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512123）
摘要：為降低鋼鐵生產各環節對環境的影響，減少環境危害，有必要建立從原材料獲取、設計、生產、運輸（交付）、使用、處理和處置的全過程的環境管理體系。從實踐經驗來看，通過源頭做好原材料質量管控、產品設計堅持綠色低碳原則、生產過程確保標準化作業、采用清潔的運輸（交付）方式、資源化利用廢棄鋼鐵產品，提高意識和認識、完善制度和流程，并適當應用清潔生產審核、綠色產品認證、全生命周期評價等工具，是實施鋼鐵生產全生命周期環境管理的有效途徑，有利于系統提升鋼鐵生產過程的環境績效，助推鋼鐵企業綠色低碳高質量發展。
關鍵詞：鋼鐵；生命周期；環境管理；綠色低碳
0 前言
鋼鐵生產過程是一系列的“物質流、能源流、信息流”循環、轉化的過程，經歷各種物理、化學的反應實現從原輔料到產品、副產品的轉化，同時釋放出能量，產生廢棄物，并由此對環境產生影響。鋼鐵生產全生命周期是指鋼鐵產品“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，經過設計、開采、冶煉、加工、再加工等生產過程形成鋼鐵產品，又經過產品儲運、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 產品全生命周期過程示意圖
隨著企業自身、專業機構及監管部門對鋼鐵生產過程環境保護的探索和認識不斷深入，全生命周期的環境管理理念、管理方法逐漸形成和被接受，并體現在有關政策、標準和管理實踐中，如清潔生產審核制度、新排污許可制度[2-3]、鋼鐵企業超低排放評估監測制度、環境管理體系審核認證標準[4]等。寶鋼股份早在10多年前就開始從環境管理的角度研究鋼鐵生產的生命周期評價（LCA）[5-7]，并取得多項管理成果，應用到環境產品設計與開發、產品綠色營銷、綠色產品認證[8]；、產品環境聲明(EPD)平臺開發等領域。鋼鐵生產全生命周期環境管理，對降低鋼鐵生產“物質流、能源流、信息流”循環、轉化各環節的環境影響和環境危害，促進企業綠色、低碳可持續發展，實現減污降碳協同增效具有重要意義，值得鋼鐵企業推廣、實踐。本文結合韶鋼及有關同行的管理經驗，分析了鋼鐵生產全生命周期環境管理的關鍵影響環節和要素，提出了主要路徑。
1 關鍵影響環節及要素分析
1.1 關鍵影響環節
從物質流向及轉化的角度來看，從鐵礦石（粉）、煤、石灰石、廢鋼等原輔料的采購、運輸、裝卸、堆存，到加工中間產品、副產品的煉焦、燒結、煉鐵、煉鋼工序，再到加工成產品的軋鋼工序，都屬于對環境產生影響的環節。其中鐵礦、煤、除塵灰等粉狀物料的堆存、運輸過程產生的污染物主要對大氣環境顆粒物（PM10、PM2.5）含量產生影響，煉焦、燒結等生產過程產生的污染物主要對大氣環境二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）及水環境中的部分無機、有機、重金屬污染物等含量產生影響，生產過程產生的廢水、固廢等又可能對土壤及地下水環境產生影響。
此外，為鋼鐵生產配套服務的設備維護、檢修，原料和產品運輸、廢棄物處理處置，基礎設施建設和技術改造等過程，也會對環境產生影響。如設備維護、檢修過程產生廢油、廢油脂等危險廢物，原料和產品運輸過程產生車輛尾氣排放，廢棄物處理處置過程產生灰、渣、污泥，基礎設施建設和技術改造過程產生建筑垃圾、工業垃圾、施工揚塵等。
1.2 關鍵影響要素
從可能對環境產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，以及生產制造、設備維護等過程使用的酸、堿、油等，是鋼鐵生產過程環境影響有害物質的關鍵來源。
對上述物質進行管控是實施鋼鐵生產過程環境源頭管控的重點。如配用含“鉈”高的鐵礦或煉鋼輔料造成燒結、煉鋼廢水鉈含量偏高，配用含“硫”高的硫酸渣導致燒結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
