引言当前全球正处于对气候变化持续关注且重视的特殊时期,钢铁行业因其高耗能、高污染、高排放等特点,引起众多专家和学者的关注。魏一鸣[1-2]等总结全球29个典型气候变化综合评估模型(IAM)的基础上,围绕5个关键问题,系统总结并评述气候变化综合评估模型的新进展。Ioan[3]等评估钢铁行业对自愿协议的适用性评估。结果表明,排放量仍超出计划水平,如果不采取适应措施,钢铁行业将受到严重影响。红光[4]等从政府、产业和企业3个方面对日本钢铁产业低碳化的成功经验进行总结,为我国钢铁产业低碳化发展提供相关建议。赵立祥[5]等运用PSR模型从钢铁工业的源头、末端以及管理等3个层面构建钢铁工业生态化评价模型。王燕[6]等构建一套包括6个方面共20个指标的评价体系,完善钢铁联合企业全生命周期的环境评价体系。目前研究钢铁生产对环境产生的影响,多数是从环境绩效或环境负荷的角度开展,缺乏针对性。在针对钢铁工业生产对气候变化产生的影响方面上,对于具体的钢铁企业对气候变化产生影响的相关研究较少。本研究以钢铁联合企业为研究对象,构建针对钢铁企业在应对气候变化效应方面的评价体系,并通过运用模糊层次分析法得出企业在应对气候变化效应中自身所处的大致水平,完善钢铁联合企业应对气候变化效应的相关研究。1钢铁企业应对气候变化效应评价体系的建立1.1评价体系的构建构建钢铁联合企业应对气候变化效应评价模型,采用层次分析法与模糊综合评价法相结合的方法[7-8],对钢铁联合生产企业在应对气候变化效应的能力进行评价。确定评价指标时,既要考虑钢铁行业的能源消耗指标,又要考虑应对气候变化的管理指标。指标确定过程中,准则层层数相对较多,对应的指标个数也较多[7]。综合分析我国钢铁联合企业的行业特征后,确定评价钢铁联合生产企业应对气候变化的评价指标体系如表1所示[9-10]。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.T001表1钢铁联合生产企业应对气候变化效应评价指标体系目标层准则层指标层指标属性钢铁联合生产企业应对气候变化评价研究能源消耗强度指标吨钢综合能耗逆指标单位工业增加值能耗降低率正指标清洁能源占有率正指标资源循环利用指标固体废弃物利用率正指标脱硫副产物利用率正指标废钢入炉比正指标余热资源回收率正指标温室气体排放指标吨钢化石燃料燃烧过程碳排放量逆指标吨钢工业生产过程碳排放量逆指标吨钢净购入电力、热力碳排放量逆指标吨钢固碳产品隐含碳排放量逆指标吨钢温室气体排放量逆指标单位工业增加值碳排放降低率正指标低碳减排管理指标温室气体排放统计与监测正指标碳排放交易市场参与度正指标生产工序设备及技术正指标低碳减排设备及技术正指标气候变化应对指标员工低碳减排知识培训正指标气候变化战略和政策体现程度正指标开展相关节能减排活动正指标在此评价体系的准备工作中,针对评价体系指标层中的各个指标,分别进行两两比对,判断其相对重要性。为了保证评价的严谨性和客观性,汇总相关高校、政府环保单位以及大中型钢铁联合生产企业等专家意见,得到结果,由此构造出判断矩阵。通过判断矩阵对各层次权向量的计算及一致性检验后[11],得出指标层各指标的权向量W。1.2评分值的制定参考钢铁生产国家标准、行业标杆值、相关资料查询以及综合现场调研情况,制定钢铁联合生产企业应对气候变化评价体系各指标不同等级的参考值,并按照优秀、中等、一般、较差共4个等级进行分级。钢铁联合企业应对气候变化效应定性指标评分细则为:(1)温室气体排放监测与统计:优秀表示为能源管理机构、管理制度健全;能源管理体系完善;企业相关节能发展规划目标完成率≥90%。中等表示为能源管理机构、管理制度健全;能源管理体系相对完善;企业节能发展规划目标完成率≥80%。一般表示为有能源管理机构、管理制度;企业节能发展规划目标完成率≥70%。较差表示为未设立能源管理机构或管理制度或年度目标完成率≤70%。(2)碳排放交易市场参与度:优秀表示为积极参与。中等表示为有所参与。一般表示为参与较少。较差表示为未参与。(3)生产工序设备及技术:优秀、中等和一般表示企业各项生产设备及相关技术达到《钢铁行业清洁生产评价指标体系》Ⅰ~Ⅲ级基准值。较差表示为企业各项生产设备及相关技术低于《钢铁行业清洁生产评价指标体系》Ⅲ级基准值。(4)低碳减排设备及技术:优秀、中等和一般表示企业各项低碳减排设备及相关技术达到《钢铁行业清洁生产评价指标体系》Ⅰ~Ⅲ级基准值。较差表示为企业各项低碳减排设备及相关技术等方面低于《钢铁行业清洁生产评价指标体系》Ⅲ级基准值。(5)员工低碳减排知识培训:优秀表示为每季度培训一次。中等表示为每半年培训一次。一般表示为每年培训一次。较差表示为一年内未进行培训。