羅詠 馮建飛 梁澤燊 龐銳明
（廣東中南鋼鐵股份有限公司 廣東韶關(guān)512123）
摘要：為降低鋼鐵生產(chǎn)各環(huán)節(jié)對環(huán)境的影響，減少環(huán)境危害，有必要建立從原材料獲取、設(shè)計、生產(chǎn)、運輸（交付）、使用、處理和處置的全過程的環(huán)境管理體系。從實踐經(jīng)驗來看，通過源頭做好原材料質(zhì)量管控、產(chǎn)品設(shè)計堅持綠色低碳原則、生產(chǎn)過程確保標準化作業(yè)、采用清潔的運輸（交付）方式、資源化利用廢棄鋼鐵產(chǎn)品，提高意識和認識、完善制度和流程，并適當應(yīng)用清潔生產(chǎn)審核、綠色產(chǎn)品認證、全生命周期評價等工具，是實施鋼鐵生產(chǎn)全生命周期環(huán)境管理的有效途徑，有利于系統(tǒng)提升鋼鐵生產(chǎn)過程的環(huán)境績效，助推鋼鐵企業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
關(guān)鍵詞：鋼鐵；生命周期；環(huán)境管理；綠色低碳
0 前言
鋼鐵生產(chǎn)過程是一系列的“物質(zhì)流、能源流、信息流”循環(huán)、轉(zhuǎn)化的過程，經(jīng)歷各種物理、化學的反應(yīng)實現(xiàn)從原輔料到產(chǎn)品、副產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，同時釋放出能量，產(chǎn)生廢棄物，并由此對環(huán)境產(chǎn)生影響。鋼鐵生產(chǎn)全生命周期是指鋼鐵產(chǎn)品“從搖籃到墳墓”的整個生命周期各階段的總和[1]，包括從自然中獲取鋼鐵冶煉所需的最初資源和能源，經(jīng)過設(shè)計、開采、冶煉、加工、再加工等生產(chǎn)過程形成鋼鐵產(chǎn)品，又經(jīng)過產(chǎn)品儲運、銷售、消費使用等過程，直至報廢、回收和最終處置（如圖1所示）。
圖1 產(chǎn)品全生命周期過程示意圖
隨著企業(yè)自身、專業(yè)機構(gòu)及監(jiān)管部門對鋼鐵生產(chǎn)過程環(huán)境保護的探索和認識不斷深入，全生命周期的環(huán)境管理理念、管理方法逐漸形成和被接受，并體現(xiàn)在有關(guān)政策、標準和管理實踐中，如清潔生產(chǎn)審核制度、新排污許可制度[2-3]、鋼鐵企業(yè)超低排放評估監(jiān)測制度、環(huán)境管理體系審核認證標準[4]等。寶鋼股份早在10多年前就開始從環(huán)境管理的角度研究鋼鐵生產(chǎn)的生命周期評價（LCA）[5-7]，并取得多項管理成果，應(yīng)用到環(huán)境產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)、產(chǎn)品綠色營銷、綠色產(chǎn)品認證[8]；、產(chǎn)品環(huán)境聲明(EPD)平臺開發(fā)等領(lǐng)域。鋼鐵生產(chǎn)全生命周期環(huán)境管理，對降低鋼鐵生產(chǎn)“物質(zhì)流、能源流、信息流”循環(huán)、轉(zhuǎn)化各環(huán)節(jié)的環(huán)境影響和環(huán)境危害，促進企業(yè)綠色、低碳可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效具有重要意義，值得鋼鐵企業(yè)推廣、實踐。本文結(jié)合韶鋼及有關(guān)同行的管理經(jīng)驗，分析了鋼鐵生產(chǎn)全生命周期環(huán)境管理的關(guān)鍵影響環(huán)節(jié)和要素，提出了主要路徑。
1 關(guān)鍵影響環(huán)節(jié)及要素分析
1.1 關(guān)鍵影響環(huán)節(jié)
從物質(zhì)流向及轉(zhuǎn)化的角度來看，從鐵礦石（粉）、煤、石灰石、廢鋼等原輔料的采購、運輸、裝卸、堆存，到加工中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品的煉焦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼工序，再到加工成產(chǎn)品的軋鋼工序，都屬于對環(huán)境產(chǎn)生影響的環(huán)節(jié)。其中鐵礦、煤、除塵灰等粉狀物料的堆存、運輸過程產(chǎn)生的污染物主要對大氣環(huán)境顆粒物（PM10、PM2.5）含量產(chǎn)生影響，煉焦、燒結(jié)等生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染物主要對大氣環(huán)境二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）及水環(huán)境中的部分無機、有機、重金屬污染物等含量產(chǎn)生影響，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水、固廢等又可能對土壤及地下水環(huán)境產(chǎn)生影響。
