《钢铁产品全生命周期评价技术研究与应用》

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钢铁行业是物质、能量高度聚集的产业,对社会资源环境造成很大压力。钢铁行业做了大量的节能减排工作,但面临的压力依然很大。钢铁企业节能减排工作聚焦于局部、末端,局限于产业内部、工序内部,遇到提升空间的瓶颈,短期内难有大的突破。需要系统化的从钢铁制造全流程、上下游全产业链视角来开展节能减排工作。

项目单位从2004年起,历时11年,利用生命周期评价(LCA)方法,开展钢铁产品全生命周期研究及应用,从建立基于全生命周期的绿色设计与绿色制造方法学与标准体系,评价与应用模型开发,到在上下游全产业链上应用,升华到产品的生态设计层面,逐步形成了一整套应用体系。形成的主要创新点如下:

建立了以物质流、能量流、信息流的动态耦合和集成的钢铁制造流程生命周期评价方法和生态设计方法。钢铁流程系统集成了钢铁制造流程、上下游工序群,考虑了工序功能集的解析优化,工序之间关系集的协调一优化和整个流程中所包括的工序集的重构优化。从方法论层面建立了钢铁流程全生命周期节能减排新思路。

国内首次系统地建立了钢铁全生命周期环境绩效数据库。数据库集成了从上游原材料、钢铁企业各牌号钢材、以及相关下游用户终端产品的本土化数据,是全球最多、最全的钢铁产品及其上下游LCA数据库,本土化的数据为宝钢乃至钢铁行业及其它制造业的绿色设计、绿色采购、绿色制造、绿色用钢解决方案等方面提供数据支撑。

首次在钢铁全流程系统化进行LCA方法的工程化应用。基于LCA的产品制造全流程节能减排改进潜力分析方法从制造全流程指标敏感度和指标改进空间两个视角,结合全球最佳可用技术(BAT)分析节能减排改进潜力,安排技术优先次序。为全流程绿色制造提供了系统化的思路,在全流程节能减排、制造工艺流程的优化排产、各工艺技术改进措施的评价等方面,提供了基于“产品全生命周期环境绩效最优”为目标的解决方案。

项目成果形成国家标准1项,软件著作权3项,获得授权发明专利2项,实用新型专利3项,发表专著1篇,论文22篇。项目成果在宝钢内部各分、子公司应用覆盖内部工序单元碳钢130个、不锈钢123个、特钢50个、能源系统20个。通过与上游五大行业(耐火材料、润滑油脂等)8家供应商、下游八大行业(汽车、家电、电力等)27家用户合作,将绿色解决方案推广到钢铁上下游全产业链,体现了项目成果的可复制性和可推广性。

项目成果在宝钢实施以来,2015-2017三年新增利润9.5亿元,为社会减排二氧化碳927万吨,碳减排社会效益2.8亿元。项目经济、社会和环境效益显著。

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