钢铁企业循环经济案例研究

钢铁企业循环经济案例研究

一、 问题的提出

钢铁行业是资源和能源密集型行业。伴随着钢铁工业突飞猛进的发展，资源、能源、环境条件的制约日趋严重。钢铁工业增长模式的探讨成为钢铁界人士研究的重点。由此, 循环经济理论受到人们越来越多的关注。

循环经济本质上是一种可持续发展的生态经济，它区别于传统的资源—产品—废弃物的单向式直线过程的经济增长模式，是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式。在循环经济发展模式中没有废物的概念，所有物质都能得到循环往复的利用。整个工业生产组成了一个资源—产品—再生资源—再生产品的反馈式物质循环过程。

钢铁企业是一个庞大的工业生产体系，工序繁多，系统复杂。它包括采矿、选矿、烧结球团、炼铁、炼钢、连铸、热轧、冷轧、产品深加工等主体生产工序，还包括大量的辅助生产系统，如焦化、供配电、给排水、煤气、蒸汽、耐火材料、石灰、运输等。在钢铁生产中投入及产出的物料品种极其繁多，消耗大量的铁矿、煤炭、焦炭、石灰石及锰矿、铬矿、镍矿、电力、水等重要资源。从钢铁企业的生产流程到资源利用，都可以看出循环经济在钢铁企业生产过程中的重要性。

二、 相关理论回顾

20世纪 60年代，美国学者肯尼斯·波尔丁[1]提出了循环经济思想理念，成为了工业革命以来正式提出这一理念的人。波尔丁的《即将到来的宇宙飞船经济学》一文中的宇宙飞船经济（后来被修改为太空船经济）从研究飞船这个封闭系统角度出发，试图回答了怎样才能权衡经济发展、人口增长、资源消耗和环境保护这四者之间的关系。然而第一次使用“循环经济”一词的是英国环境学家大卫·波尔斯和图奈[2]，他们指出废物是可以循环的，提出了自然资源管理的两个规则：一是可再生资源的开采速率不大于其可再生速率；二是排放到环境中的废物流不大于环境的同化能力。

国外关于循环经济的研究主要集中于对循环经济发展途径的研究，主要涉及从资源和产品的循环利用、源头预防污染物的产生、产品生态化设计、建立生态工业园区、技术创新、政府推动等视角来发展循环经济。

从资源和产品的循环利用， Pearee D．W ．，Turner R．K ．[3]（1993）在《基于市场机制的固体废弃物管理》一文中提出，通过征收包装税能够提高包装物的循环利用率，从而减少包装废物的处置和丢弃成本。Sujit Das [4]（1995）在《美国的汽车回收利用：能源影响及废弃物产生》一文中对美国汽车的回收利用做了研究，认为通过价格调节、产品的生命周期分析等方法可以提高废旧汽车的回收利用率。从源头预防污染物的产生， Hond F[5]（2002）在《工业生态学：一个述评》一文中指出，工业原料的合理使用范围的确定、运行机制与使用模式的完善、物质减量化措施以及替代资源的广泛利用，可以有效缓解资源消耗对环境的影响，这应该引起人们的足够重视。从产品生态化设计， Donella H．Meadows [6]在他所著的《超越极限：正视全球性崩溃，展望可持续的未来》一书中，论述了其循环经济发展的主要观点。他相信，经过对产品重新进行最终可以拆分和回收的设计、延长产品的寿命、从源头减少原材料的使用、全人类共同参与等措施，人类最终会走向循环经济。从建立生态工业园区，Robert A ．Frosch [7]，Robert

A ．Gallopoulos [8](1989)在论文《制造业策略》和《关于工业生态学及其在金属工业生态系统中应用的展望》中，对工业生态学的理论进行了初步的研究，提出了工业生态学理论和工业生态园区的概念。他们认为，工业系统应向自然生态系统学习，以生态工业园区为载体，建立类似于自然生态系统的工业生态系统，在企业与企业之间组建物质和能源循环利用的共生体系，以一体化的生产方式取代传统的简单化生产方式，从而减少或消除工业活动对环境的影响。从技术创新，Lester ．R ．Brown [9]在他所著的《生态经济：有利于地球的经济构想》一书中认为，在经济发展过程中，技术创新可以提高资源的利用效率，减少进入经济社会系统的资源数量，进而减少了资源消耗对环境的污染。但是，技术创新又导致人类对自然资源的过度开采和环境的迅速恶化。因此，循环经济的发展离不开技术创新，但人类应对技术创新成果进行合理、适度利用。从政府推动，Lester ．R ．Brown [9]在他所著的《生态经济：有利于地球的经济构想》一书中，提出在促进循环经济发展的手段方面，应通过政府采购来扩大再生材料的市场规模，同时取消对危害环境活动的补贴。