此外，為鋼鐵生產(chǎn)配套服務(wù)的設(shè)備維護、檢修，原料和產(chǎn)品運輸、廢棄物處理處置，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和技術(shù)改造等過程，也會對環(huán)境產(chǎn)生影響。如設(shè)備維護、檢修過程產(chǎn)生廢油、廢油脂等危險廢物，原料和產(chǎn)品運輸過程產(chǎn)生車輛尾氣排放，廢棄物處理處置過程產(chǎn)生灰、渣、污泥，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和技術(shù)改造過程產(chǎn)生建筑垃圾、工業(yè)垃圾、施工揚塵等。
1.2 關(guān)鍵影響要素
從可能對環(huán)境產(chǎn)生危害屬性的角度來看，原輔料中所含的鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、砷（As）、汞（Hg）、鋅（Zn）、鉈（Tl）等重金屬類元素成分及硫（S）、氮（N）、氟（F）、氯（Cl）等無機類元素成分，廢鋼等再生利用廢料中所含的放射性元素成分，以及生產(chǎn)制造、設(shè)備維護等過程使用的酸、堿、油等，是鋼鐵生產(chǎn)過程環(huán)境影響有害物質(zhì)的關(guān)鍵來源。
對上述物質(zhì)進行管控是實施鋼鐵生產(chǎn)過程環(huán)境源頭管控的重點。如配用含“鉈”高的鐵礦或煉鋼輔料造成燒結(jié)、煉鋼廢水鉈含量偏高，配用含“硫”高的硫酸渣導致燒結(jié)煙氣二氧化硫濃度急劇升高，大量使用高硫煉焦煤造成焦爐煤氣H2S偏高、引起焦爐煤氣用戶煙氣二氧化硫排放波動，冶煉過程大量使用螢石（主要成分氟化鈣）將造成冶煉廢水中氟化物含量偏高等問題。這些也體現(xiàn)了源頭管控的重要性。
2 管理思路及要點
2.1 管理思路
對鋼鐵生產(chǎn)實施全生命周期環(huán)境管理，本質(zhì)上是將環(huán)境管理的理念和方法貫穿到鋼鐵生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，其并非孤立的存在，需要融入到企業(yè)的管理體系中，形成與企業(yè)日常管理有機結(jié)合的整體管理方法。核心是將關(guān)鍵影響要素通過環(huán)境管理制度標準體系、績效指標體系、檢查評價機制、持續(xù)改進方法融入到對關(guān)鍵影響環(huán)節(jié)的管控，實現(xiàn)橫向和縱向的穿透式管理，確保管理有效。對于推行體系管理的鋼鐵企業(yè)，一是要將環(huán)境管理體系與質(zhì)量管理體系有機結(jié)合，并以質(zhì)量管理體系促進環(huán)境管理體系運行效果提升；二是要將專業(yè)的管理和評估工具應(yīng)用到全流程的環(huán)境管理和評價中，實現(xiàn)系統(tǒng)的、精準的評估，并針對性地這對薄弱環(huán)節(jié)進行提升。
2.2管理要點
2.2.1源頭做好原材料質(zhì)量管控
對原材料的管控，重點是建立并完善企業(yè)原輔料采購質(zhì)量管理制度和采購技術(shù)標準，明確有毒有害成分控制要求，并納入質(zhì)量管理體系管控，實施進廠檢驗和不合格原材料質(zhì)量異議處置。如有些企業(yè)的質(zhì)量管理部門建立了《綠色低碳原料管理標準》，明確了有毒有害成分管控范圍及要求；由質(zhì)量檢測部門對原料有毒有害成分按進廠批次進行檢測，或在采購合同中明確由供應(yīng)商提供每批次的有效檢驗報告，質(zhì)量管理部門定期對合格情況組織檢查，環(huán)境管理部門不定期抽查，檢查或抽查結(jié)果應(yīng)用到對供應(yīng)商的商務(wù)結(jié)算和供貨服務(wù)評價中。
2.2.2產(chǎn)品設(shè)計堅持綠色低碳原則
（1）從產(chǎn)品性能的角度，滿足客戶需求的前提下，產(chǎn)品用量少、壽命長、可重復利用，即鋼鐵產(chǎn)品具備強度高、耐腐蝕、輕量化等性能特征，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的低碳環(huán)保。
（2）從制造工藝路徑的角度，應(yīng)以“流程最短、活套最少、產(chǎn)廢最低”為原則，提高生產(chǎn)效率，減少能源的消耗和過程損耗，減少污染物的產(chǎn)生和排放。
（3）從原輔料配用的角度，要遵循“節(jié)約優(yōu)先、循環(huán)利用”的原則。重點是有效控制含鐵物料投入產(chǎn)出比，減少煤、焦等固體燃料消耗，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的除塵灰、污泥等的有價物料的循環(huán)利用。不僅有利于降低生產(chǎn)成本，還有利于系統(tǒng)減少污染物的產(chǎn)生。