(6)气候变化战略和政策体现程度:优秀表示为企业在制定相关规定时能够完全体现低碳减排理念。中等表示为企业在制定相关规定时低碳减排理念部分体现。一般表示为企业在制定相关规定时低碳减排理念略有体现。较差表示为企业在制定相关规定时低碳减排理念未体现。(7)开展相关节能减排活动:优秀表示为节能改造项目完成率为100%。中等表示为节能改造项目完成率≥70%。一般表示为节能改造项目完成率≥50%。较差表示为节能改造项目完成率≤50%。钢铁联合企业应对气候变化效应定量指标评分细则如表2所示。为便于得到一个准确的评价结果,将4个评价等级进行赋值,依次赋值为v1=100、v2=80、v3=65及v4=50,各等级变量值范围及所设定的分级标准如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.T002表2钢铁联合企业应对气候变化效应定量指标评分细则定量指标优秀中等一般较差吨钢综合能耗/(千克标准煤/t)560570585600单位工业增加值能耗降低率/%3.63.22.82.5清洁能源占有率/%1513118固体废弃物利用率/%高炉渣100989694转炉渣100959088含铁尘泥100989694脱硫副产物利用率/%90756050废钢入炉比/%36302418余热资源回收率/%25201612吨钢化石燃料燃烧过程碳排放量/(tco2e/t)1.101.151.201.25吨钢工业生产过程碳排放量/(tco2e/t)0.420.450.480.52吨钢净购入电力热力碳排放量/(tco2e/t)0.280.310.330.36吨钢固碳产品隐含碳排放量/(tco2e/t)0.160.140.120.10吨钢温室气体排放量/(tco2e/t)1.751.841.932.02单位工业增加值碳排放降低率/%3.73.32.92.510.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.T003表3综合评价定量分级标准评价值评语等级S>90优秀E180<S≤90中等E260≤S≤80一般E3S<60较差E42河北省钢铁联合企业案例分析河北省某企业为大型钢铁联合企业,公司主要经营钢铁冶炼、钢材、钢压延及其副产品等,共有7个主要的生产厂。定量指标主要分为能源消耗强度、资源循环利用、温室气体排放等3个准则层下13个定量指标,通过对该钢铁联合企业2016~2018年连续3年各项数据的调研,求得各定量指标具体结果,具体如表4所示。通过运用层次分析法以及模糊综合评价法得到该企业2016~2018年各指标的等级隶属度及指标得分情况,以2018年数据为例进行详细计算,得到各指标结果如表5所示。同理可求得该企业2016年、2017年各指标实际值以及等级隶属度,结果分别为69.43分和72.09分。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.T004表4企业各定量指标计算结果名称2016年2017年2018年吨钢综合能耗/(kg/t)580583573单位工业增加值能耗降低率/%1.64-2.260.09清洁能源占有率/%0.0900.0090.007固体废弃物利用率/%高炉渣97.3298.5598.74转炉渣94.2596.4396.15含铁尘泥97.4498.7398.01脱硫副产物利用率/%70.3574.7375.47废钢入炉比/%22.0422.0422.04热资源回收率/%16.6217.3117.03吨钢化石燃料燃烧过程碳排放量/(tco2e/t)1.1861.3021.165吨钢工业生产过程碳排放量/(tco2e/t)0.5720.4150.497吨钢净购入电力、热力碳排放量/(tco2e/t)0.3080.2890.287吨钢固碳产品隐含碳排放量/(tco2e/t)0.1530.1120.130吨钢温室气体排放量/(tco2e/t)1.9121.8951.82单位工业增加值碳排放降低率/%1.42-0.962.2810.