产钢材时所需的铁料与炼钢生产的钢材重量之比；式中，m表示炼钢所需的铁料重量。4.根据权利要求1所属的钢铁行业碳减排潜力评估方法，其特征在于：步骤3中，单位钢生产能耗即为吨钢能耗，是指钢铁企业在生产1吨钢材时所消耗的能源总量；吨钢能耗是衡量钢铁企业生产效率和资源利用率的重要指标之一，也是评价钢铁行业能源消耗和碳排放水平的重要指标之一；假设制丝生产有s个生产工序，第i个工序的钢比系数为p
i
，工序能耗为e
i
，则单位烟丝生产能耗e表示为：吨钢能耗包括钢铁企业在生产钢材过程中所消耗的各种能源。5.根据权利要求1所属的钢铁行业碳减排潜力评估方法，其特征在于：步骤4中，用e-p分析法建立钢铁生产节能潜力分析模型，分别求出统计周期内因工序能耗变化和钢比系数变化而引起吨钢能耗的变化量，计算公式如下：其中，δe表示吨钢能耗指标的改变量，e
′
i-e"
i
表示统计期内第i工序的能耗变化得到的节能量，p
′
i
表示统计期内第i工序的钢比系数变化前得到的耗能量；p"
i
表示统计期内第i
工序的钢比系数变化后得到的耗能量；p
′
i-p"
i
表示统计期内第i工序的钢比系数变化得到的节能量；其中，e
′
i
为钢铁生产中第i道工序生产单位产品所消耗的能量；e"
i
为钢铁生产中第i道工序生产单位产品所能回收的能量；为第i道工序生产单位产品消耗第j种能源的实物量；为第i道工序生产单位产品回收第l种能源的实物量；c
j
为消耗的第j种能源的转换效率；c
l
为回收的第l种能源的转换效率。6.根据权利要求1所属的钢铁行业碳减排潜力评估方法，其特征在于：步骤5中，依据钢铁生产工艺设备所消耗的各类能源折算出co2排放量，公式如下：其中，k指能源品种，e
i
表示能源消耗量，cf
i
表示碳含量因子，he
i
表示热当量，cof
i
表示碳氧化因子，44/12是碳转换系数。

技术总结
本发明公开了一种钢铁行业碳减排潜力评估方法，属于环保领域，包括如下步骤：计算工序能耗；计算钢比系数；单位钢生产能耗；通过e-p分析法建立吨钢生产节能潜力分析模型；CO2排放量计算。本发明为钢铁企业提供一套科学、准确的评估方法，帮助钢铁企业全面了解钢铁生产过程中的碳排放量以及各个环节的减排潜力；指导钢铁企业的碳减排工作，为企业制定减排计划和策略提供科学依据。和策略提供科学依据。和策略提供科学依据。


技术研发人员：孙亚璐 丁坤 赵春娟 杨昌海
受保护的技术使用者：国网甘肃省电力公司经济技术研究院
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/10/15