（4）從設(shè)備設(shè)施選型的角度，應(yīng)優(yōu)先選用“能耗少、效率高、壽命長”的設(shè)備設(shè)施，尤其是在鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中使用較多的電機、風機等設(shè)備的型號選擇上，不宜盲目求“大”，避免“大馬拉小車”，造成能源的浪費，增加污染物的排放。
2.2.3生產(chǎn)過程確保標準化作業(yè)
標準化作業(yè)是以科學技術(shù)、規(guī)章制度和實踐經(jīng)驗為依據(jù)，以安全、準確、高效、省力等為目標，按照分解的程序和動作來進行操作。通過標準化作業(yè)，一方面是確保產(chǎn)品生產(chǎn)各環(huán)節(jié)順暢銜接、一次成功，避免反復調(diào)整產(chǎn)生多余的消耗和排放；另一方面，可以降低事故和異常運行狀態(tài)的發(fā)生的概率，減小有毒有害物質(zhì)泄漏、逸散等的風險，減少環(huán)境次生危害。
2.2.4采用清潔的運輸（交付）方式
常規(guī)燃油車輛運輸?shù)倪^程存在尾氣排放污染環(huán)境的問題，需要以清潔的運輸方式替代。目前主導的大宗原燃料和產(chǎn)品的清潔運輸方式有水運（船運）、火車運輸，其次就是電動重卡、新能源車及高排放標準的燃油車。清潔運輸要求也納入了國家對企業(yè)廢氣超低排放改造的內(nèi)容之一。從另外一個角度來講，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，減少鋼鐵生產(chǎn)——鋼鐵深加工——鋼材市場（用戶）之間的物理距離，也算是另一種意義上的清潔運輸，且可以從系統(tǒng)上減少污染。
2.2.5資源化利用廢棄鋼鐵產(chǎn)品
對于絕大多數(shù)鋼鐵產(chǎn)品而言，其退役后依然是資源，可以“廢鋼”的身份回到鋼鐵生產(chǎn)加工的起點，作為原料進行循環(huán)再利用。越來越多企業(yè)意識到廢鋼資源的價值，通過優(yōu)化機制和流程鼓勵內(nèi)部回收廢鋼，并作為降本增效的重要內(nèi)容。從產(chǎn)品退役后的重復利用價值來看，鋼鐵產(chǎn)品是“綠色”的、“低碳”的，因此有必要加大對廢鋼資源的回收利用。
3 保障機制
3.1 提高意識和認識
實施鋼鐵生產(chǎn)全生命周期環(huán)境管理，首先是要轉(zhuǎn)變觀念，跳出鋼鐵生產(chǎn)過程重新認識鋼鐵生產(chǎn)，運用系統(tǒng)工程的思維去剖析鋼鐵生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)的環(huán)境管理，不能只看一個點或某一個環(huán)節(jié)；二是需要強化員工源頭管控、資源節(jié)約和循環(huán)利用意識，加大對資源能源浪費現(xiàn)象的監(jiān)督力度，營造良好的協(xié)同管理氛圍。
3.2 完善制度和流程
作為鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，往往更注重生產(chǎn)過程的環(huán)境管控，對源頭減污關(guān)注較少。從全生命周期的環(huán)境管理的角度考慮，則需要建立一套系統(tǒng)的制度和標準，約束從原材料獲取（采購）到鋼鐵產(chǎn)品的交付，再到報廢、回收和最終處置的環(huán)境管理要求，由環(huán)境管理部門統(tǒng)一策劃，規(guī)定原料采購部門、質(zhì)量檢測部門、生產(chǎn)制造部門、質(zhì)量管理部門等的相應(yīng)職責。對于已經(jīng)建立環(huán)境管理體系和質(zhì)量管理體系的企業(yè)來講，最高效的方式，就是將環(huán)境管理要求融入到質(zhì)量管理相關(guān)制度文件中，實現(xiàn)管理體系間有機融合，防止出現(xiàn)“兩張皮”現(xiàn)象。
3.3 適當應(yīng)用工具
3.3.1清潔生產(chǎn)審核
清潔生產(chǎn)審核是按照一定程序，對生產(chǎn)和服務(wù)過程進行調(diào)查和診斷，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，提出減少有毒有害物料的使用、產(chǎn)生，降低能耗、物耗以及廢物產(chǎn)生的方案，進而選定技術(shù)可行、經(jīng)濟合算及符合環(huán)境保護的清潔生產(chǎn)方案的過程。是推廣實施較早、針對性和系統(tǒng)性較強的體現(xiàn)全生命周期管理理念的評估診斷方法，但因?qū)I(yè)性強、審核過程復雜、審核工作量大及政策是要求企業(yè)審核頻率較低（按每3~5年開展一次審核）等原因，應(yīng)用的情況不大理想。如果企業(yè)環(huán)保管理或?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠系統(tǒng)掌握審核方法，并將其應(yīng)用于日常管理診斷、產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計及技術(shù)改造，是可以更好地為企業(yè)實現(xiàn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”目標服務(wù)的。