對鋼鐵生產實施全生命周期環境管理，本質上是將環境管理的理念和方法貫穿到鋼鐵生產的各個環節，其并非孤立的存在，需要融入到企業的管理體系中，形成與企業日常管理有機結合的整體管理方法。核心是將關鍵影響要素通過環境管理制度標準體系、績效指標體系、檢查評價機制、持續改進方法融入到對關鍵影響環節的管控，實現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，一是要將環境管理體系與質量管理體系有機結合，并以質量管理體系促進環境管理體系運行效果提升；二是要將專業的管理和評估工具應用到全流程的環境管理和評價中，實現系統的、精準的評估，并針對性地這對薄弱環節進行提升。
2.2管理要點
2.2.1源頭做好原材料質量管控
對原材料的管控，重點是建立并完善企業原輔料采購質量管理制度和采購技術標準，明確有毒有害成分控制要求，并納入質量管理體系管控，實施進廠檢驗和不合格原材料質量異議處置。如有些企業的質量管理部門建立了《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商提供每批次的有效檢驗報告，質量管理部門定期對合格情況組織檢查，環境管理部門不定期抽查，檢查或抽查結果應用到對供應商的商務結算和供貨服務評價中。
2.2.2產品設計堅持綠色低碳原則
（1）從產品性能的角度，滿足客戶需求的前提下，產品用量少、壽命長、可重復利用，即鋼鐵產品具備強度高、耐腐蝕、輕量化等性能特征，實現產品全生命周期的低碳環保。
（2）從制造工藝路徑的角度，應以“流程最短、活套最少、產廢最低”為原則，提高生產效率，減少能源的消耗和過程損耗，減少污染物的產生和排放。
（3）從原輔料配用的角度，要遵循“節約優先、循環利用”的原則。重點是有效控制含鐵物料投入產出比，減少煤、焦等固體燃料消耗，實現各環節的除塵灰、污泥等的有價物料的循環利用。不僅有利于降低生產成本，還有利于系統減少污染物的產生。
（4）從設備設施選型的角度，應優先選用“能耗少、效率高、壽命長”的設備設施，尤其是在鋼鐵生產企業中使用較多的電機、風機等設備的型號選擇上，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生產過程確保標準化作業
標準化作業是以科學技術、規章制度和實踐經驗為依據，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，一方面是確保產品生產各環節順暢銜接、一次成功，避免反復調整產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的發生的概率，減小有毒有害物質泄漏、逸散等的風險，減少環境次生危害。
2.2.4采用清潔的運輸（交付）方式
常規燃油車輛運輸的過程存在尾氣排放污染環境的問題，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廢氣超低排放改造的內容之一。從另外一個角度來講，優化產業布局，減少鋼鐵生產——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，且可以從系統上減少污染。
2.2.5資源化利用廢棄鋼鐵產品
對于絕大多數鋼鐵產品而言，其退役后依然是資源，可以“廢鋼”的身份回到鋼鐵生產加工的起點，作為原料進行循環再利用。越來越多企業意識到廢鋼資源的價值，通過優化機制和流程鼓勵內部回收廢鋼，并作為降本增效的重要內容。從產品退役后的重復利用價值來看，鋼鐵產品是“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
實施鋼鐵生產全生命周期環境管理，首先是要轉變觀念，跳出鋼鐵生產過程重新認識鋼鐵生產，運用系統工程的思維去剖析鋼鐵生產過程各環節的環境管理，不能只看一個點或某一個環節；二是需要強化員工源頭管控、資源節約和循環利用意識，加大對資源能源浪費現象的監督力度，營造良好的協同管理氛圍。
3.2 完善制度和流程
