世界工业化进程引起的能源大量消耗，导致大气CO2剧增。从人类已有经验看，CO2对人类社会造成的危害是无法估量的。由于CO2等气体带来的温室效应，致使冰川融化、海平面上升、自然生态退化、自然灾害频发，直接威胁着部分地域人类的生存发展。鉴于目前CO2问题日益凸现的事实，世界各国政府都在政策方面加大了CO2减排的支持力度，并逐步形成同盟，共同遏制全球CO2排放量的增加。1997年12月，联合国颁布《气候变化框架公约》，全球159个缔约国签署《京都议定书》；2005年2月16日，《京都议定书》正式生效。《京都议定书》规定，到2010年，所有发达国家CO2等6种温室气体的排放量要比1990年减少5.2%。
我国是《京都协定书》签约国之一。按协定要求，中国属于发展中国家，只在2012年后，承担温室气体减排的要求。但是1990-2001年，我国CO2排放量净增8.23亿t，占世界同期增加量的27%；预计到2020年，CO2排放量要在2000年的基础上增加1.32倍。这个增量要比全世界1990-2001年的总排放增量还要大，我国的CO2排放情况极需引起各方的高度重视。由于巨大的产量和能源消耗，钢铁工业是我国CO2排放的主要源头之一，CO2排放量占全国9.2%，因此，降低我国钢铁工业的CO2排放，对于我国实现温室气体减排目标，促进社会、经济、环境可持续发展等方面都具有非常重要的现实意义。
中国钢铁产业CO2排放现状
我国的钢铁工业是能源、水资源、矿石资源消耗大的资源密集型产业。其中煤炭消耗占钢铁生产过程总能耗的72.19%。有关资料显示，每生产1t钢，采用高炉工艺将排放出2.5t的CO2，电炉工艺也要排放0.5t的CO2。2004年，中国生铁产量为2.51亿t，钢产量为2.72亿t，占世界钢铁总产量的26.31%，比产钢量居世界第二、第三、第四位国家的产量之和还要多，由此可以估算我国钢铁工业目前的CO2年排放量在5亿t以上，形势十分严峻。
随着我国钢铁产量的逐年提高，碳排放总量呈逐年上升趋势，这也是我国以煤为主的能源结构所决定的。
钢铁工业CO2减排的主要措施
1 国外钢铁工业CO2减排措施
随着京都议定书的生效，不少发达国家纷纷采取措施，提倡绿色生产，力求使行业对环境的污染达到最小化。排放物较少的电炉炼钢流程2003年占世界钢产量的比例超过35%；欧盟进一步制定和推荐实施最佳可利用环保技术文件(BAT)作为环保标准TI-APC的补充。德国在此影响下，制定了到2005年CO2排放量在1990年基础上减少25%的目标，并实现高炉渣100%利用、炼钢渣利用率超过90%。奥钢联和阿塞勒与水泥等行业结合实施名为“避免固体副产品和二氧化碳”的合作项目。另外，2005年一个由克鲁斯、阿塞洛和蒂森?克虏伯钢铁公司等48家欧洲企业和组织组成的联盟，已开始了一项可以显著降低钢铁工业CO2和其他温室气体排放的新的钢铁生产流程的研究，研究经费初步估计为4000万欧元。这项计划被称为ULCOS(即UltraLowCO2Steelmaking，超低CO2炼钢)，并与《京都议定书》在同一周内生效。这项计划将采用一系列的突破性理念，以使CO2的排放量减少30%～70%。“
2 我国钢铁工业的减排措施