我国关于循环经济的研究始于20世纪90年代末。吴季松[10]（2005）认为循环经济指在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投人、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，不断提高资源利用效率，把传统的、依赖资源净消耗线形增加的发展，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。曲格平[11]（2001）认为循环经济就是把清洁生产和废弃物的综合利甩溶为一体的经济，本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。解振华[12]（2009）认为循环经济是最大限度地利用资源和保护环境的经济发展模式。齐建国[13]（2005）认为循环经济强调“减量化”的本意就是在生产和消费的各个环节减少单位产出的资源消耗量; 物质资源的再利用, 包括废旧产品的再制造和废弃物的再生利用, 都是为了减少原始自然资源的消耗。邹声文[14]（2003）认为 , 循环经济追求资源利用最大化和污染排放最小化 , 是一种将清洁生产、资源综合利用 、生态设计和可持续消费等融为一体的经济发展战略。王如松[15]（2003）认为, 循环经济就是人主动模仿大自然的整体、协同、循环、自生功能去高效、和谐地规划、组织和管理人类的生产、消费、流通、还原和调控活动。王成新、李昌峰[16]认为，所谓循环经济，即在经济发展中，遵循生态学规律，将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体，实现废物减量化、资源化和无害化，使经济系统和自然生态系统的物质和谐循环，维护自然生态平衡。

从国外研究看来，资源的循环利用涉及面非常广，从原始资源到家用电器无所不包；促进资源循环利用的手段比较多——经济手段、命令控制手段等。国外对于发展循环经济研究，侧重于在具体领域的应用和实现手段的研究，且这些研究大多数是基于国外实际情况进行的。国内研究对循环经济这种经济发展模式本身的实现手段和理论研究比较缺乏，缺乏系统性，循环经济在社会层面上的宏观研究并不多，虽然有学者提出了运用循环经济，要从宏观结构上进行调整，但是却并未指出具体的调整方法。

三、 新日铁循环经济做法

新日铁是日本最大的钢铁企业，也是全球技术力量雄厚的特大型钢铁企业之一。2008年, 新日铁产粗钢3 560万吨排名世界钢铁企业第2位。新日铁不仅具有先进的钢铁生产技术, 还积极发展循环经济, 将环保看作其基本业务管理准则之一, 持续开展环保研究, 积极应对全球变暖、减少废物产生和废物再循环利用,

并采取措施, 开发对环境影响更小的新材料。在钢铁生产中, 新日铁考虑保持与自然生态系统的和谐, 保护和改善居住环境, 对创建再循环利用型社会做出了贡献。

新日铁循环经济的具体做法如下：

1. 推进防止全球变暖对策

(1) 努力推进生产过程中C02 减排及节能。自第一次石油危机1990年前后, 新日

铁坚决推进工艺连续化、排能回收, 实现了节能超过20%的大幅指标。接着以新日铁为代表的日本钢铁业又制定了到2010年比1990年能源消费量减少10%的自主行动计划, 现正努力实现目标。

①CO 2减排。新日铁集团的CO 2单位产品排放量, 2006年度比1990年度降低了

11.6%, 2006 年度的CO 2排放量为6700万吨, 考虑到由于粗钢产量增加了2.1%,

CO 2实际减排9.8%。

②节能对策。新日铁认为防止全球变暖对策约等于节能, 因此采用优质的能效高的设备，比如高炉大型化。高炉大型化有利于节能和降低燃料比。目前, 全世界共有15座5 000 m3 以上的高炉。其中, 有12座在日本, 新日铁占4座。