3.3.2綠色產(chǎn)品認證
綠色產(chǎn)品認證是由國家推行的自愿性產(chǎn)品認證制度，其評價標準是基于全生命周期理念，對組織層面和產(chǎn)品層面提出基本要求和覆蓋資源、能源、環(huán)境、品質(zhì)的評價指標要求，以降低產(chǎn)品全生命周期對人體健康、生態(tài)環(huán)境的影響[9]。主要關(guān)注原料（零部件）使用的可持續(xù)性、無毒無害、可降解和資源節(jié)約，生產(chǎn)和使用過程中的能源消耗以及能源使用的清潔、可再生，產(chǎn)品生產(chǎn)、使用以及廢棄后對生態(tài)環(huán)境造成的影響，以及產(chǎn)品的健康安全性、高質(zhì)量性能和舒適性。目前針對鋼鐵行業(yè)的綠色產(chǎn)品認證僅有建筑用鋼的認證標準，通過參與認證，有利于評估企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的節(jié)能環(huán)保水平，推進企業(yè)實現(xiàn)全面提升。
3.3.3生命周期評價
生命周期評價是系統(tǒng)化地定量描述產(chǎn)品生命周期中的各種資源、能源消耗和環(huán)境排放并評價其環(huán)境影響的方法，是一種用于評價產(chǎn)品和服務(wù)相關(guān)的環(huán)境因素及其整個生命周期環(huán)境影響的工具，注重于研究產(chǎn)品系統(tǒng)在生態(tài)健康、人類健康和資源消耗領(lǐng)域內(nèi)的環(huán)境影響，不涉及經(jīng)濟和社會方面的影響。其目標是改善產(chǎn)品的環(huán)境性能，使其與環(huán)境相容，在1997年便成為國際標準。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)也有專門針對生命周期評價應(yīng)用的研究，如寶鋼股份中央研究院“生命周期評價在綠色用鋼解決方案中的應(yīng)用”、“LCA在碳交易市場決策中的應(yīng)用”項目，京德勒西南鋼鐵公司“利用LCA評估新產(chǎn)品開發(fā)和推廣的環(huán)境績效”項目，因具有顯著的環(huán)境效益，分別獲得世界鋼鐵協(xié)會Steelie生命周期評價卓越成就獎提名和最終獎。
4結(jié)論與展望
4.1結(jié)論
建立從原材料獲取、設(shè)計、生產(chǎn)、運輸（交付）、使用、處理和處置的全過程的環(huán)境管理體系，即實施鋼鐵生產(chǎn)全生命周期環(huán)境管理是降低鋼鐵生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的環(huán)境影響，減少環(huán)境危害，推動鋼鐵企業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的有效、系統(tǒng)性管理方法。重點是做好原材料質(zhì)量管控、堅持綠色低碳的產(chǎn)品設(shè)計原則、推進標準化作業(yè)、采用清潔的運輸（交付）方式、實現(xiàn)廢棄鋼鐵產(chǎn)品資源化利用；從保障層面，要提高相關(guān)人員的意識和認識、完善制度和流程，并適當應(yīng)用清潔生產(chǎn)審核、綠色產(chǎn)品認證、全生命周期評價等工具，可以有效提升管理的績效。
4.2展望
在國家大力推進“碳達峰碳中和”戰(zhàn)略的大背景下，為實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展和產(chǎn)品的綠色化轉(zhuǎn)型，有必要應(yīng)用系統(tǒng)的方法去指導鋼鐵企業(yè)科學地實施產(chǎn)品和工藝流程設(shè)計，實現(xiàn)專業(yè)化、精細化的綠色低碳管理，確保環(huán)境績效符合新的時代預期要求。為此，針對鋼鐵產(chǎn)品的生命周期環(huán)境管理和績效評價需要發(fā)揮更大的價值，基于鋼鐵生產(chǎn)全生命周期環(huán)境管理的方法和標準也值得更加深入的研究和探索實踐，尤其是在如何更加精準、高效地服務(wù)于推動鋼鐵企業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展方面需要作進一步研究。
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