尽管到2012年之前，我国并不设定具体的减排指标，但由于巨大的产量和能源消耗，我国的钢铁工业也承受着减排的严峻压力。对此，在我国钢铁企业制定的“十一五”发展规划中明确指出：按照可持续发展和循环经济理念，着力提高环境保护和资源综合利用水平，节能降耗，最大限度地提高废气、废水、废物的综合利用水平，力争实现“零排放”，建立循环型钢铁工厂。针对我国钢铁产业发展特点，降低能耗、提高能源利用效率、加大废钢重炼以及CO2回收和资源化力度等，都是我国钢铁工业CO2减排的主要途径。此外，充分利用《京都议定书》中提出的清洁发展机制(下面简称CDM)，也是另一实现CO2减排的有效措施，甚至能够改善我国的能源结构。
－降低能耗
最可行也是最有效的技术减排措施，就是采取清洁生产等技术来提高能效。能效技术不仅减少能源利用、减少排放，同时还能提高成本效益。由于节能及环保受到越来越多的重视，钢铁工业加快了技术进步和节能技术改造，单位产品耗能量已经实现了逐年降低。
我国已经在《钢铁产业发展政策》中规定，2010年全行业吨钢综合能耗、吨钢可比能耗和吨钢耗新水分别降到0.73t标煤、0.685t标煤、8t以下；2020年分别降到0.7t标煤、0.64t标煤、6t以下。在政府方面的推动下，我国的钢铁企业也纷纷积极采取各种措施，力争尽可能多地减少生产过程中的污染物。首都钢铁公司为建设资源节约型工厂，实施整体搬迁、结构调整和环境治理方案。该方案已经国务院批准，也是北京市产业结构调整的重点项目之一。所建新厂将利用当今国际、国内最成熟和最先进的技术，建成搬迁后能源消耗将会比现在平均水平下降30%，且基本可实现废物零排放”。目前总投资64亿元、产能150万t的首钢冷轧薄板生产线已在北京市顺义区李桥镇奠基。另一个重要建设项目???河北省曹妃甸港口和首钢新厂也在紧张建设之中，预计于2010年完成搬迁。除此之外，宝钢、鞍钢等国内大型钢铁公司都积极响应在资源节约、降低排放方面大力加强新工艺的研究和推广。宝钢集团公司2004年每万元产值综合能耗达到1.47t标煤，连续4年下降；吨钢产品综合能耗675kg标煤，实现了“破七进六”的目标，连续13年持续下降；吨钢耗水4.08t，比上年下降0.49t，连续6年持续下降。2005年前5个月又创造了月均吨钢耗水3.76t的最好水平，实现了“破四进三”的目标。各项生产消耗指标均居国内领先水平，有些指标还突破了世界先进水平。鞍山钢铁集团公司2004年每万元产值综合能耗达到2.21t标煤，比上年下降28.2%。每吨钢可比能耗达到792kg标煤，比上年减少57kg标煤。2005年一季度又创造了吨钢可比能耗777kg标煤和吨钢耗水下降到7.5t的新水平。炼钢转炉工序首次连续3个月实现负能炼钢，开创了余热利用的崭新局面。
－废钢重炼
铁矿石和废钢是支撑我国钢铁工业的2种重要原料。不过从资源利用和环境保护的角度看，利用废钢炼钢具有铁矿石不可比拟的优势。从环境保护方面看，用废钢炼钢比用铁矿石炼钢要减少水污染76%、节水40%、减少采矿废弃物97%、减少气体污染86%。如果我国电炉短流程炼钢工艺从目前的粗钢生产总量的17%上升到50%，每年可节能3800万t标煤，占我国钢铁工业整个能耗的13%，其吨钢综合能耗将接近国际先进国家水平。另外，从投资方面看，用“废钢-电炉炼钢-轧钢”的短流程的废钢炼钢轧钢工艺比传统的矿石-高烧炉-转炉-轧钢工艺节约投资1/3～1/5(视产品不同而异)。从资源利用角度看，土地资源是我国最宝贵的资源，短流程电炉炼钢可节约用地70%。不过就目前而言，我国的废钢回收和利用方面并未得到充分的重视，因此，迫切需要政府和钢铁生产企业主动地逐步调整产业结构，促进废钢回收利用，鼓励废钢进口，使钢铁工业早日建成为绿色产业。
－CO2回收与资源化