(2)物流配置。2006年度新日铁每月进口铁矿石、煤炭约590万吨, 同时, 每月约有290万吨 钢铁制品在日本国内销售或出口。这些半成品、成品的运输以吨公里计, 每月约为10亿吨公里。

2. 积极参与循环型社会的构筑

(1)推进公司内部的零排放。炼铁时, 铁矿石中所含的其它成分煤炭的灰分等熔融, 与铁分离后生成炉渣, 通过集尘器回收煤尘, 水处理设备中产生的沉淀物等, 1吨铁大约产生60kg 的副产物。值得注意的是, 新日铁使用副产物这个概念, 表明了观念的改变, 将以前作为废弃物的物质当作有用物质对待。占新日铁副产物一半以上的是高炉炉渣和钢渣, 高炉炉渣作为水泥原材料利用, 钢渣作为土木工程和路基材料利用, 目前已经扩大到用于肥料。高炉炉渣和钢渣再生资源比重接近100%。

(2)与其他产业的合作关系。新日铁公司积极利用社会和其他产业产生的副产物, 作为钢铁生产工艺原材料的替代, 抑制了作为全社会的自然资源投入, 并对进一步大量削减废物做出了贡献。

3. 推进环境风险管理

新日铁在大气、水质、土壤、化学物质排放等风险管理方面做出了不懈努力, 以削减环境负荷。这里介绍3方面的减排情况。

(1)大气风险管理。新日铁经过科学的模拟实验, 对大气风险进行分析, 为了减排SOX(硫化物) 、NOX(氮氧化物) 、烟尘, 使用低硫燃料, 添置SOX 、NOX 的减排设备, 采用NOX 生成少的燃烧装置、煤气处理装置等有效措施。并采取定期巡视、监控措施, 在了解设备运转情况的同时, 监视向环境中有无异常排放现象。另外, 为防止原料场地的粉尘扩散, 安装了防尘网。

(2)水质风险管理。新日铁公司每年使用淡水约40亿吨, 其中90%为循环使用, 以求最低限度地向公共水域排水。通过对排水设备性能的维护、处理效率的改善、排水点检的管理, 积极改善水质, 努力防止制铁所周边地区公共水域的水质污染。

(3)化学物质综合排放管理。《关于促进特定化学物质向环境排放量的控制及改善管理的法律》简称PRTR 法，PRTR 法管理范围内有354 种物质。新日铁使用的PRTR 法规定的化学物质有33 种, 向大气排放434吨, 向公共水域排放13吨, 向

公司以外转移的铬和三价铬化物、锰及其他化合物为861吨。

4. 预防环境灾害管理系统

新日铁把同所在地区的合作放在重要位置, 制铁所的所长作为负责人积极部署遵照ISO14001 标准的环境保护和防灾工作。总公司环境部督导协助制铁所的工作, 负责交换通过环保认证的信息, 宣讲有关政策。

5. 环境会计

(1)环境会计的基本观点。新日铁为实现企业的环境方针, 引入了环境会计, 以掌握环境保护成本和效果, 自2000年度起公布环境会计数据。新日铁除添置集尘器等环境保护设备外, 在提高设备效率的同时, 还要实现环境保护和节能的目标。同时把握环境设备和节能设备的投资额, 节约环境保护成本。

(2)环境保护成本。新日铁2006 年度环境保护成本:属于设备投资的环境设备投资142亿日元, 节能设备投资17亿日元, 再利用设备投资16亿日元; 另外, 环境保护经费为555亿日元。与环境相关设备的投资, 占设备投资总额的9%, 占这些费用最大比重的是防治大气污染的成本, 全年投资为278亿日元, 水质污染防治成本为99亿日元。此外, 与环境相关的研究开发费用也达到了33亿日元。

6. 向社会提供环境与节能方案

( 1) 日本的钢铁材料循环。日本在汽车、机械、建筑、桥梁等领域积蓄的钢材有12.6亿吨。这些积蓄量中, 从短期内可循环利用的饮料罐到寿命长的不锈钢制品等, 实施了多年废钢回收措施, 已经实现全部循环使用。使用铁矿石的转炉炼钢以及使用废钢的电炉炼钢, 两者的结合, 形成了完备的、且适应各种需求的钢材生产工艺, 形成了无限循环, 在不断减少环境负荷的同时也为实现社会可持续发展做出了贡献。

