發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)環(huán)保工作發(fā)展態(tài)勢
鋼鐵工業(yè)是國民經濟重要的基礎原材料工業(yè),屬于能源、水資源、礦石資源消耗大的資源密集型產業(yè);在鋼鐵制造體系中大量的物質、產品流、大量能量轉換過程、多種形式的排放過程和大量的廢棄物都對環(huán)境造成不同層次和不同程度上的影響,因此鋼鐵工業(yè)發(fā)展必然面臨資源不足、環(huán)境污染的嚴重制約。
控制CO2(二氧化碳)排放量是發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)一項重要的環(huán)保任務,F代工業(yè)發(fā)展是建立在化石能源消耗的基礎上的,由于化石燃料的燃燒,全球的CO2排放量從1940年的50億噸增加到現在的近220億噸,已超出了地球碳循環(huán)調節(jié)系統(tǒng)對CO2 吸收能力,導致周邊環(huán)境的CO2濃度從315ppm增加到350ppm,而且還在繼續(xù)升高。出于對溫室氣體造成地球變暖的擔憂,降低CO2排放量已成為發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)環(huán)保工作的重點。惡化的環(huán)境狀態(tài)要求鋼鐵工業(yè)改變經濟增長模式,傳統(tǒng)的冶金工業(yè)模式是大量開采資源,大量生產產品,大量創(chuàng)造財富。與此同時,大量排放廢物和污染物,對資源和環(huán)境造成嚴重破壞。在這種情況下,為了符合環(huán)保要求,大量采用末端治理,這樣既增加投資,又提高產品成本。這種經濟模式不符合可持續(xù)發(fā)展的原則。新的冶金工業(yè)模式:少開采資源,少排放廢物和污染物;依靠物質的循環(huán),大量生產產品以滿足社會的需求。在必要的情況下,并不排斥末端治理。這種經濟模式符合可持續(xù)發(fā)展的原則。
發(fā)達國家對環(huán)境保護的要求十分苛刻,日益嚴格的排放標準,已經成為冶金工業(yè)能否生存的關鍵因素。發(fā)達國家針對工業(yè)界制訂了嚴格的環(huán)保法規(guī)。一個生產型企業(yè)要獲準建立,必須滿足很多環(huán)保要求,比如要擁有高效的垃圾及污水處理設備,要采取措施以保證在生產過程中有效避免垃圾污染,電器生產商必須同時具備廢舊電器回收系統(tǒng)等。在德國,環(huán)保是企業(yè)安身立命的根本之一。環(huán)保方面做得如何,在很大程度上決定著企業(yè)的社會聲譽,成為評價企業(yè)好壞的首要標準。與德國、荷蘭等環(huán)境保護發(fā)展建設都很完善的國家相比,中國環(huán)境法律體系基本完備,但原則性強,操作性差;門類較為齊全,但環(huán)境基本法還不夠完善;法律數目較多,但執(zhí)行力度遠遠不夠,影響了法律效力。
各發(fā)達國家已開始將環(huán)境保護和污染控制緊密地結合起來,徹底拓寬污染物控制的范圍。如發(fā)達國家要求鋼鐵廠必須經過ISO14000系列標準和其它質量標準的考核,除出廠的產品質量達標外,主要污染物排放總量要在國家規(guī)定的指標內,對煙塵、工業(yè)粉塵、SO2(二氧化硫)、CO2、COD(化學需氧量)、汞、鎘、磷、鉛的價鉻和工業(yè)固體排放總量控制水平達標,生產線功能達標,周邊區(qū)域環(huán)境達標,一半的工業(yè)和民用垃圾都得到再利用。
發(fā)達國家基本都制訂了科學、嚴密的環(huán)境質量標準。20世紀80年代,美國環(huán)保局提出了修改國家顆粒物排放的大氣環(huán)境質量標準—由不考慮粒度的總懸浮物改為對人體健康有害的可吸入顆粒物。從提出到修改完成歷時8年,涉及美國環(huán)保局數十個機構、試驗室,數百名科學家與數千名研究者(總計約3,000余人)。美國空氣污染物排放總量控制指標中污染物排放限值和標準規(guī)定了不同工業(yè)行業(yè)的各種污染物排放限值和標準。排放限值和標準是根據不同工業(yè)行業(yè)加工工藝、污染物種類及發(fā)生量、廢水排放特性等主要因素,以不同處理技術水平為依據而制定的,具有法律效力。