CO2一方面是造成温室效应的最重要的气体之一，而另一方面具有较高的民用和工业价值，在多种领域有着广泛的应用，是一种非常宝贵的资源。它不仅广泛应用在石油开采、冶金、焊接、低温冷媒、机械制造、人工降雨、消防、化工、造纸、农业、食品业、医疗卫生等方面，还可以应用于超临界溶剂、激光技术、核工业等尖端高科技领域。近年来开发出的新用途，如棚菜气肥、蔬菜(肉类)保鲜、生产可降解塑料等，也展现出良好的发展前景。因此，世界上许多国家已经开始重视对CO2资源的回收和利用，如加拿大、美国、英国、日本等都积极开展回收和转化CO2的研究工作，有的国家还通过立法(如挪威对排放CO2征收碳税)及国家财政支持，引导人们加快CO2转化工作的开展。
这里我们暂不考虑CO2的下游利用问题，因为要使钢铁生产过程中的CO2排放实现回收和利用，最关键的技术难点是CO的分离、提纯和存储运输。目前易于大规模实施的CO2分离方法有：化学与物理吸附、溶剂吸收法、低温蒸馏、气体分离薄膜等。这些方法的制程简单，对环境冲击小，且具经济价值。可以考虑钢铁生产流程末端增建溶剂吸收-膜分离耦合装置，以达到CO2的低成本、高效的回收和提纯，便于后续利用。
目前，我国的CO2回收和利用已经取得了一些成绩，一些项目已投入工业化生产，但是从每年利用量与排放量相比是相当不够的，其中过高的费用、技术上的不确定性、可能出现的环境负效应以及社会经济发展不平衡状况等，都是制约此方面普及和发展的重要原因。
－改善能源结构
煤一直都是我国钢铁工业的主要能源。而在所有的化石燃料中，煤燃烧所产生的CO2最多。因此从控制CO2的角度看，改变钢铁工业的能源结构是从根本上解决钢铁生产过程中CO2排放问题的有效措施之一。
显而易见，调整能源结构最有效的方法就是现有能源的相互替代，使碳排放降到最低，或者积极推广各种清洁替代燃料。不过对于现阶段上述2种方法的可行性到底有多大还有待考证。中科院大批专家从我国总体的能源结构调整角度出发，重点研究了现有能源的相互替代的可能性与效果：在考虑宏观经济系统各个方面的复杂相互作用的基础上，初步建立以减排政策为核心的一般均衡模型，应用这一模型对能源结构调整、经济结构调整、征收碳税等进行了政策模拟分析。结果表明，我国2003年能源消费中，煤的比重为67.1%，天然气的比重为2.8%。如果将煤的使用比重降低1个百分点，代之以天然气，CO2的排放量会减少0.74%，而GDP会下降0.64%，居民福利降低0.60%，各部门生产成本普遍提高；如果“气代煤”的比例为5%，CO2的排放量会减少4.9%，而GDP会下降2.0%，居民福利减低2.0%，各部门生产成本也会有不同程度的提高。因此，对于正处于发展中的我国钢铁工业，即使在能源供给充分的条件下，能源结构调整的速度也不可能太快。另一方面，从目前清洁能源技术的发展状况来看，短期内通过能源替代技术改变能源结构也并不现实，人类的清洁能源开发从实验室走向广泛应用还有一个漫长的过程。由此看来，尽管能源结构调整作为减排措施将是未来经济和社会发展的一个必然趋势，但现阶段并不是最合适的。另一方面，从目前清洁能源技术的发展状况来看，短期内通过能源替代技术改变能源结构也并不现实，人类的清洁能源开发从实验室走向广泛应用还有一个漫长的过程。由此看来，尽管能源结构调整作为减排措施将是未来经济和社会发展的一个必然趋势，但现阶段并不是最合适的。
-清洁发展机制(CMD)