( 2) 环境适应型产品的生产。为配合减缓全球变暖政策而生产的混合动力车、节能机械, 高强度板材、电磁钢、高性能钢材是不可或缺的。构建循环型社会必须具备寿命长、循环性高的产品。

( 3) 垃圾直接熔融与资源化系统。新日铁工程在废弃物处理、再利用领域, 可以提供设施的设计与建设, 直至运行的维护和管理及环境工程课题的设计方案。

四、 启示和展望

循环经济的提出，是人类对难以为继的传统发展模式反思后的创新，是对人与自然界关系在认识上不断演进的结果。发展循环经济，创建节约型社会，是贯彻落实科学发展观的必然要求，体现了以人为本、可持续发展的发展理念，是我国全面建设小康社会的战略选择，符合当今世界发展潮流。

钢铁企业发展循环经济也有着非常重要的意义。首先，能源和资源日益紧张，使得钢铁企业的原燃料价格日益上涨，这就要求企业必须从战略上重视发展循环经济，建立节约型企业。其次，国家宏观调控政策、行业相关政策和环境保护等因素要求钢铁企业必须大力发展循环经济。那些消耗大、产能低、装备水平不高、污染严重的企业最终必将被国家列为限期整改和关停的对象。再次，钢铁行业承担了重要的能源与资源转换与循环利用的责任，这同样要求钢铁行业必须重视发展循环经济。最后，我国生态环境总体恶化的趋势目前尚未得到根本扭转，环境污染日益严重，迫使能源和资源消耗大户钢铁企业必须加快循环经济发展的步伐。

钢铁企业要实现可持续循环经济发展，在坚持循环经济的3R 原则即减量化原则、再利用原则、资源化原则的同时，还需要建立生态化的企业生产过程，以

及生态环境，其目的在于就是使企业从产品设计、制造、包装、运输和使用到报废处理的整个生命周期，对环境负面影响最小，资源利用率最高，企业的经济效益、环境效益和社会效益协调优化，从而真正实现企业全过程、全方位的循环经济发展。

参考文献

[1] 周宏春，刘燕华等. 循环经济学[M]. 北京：中国发展出版社. 2007(10): 227-255.

[2] 魏文翠. 循环经济论[M]. 兰州：兰州大学出版社. 2008(04): 10-11.

[3]Pearce D ．W ．Turner R ．K ．Marketbased approaches to solid wastemanagement[J]．Resources Conservation and Recycling 1993．(8)：63-90.

[4]Das Sujit，Curlee ，T ．Randall ．Automobile recycling in the United States[J]．energy impacts and waste generation，1995，1 4(3—4) ：265-284．

[5]Hond F.Industrial ecology：a review．[J]．Reg Environ Change，2000，12：60—69

[6][美]唐奈勒·H ·梅多斯等著．超越极限：正视全球性崩溃，展望可持续的未来.

[7] Frosch R， Gallopoulos N．Strategies for manufacturing[J]．Scientific American，1989，(9)： 6-1 5

[8]Robert A Frosch．A perspective on industrial ecology and its application to a metals—industry eco—system ．Journal of Cleaner Production，1997，(5)：39-45.

[9][美]莱斯特·R ·布朗著．生态经济：有利于地球的经济构想[M]．林自新．北京：东方出版社，2003：22、138.

[10]吴季松. 循环经济学之我见[J]. 科学决策，2005.11：16-18.

[11]曲格平. 时代呼唤循环经济[J]. 绿色浪潮.

[12]解振华. 大力发展循环经济[J]. 中国科技投资，2009.3：8-9.

[13]齐建国. 以循环经济统领节约型社会建设[J]. 科学决策，2005.11：12-26.

[14] 邹声文. 专家采取五大措施解决“垃圾围城”问题[J]. 环境导报，2003·15.

[15]王如松. 循环经济建设的产业生态学方法[J]. 产业与环境，2008增刊：48-52.

[16]王成新, 李昌峰. 循环经济: 全面建设小康社会的时代抉择[J]. 理论学刊， 2003年1月第1期总第113期.