國際環(huán)境統(tǒng)計的發(fā)展與經濟統(tǒng)計的關系愈加緊密。20世紀90年代以來,特別是1992年環(huán)境保護的第二個里程碑即在巴西的里約熱內盧召開的環(huán)境與發(fā)展大會之后,提出把可持續(xù)發(fā)展作為人類社會經濟與環(huán)境發(fā)展的戰(zhàn)略目標,有關環(huán)境統(tǒng)計和環(huán)境核算的研討、交流、試點、改進工作更加得到世界各國的普遍重視。國際上比較關心的大氣排放引起的全球氣候變化(溫室氣體、溫室效應)問題,發(fā)達國家特別是北歐國家已經運用相關環(huán)境統(tǒng)計數據進行了廣泛研究測算;可持續(xù)發(fā)展指標、環(huán)境核算等都是國際上關注的重要內容,這些工作內容都有相應的統(tǒng)計機構部門負責。比如,德國統(tǒng)計局及北歐國家統(tǒng)計局有專門的環(huán)境統(tǒng)計司、環(huán)境核算司,而且以制定的環(huán)境統(tǒng)計法為環(huán)境統(tǒng)計工作的依據;澳大利亞聯(lián)邦統(tǒng)計局環(huán)境統(tǒng)計司負責環(huán)境統(tǒng)計的日常工作與實施。統(tǒng)計局除了自身環(huán)境統(tǒng)計工作之外(自然資源與環(huán)境),一個重要的職能就是與環(huán)境部等相關部門的組織協(xié)調及合作。發(fā)達國家統(tǒng)計局環(huán)境統(tǒng)計數據的收集也依靠制定相應的報表到基層單位,根據統(tǒng)計法律由基層單位填報。統(tǒng)計局對所搜集的數據加工整理分析并定期編輯環(huán)境統(tǒng)計出版物。此外,西方發(fā)達國家統(tǒng)計,強調的是社會、經濟、環(huán)境三位一體,統(tǒng)計局的其他專業(yè)司也在建立環(huán)境發(fā)展指標,收集歷史和時間序列數據,度量國家發(fā)展情況和為政府制定環(huán)境政策提供依據。
發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)環(huán)保工作發(fā)展態(tài)勢:1.環(huán)保促進發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)工藝結構調整。鋼鐵冶金的技術本質是高溫化學反應,因而鋼鐵冶金中傳統(tǒng)的能源是基于碳-氧反應的化學能,電弧爐煉鋼與此有所不同—所使用的能源以電能為主。電能具有清潔、高效、方便等優(yōu)越的特性,是工業(yè)化發(fā)展的優(yōu)選能源,大量開發(fā)和利用電能是人類社會現代化的重要標志。電爐所使用廢鋼資源是一種非天然的、可再生利用的資源,是伴隨鋼鐵產品的大量制造而形成的廢棄物(生產過程中產生的和產品使用后產生的),由于其中全鐵和金屬鐵含量很高,具有極好的回收再利用價值,提高返回廢鋼比有著重要的經濟意義,是鋼鐵界始終追求的目標。不能循環(huán)利用廢鋼不僅是鐵資源巨大的浪費,而且會對環(huán)境造成嚴重污染。綜上,電爐煉鋼是一種鐵資源回收再利用過程,也是一種處理污染的環(huán)保技術。世界電爐鋼產量在粗鋼總產量中的比例在逐年提高,1970年、1980年、1990年、2000年分別為:14.28%、21.97%、27.74%、36.11%。世界鋼鐵專家預測:到2010年這個比例將達到46%。而中國電爐鋼所占的比例在逐年下降,這是因為從高爐煉鐵到轉爐煉鋼的產量增長過快,使電爐鋼比例下降。2003年,電爐鋼比例僅為17.6%,2005年,電爐鋼比例降為11.8%,但電爐鋼產量在逐年增加,隨著中國經濟的高速發(fā)展,對特鋼的需求在不斷增加。對于需求量還在增加的鋼鐵原材料而言,由高爐煉鐵技術所代表的礦石冶煉方法是不可少的。從再生、循環(huán)利用和有效利用的潛在能源觀點來看,電爐所代表的廢鋼返回料冶煉法是有效的。盡管各個企業(yè)可以根據本身的實際情況,選擇發(fā)展不同的鋼鐵生產工藝流程,但環(huán)保問題和環(huán)保技術的創(chuàng)新無不融合于其中,環(huán)境友好始終是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展不可缺少的重要課題。