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.T005表5企业2018年指标实际值及等级隶属度指标项权重值实际值隶属度指标得分优秀中等一般较差吨钢综合能耗0.04857300.950.0504.03单位工业增加值能耗降低率0.0480.0900012.40清洁能源占有率0.0240.00700011.20固体废弃物利用率高炉渣0.01298.740.370.6301.180.94转炉渣0.01296.150.230.7701.150.98含铁尘泥0.01298.010.0050.99501.110.95脱硫副产物利用率0.02175.470.0330.967001.80废钢入炉比0.11225.9700.3280.67208.01工业余热回收利用率0.03917.0300.2580.74202.74吨钢化石燃料燃烧碳排放量0.0381.16500.70.303.00吨钢工业生产过程碳排放量0.0380.491000.5750.4252.23吨钢净购入电、热力碳排放量0.0380.3880.7670.233003.67吨钢固碳产品隐含碳排放量0.0380.12800.50.502.85吨钢温室气体排放量0.1151.820.2220.7780010.16单位工业增加值碳排放降低率0.1152.2800015.75温室气体排放监测与统计0.031900.3330.667002.79碳排放交易市场参与度0.0317500.50.502.33生产工序设备及技术0.0598501005.02低碳减排设备及技术0.1018501008.59员工低碳减排知识培训0.0288501002.38气候变化战略和政策体现程度0.0098000.750.2500.72开展相关节能减排活动0.0288501002.38综合隶属度—0.0440.3460.3270.28375.46该企业2016~2018年应对气候变化评价体系准则层各项的分数统计如表6所示。由表6可知,该企业2016年综合得分69.43分;2017年综合得分72.09分;2018年综合得分75.46分,对照表3得到该钢铁联合企业在应对气候变化效应中综合评价为“E3”级。该评价结果与钢铁联合企业在国内的低碳发展水平基本相符,与政府部门对该企业的低碳水平定位大致相符,验证该评价体系的科学性与可行性。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.T006表62016~2018年准则层综合评价结果准则层2016年实际得分值2017年实际得分值2018年实际得分值期望分值总分69.4372.0975.46100B1能源消耗强度7.046.917.6312.95B2资源循环利用11.5012.6513.2417.55B3温室气体排放27.7928.8430.3940.05B4低碳减排管理17.818.218.723.8B5气候变化应对5.345.485.485.65各准则层的实际得分值如图1所示。由图1可知,该企业在能源消耗强度方面处于较低水平。资源循环利用、温室气体排放以及低碳减排管理方面处于中等水平,在气候变化应对方面的相关工作上做得相对较为出色;资源循环利用及温室气体排放方面近3年一直呈现上升趋势;低碳减排管理及气候变化应对方面近3年相对较为稳定。但根据通过钢铁联合企业应对气候变化效应评价结果来看,企业整体水平相对一般。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.F001图1各准则层的实际得分值为更加清楚地了解企业各指标实际情况与期望值的差距,将各准则层下的各指标近3年评分值以雷达图的形式呈现,如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.01.015.F002图2各准则层下各指标2016~2018年评分值通过图2(a)、图2(b)可以更加直观地看出该企业在能耗降低率、清洁能源所占比重以及工业余热回收方面近3年一直处于较低水平。2017年该企业进行产业调整以及设备改造升级,企业的能耗降低率指标甚至出现了负值。通过图2(c)中可看出,企业的单位工业增加值碳排放降低率相对于其他指标处于较低水平,且2017年在吨钢工业生产过程碳排放量中相对于其他年份较为突出。经调查发现,企业在2017年进行改造的同时,为保证企业正常生产发展,仍通过从外部采购部分原料进行生产,从而造成工业生产过程的大量碳排放。而在低碳减排管理方面,由图2(d)中碳排放交易市场参与度同样也处于较低水平。该企业应在能源消耗强度和资源循环利用上调整能源消费结构,提高能源利用效率,加大资源尤其是余热资源的回收利用率,积极参与碳排放交易,提高低碳减排技术以达到降低碳排放强度的目标。3结语通过对某钢铁联合企业进行评价,可以推断出河北省大部分钢铁联合企业在能源与资源利用方面处于较低水平。为更好地应对气候变化,尽早实现“双碳目标”,河北省在整个钢铁行业中应着重加强钢铁生产企业在提高能源利用效率和工业余热回收率等方面的提升,加快调整能源结构、提升清洁能源使用比重以及引进先进的低碳减排设备及相关技术,并且积极参与国内或国际的碳排放交易市场。
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