作為鋼鐵生產企業，往往更注重生產過程的環境管控，對源頭減污關注較少。從全生命周期的環境管理的角度考慮，則需要建立一套系統的制度和標準，約束從原材料獲取（采購）到鋼鐵產品的交付，再到報廢、回收和最終處置的環境管理要求，由環境管理部門統一策劃，規定原料采購部門、質量檢測部門、生產制造部門、質量管理部門等的相應職責。對于已經建立環境管理體系和質量管理體系的企業來講，最高效的方式，就是將環境管理要求融入到質量管理相關制度文件中，實現管理體系間有機融合，防止出現“兩張皮”現象。
3.3 適當應用工具
3.3.1清潔生產審核
清潔生產審核是按照一定程序，對生產和服務過程進行調查和診斷，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、產生，降低能耗、物耗以及廢物產生的方案，進而選定技術可行、經濟合算及符合環境保護的清潔生產方案的過程。是推廣實施較早、針對性和系統性較強的體現全生命周期管理理念的評估診斷方法，但因專業性強、審核過程復雜、審核工作量大及政策是要求企業審核頻率較低（按每3~5年開展一次審核）等原因，應用的情況不大理想。如果企業環保管理或專業技術人員能夠系統掌握審核方法，并將其應用于日常管理診斷、產品開發設計及技術改造，是可以更好地為企業實現“節能、降耗、減污、增效”目標服務的。
3.3.2綠色產品認證
綠色產品認證是由國家推行的自愿性產品認證制度，其評價標準是基于全生命周期理念，對組織層面和產品層面提出基本要求和覆蓋資源、能源、環境、品質的評價指標要求，以降低產品全生命周期對人體健康、生態環境的影響[9]。主要關注原料（零部件）使用的可持續性、無毒無害、可降解和資源節約，生產和使用過程中的能源消耗以及能源使用的清潔、可再生，產品生產、使用以及廢棄后對生態環境造成的影響，以及產品的健康安全性、高質量性能和舒適性。目前針對鋼鐵行業的綠色產品認證僅有建筑用鋼的認證標準，通過參與認證，有利于評估企業產品生產全過程的節能環保水平，推進企業實現全面提升。
3.3.3生命周期評價
生命周期評價是系統化地定量描述產品生命周期中的各種資源、能源消耗和環境排放并評價其環境影響的方法，是一種用于評價產品和服務相關的環境因素及其整個生命周期環境影響的工具，注重于研究產品系統在生態健康、人類健康和資源消耗領域內的環境影響，不涉及經濟和社會方面的影響。其目標是改善產品的環境性能，使其與環境相容，在1997年便成為國際標準。國內鋼鐵企業也有專門針對生命周期評價應用的研究，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用”、“LCA在碳交易市場決策中的應用”項目，京德勒西南鋼鐵公司“利用LCA評估新產品開發和推廣的環境績效”項目，因具有顯著的環境效益，分別獲得世界鋼鐵協會Steelie生命周期評價卓越成就獎提名和最終獎。
4結論與展望
4.1結論
建立從原材料獲取、設計、生產、運輸（交付）、使用、處理和處置的全過程的環境管理體系，即實施鋼鐵生產全生命周期環境管理是降低鋼鐵生產各環節的環境影響，減少環境危害，推動鋼鐵企業綠色低碳高質量發展的有效、系統性管理方法。重點是做好原材料質量管控、堅持綠色低碳的產品設計原則、推進標準化作業、采用清潔的運輸（交付）方式、實現廢棄鋼鐵產品資源化利用；從保障層面，要提高相關人員的意識和認識、完善制度和流程，并適當應用清潔生產審核、綠色產品認證、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”戰略的大背景下，為實現鋼鐵行業綠色低碳高質量發展和產品的綠色化轉型，有必要應用系統的方法去指導鋼鐵企業科學地實施產品和工藝流程設計，實現專業化、精細化的綠色低碳管理，確保環境績效符合新的時代預期要求。為此，針對鋼鐵產品的生命周期環境管理和績效評價需要發揮更大的價值，基于鋼鐵生產全生命周期環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、高效地服務于推動鋼鐵企業綠色低碳高質量發展方面需要作進一步研究。
參考文獻
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