CDM的主要内容是发达国家通过提供资金和技术的方式，与发展中国家开展项目级的合作，通过项目所实现的“经核证的减排量”，用于发达国家缔约方完成减少本国二氧化碳等温室气体排放的承诺。其优点是发展中国家可以通过该机制获得额外的《议定书》附件???国家的资金支持和环境安全与无害技术的转移。无疑，清洁发展机制对我国来说，将带来一个巨大的市场。据预测，到2010年的5年间，发达国家通过京都包括CMD在内的三机制实现《京都议定书》减排目标的市场需求大约是每年7.2亿tCO2，其中的23%需要通过CDM来完成，而中国将占据整个CDM市场份额的近50%，即近8000万tCO2。由此能极大地3.2.5清洁发展机制(CMD)CDM的主要内容是发达国家通过提供资金和技术的方式，与发展中国家开展项目级的合作，通过项目所实现的“经核证的减排量”，用于发达国家缔约方完成减少本国二氧化碳等温室气体排放的承诺。其优点是发展中国家可以通过该机制获得额外的《议定书》附件???国家的资金支持和环境安全与无害技术的转移。无疑，清洁发展机制对我国来说，将带来一个巨大的市场。据预测，到2010年的5年间，发达国家通过京都包括CMD在内的三机制实现《京都议定书》减排目标的市场需求大约是每年7.2亿tCO2，其中的23%需要通过CDM来完成，而中国将占据整个CDM市场份额的近50%，即近8000万tCO2。由此能极大地促进能源产业的技术进步，提高能源利用效率，减少温室气体排放和改善当地环境质量。为此，我国政府专门成立了由相关部门组成的清洁发展机制审核理事会，并于2004年6月发布了《中国清洁发展机制项目暂行管理办法》。目前，中国CDM发展势头良好，今年新申报候选项目达到180项，分别来自25个省、自治区、直辖市，覆盖能源效率、新能源与可再生能源、能源替代、废弃物管理、造林、交通、甲烷回收与破坏等多项技术领域，这些也都将给我国钢铁工业的发展带来新的契机。促进能源产业的技术进步，提高能源利用效率，减少温室气体排放和改善当地环境质量。为此，我国政府专门成立了由相关部门组成的清洁发展机制审核理事会，并于2004年6月发布了《中国清洁发展机制项目暂行管理办法》。目前，中国CDM发展势头良好，今年新申报候选项目达到180项，分别来自25个省、自治区、直辖市，覆盖能源效率、新能源与可再生能源、能源替代、废弃物管理、造林、交通、甲烷回收与破坏等多项技术领域，这些也都将给我国钢铁工业的发展带来新的契机。
CO2排放会对全球气候产生巨大的影响。气候变化不仅是气候和全球环境领域的问题，而且是一个涉及到人类社会的生产、消费和生活方式以及生存空间等社会和经济发展各个领域的重大问题。尽管到目前为止，我国并不需要承担具体的减排指标，但我国的CO2排放问题同样不容忽视，尤其在如今竞争激烈的钢铁生产行业表现得更为突出。在能源供给已经成为限4结语CO2排放会对全球气候产生巨大的影响。气候变化不仅是气候和全球环境领域的问题，而且是一个涉及到人类社会的生产、消费和生活方式以及生存空间等社会和经济发展各个领域的重大问题。尽管到目前为止，我国并不需要承担具体的减排指标，但我国的CO2排放问题同样不容忽视，尤其在如今竞争激烈的钢铁生产行业表现得更为突出。在能源供给已经成为限制中国工业化的主要制约因素的今天，中国作为世界第二大CO2排放国，应在各相关行业中提高能源利用效率和节能，减缓温室气体排放增长，并积极开发优质清洁替代能源，寻求低碳发展道路，维护我们共同的家园??地球!制中国工业化的主要制约因素的今天，中国作为世界第二大CO2排放国，应在各相关行业中提高能源利用效率和节能，减缓温室气体排放增长，并积极开发优质清洁替代能源，寻求低碳发展道路，维护我们共同的家园??地球！
来源：中国钢铁新闻网