2.鋼鐵企業(yè)在處理城市固體廢棄物方面發(fā)揮作用。城市固體廢棄物目前主要采用填埋方法、焚燒方法和生物降解處理方法。填埋方法和生物降解處理方法占用大量土地,有機物分解后產生的CH4是一種效果比CO2更強的溫室氣體,進而造成新的污染。而普通燃燒方法只能處理有機物,固體廢棄物中的金屬和無機物不能得到分離和回收。利用冶金反應器內的高溫反應可以快速處理城市固體廢棄物,如高爐噴吹廢塑料、煉焦工藝高溫碳化處理廢塑料。在高溫下有機物燃燒放熱成為發(fā)電燃料,有毒物質分解成為元素形式,金屬和無機物成為熔融狀態(tài)而分離并得到再生利用。日本提出了以“鋼鐵工業(yè)為可持續(xù)發(fā)展的文明社會作貢獻”為主線,日本NKK之所以一直積極地致力于廢物回收利用工作,是因為回收的廢塑料能成為高爐里鐵礦石的極好還原劑。此外還有一個重要原因,就是高爐煉鐵當中使用回收的廢塑料能明顯降低CO2排放量(達30%以上)。能達到這樣好的效果是因為入爐的廢塑料的基本成分是碳氫化合物,而焦炭或煤的成分主要是碳。還有一個很重要的原因,就是廢物回收利用的確有利可圖。美國在其《鋼鐵工業(yè)技術開發(fā)指南》中指出,鋼鐵工業(yè)是世界上產量最高、效率最高和技術先進的工業(yè)之一。例如:(1)鋼材仍是一種先進的材料,目前所使用的大部分鋼材在10年前尚不能生產;(2)鋼鐵是最易回收的材料,比塑料、玻璃和鋁、銅等材料回收量的總和還要多幾倍。總之,鋼鐵工業(yè)的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展已經成為21世紀冶金工業(yè)的重要課題。
3.當前鋼鐵工業(yè)實現健康發(fā)展的一個重要途徑是研發(fā)并推廣適用于鋼鐵生產的各類先進環(huán)保技術。鋼鐵工業(yè)是生產規(guī)模巨大、資金集中的制造工業(yè),也是消耗能源很高的工業(yè);鋼鐵工業(yè)排放的固體廢棄物(尾礦砂、爐渣、塵泥等)和氣體產物的數量也非常之大,雖然一小部分尾礦砂和一部分爐渣、塵泥已經能夠回收利用,研發(fā)它們的再循環(huán)利用技術仍然要繼續(xù)深入。按照循環(huán)經濟原則,未來鋼鐵工業(yè)中將各種能量和物質的循環(huán)利用與回收,以及與上下游產業(yè)的交融是鋼鐵工業(yè)實施循環(huán)經濟戰(zhàn)略的議題之一。未來鋼鐵工業(yè)生產中原材料和能源充分利用、高效率、低排放甚至零排放的新型生產方式將取代大量消耗礦石、煤炭等天然資源,大量排放爐渣、廢熱和CO2等廢氣的傳統(tǒng)生產方式。建立低資源使用、低能源消耗的環(huán)保型鋼鐵工業(yè)只能依賴于技術進步和創(chuàng)新。發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)積極推進以節(jié)能減排為主要目標的設備更新和技術改造,并大力引導企業(yè)采用有利于節(jié)能環(huán)保的新設備、新工藝、新技術,以此促進資源的綜合利用和清潔生產。
4.環(huán)保壓力迫使發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)進行適度轉移。發(fā)達國家對環(huán)保的苛刻要求,使鋼鐵生產中的環(huán)保成本大幅度提高,如果鋼鐵工業(yè)用于環(huán)保的投資不足(據美國鋼鐵工業(yè)協(xié)會估計約為總投資的15%)或對環(huán)保措施管理不善,鋼鐵企業(yè)將成為非常嚴重的污染源,這樣的企業(yè)發(fā)達國家是不允許其存在的。需要強調的是,美國、歐洲和日本的采礦業(yè)主要是有色金屬和稀有金屬,高爐用的鐵精礦和球團礦,主要依賴進口,這樣就把污染嚴重的工序都留到了發(fā)展中國家。所以在看到發(fā)達國家鋼鐵工業(yè)環(huán)保先進一面的同時,更要看到發(fā)達國家鋼鐵產業(yè)轉移對發(fā)展中國家的負作用。

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