产业与环境
INDUSTRY AND ENVIRONMENT
1999年　第21卷　第1-2期　Vol.21 No.1-2 1999



与温室效应斗争的能源生态效率志愿计划的制定：Usinor公司实例
René-Francois Bizec
Directeur de 1'Environnement,Usinor,Immeuble Pacific,13,cours Valmy-TSA 10001,La Défense 7,92070 La Défense,cedex,France
摘要　与其预防性政策相一致，法国钢铁联盟(FFA)已经到2000年使其CO2比排放量比1990年削减15%，并使总排放量削减10%.FFA的这项志愿协议是Usinor公司在可持续发展范畴内的前瞻性环境保护思路的代表.本文叙述了FFA签署该志愿协议背后的故事，和该协议的基本原则，也论述了另外一些可以探讨的实现可持续发展的道路.
　　钢铁生产需要大量的能源，这是冶金工业中物理和化学过程所固有的.
　　正如图1所指出的，主要使用两种制造方式.
　　第一种方式是所谓铸铁方式，它基于用焦炭还原嵌在脉石中的氧化铁矿石.此方式应该使用大量的焦炭作为还原剂，在加工链的终了，它以CO2的形式进入大气中.
　　废钢铁方式是基于使用废钢铁，在电炉中熔融及进行处理.然后钢水发生与铸铁方式相同类型的转化.这条路线所需的能源和还原剂要少得多.相对于具有温室效应的天然气来说，用于熔化废钢铁的电能是一种“清洁”产品――当然是对于水电和核电而言，这种钢铁生产方式对于气候变暖的影响将是有限的.
　　当仔细地审视这两种方式的优点时，许多企业，特别是Usinor公司，大幅度削减了他们的能耗及CO2排放量.
　　让我们回想一下，法国的钢铁冶炼今后要集中在3个一体化工厂中(Dunkerque厂，Florange厂和Fos厂)，它们都具有炼焦厂、烧结厂、高炉厂和氧气炼钢厂.很显然，Usinor公司专门致力于制造用焦碳炼钢的扁平产品.
　　普通钢、特种钢和不锈钢的长制品(扁平制品和长制品)的生产都来源于电炉冶炼工艺，因而分类为“电气钢材”一类.
　　Usinor公司的产品系列是专门化的高附加值优质钢材.从其业务数据看，它是世界上第二大钢铁制品生产厂：1997年产值达720亿法郎(产量大约1500万吨，包括在美国的J&L公司的产量).
　　在这些产业和财务实绩中，应该加上值得注意的能源效率，1996年生产1吨钢材只消耗0.480 TEP(吨石油当量)，而1991年为0.520.实际上，能耗方面取得的进步，只是不变的技术条件和连续生产工艺在现有经济条件下实现装置技术优化方面的缓慢而渐进的结果.

I-不断进步的50年
　　由于钢材制造需要许多能源，全世界的冶金工业时刻都在焦急地考虑着节能.在一个很长的时间内，比如说50年，每生产1吨钢所消耗的能源(图2)得益于引进新技术：放弃平炉，随后采用连铸，这只是举出了最明显的例子.
　　但是，自从1974年的石油危机以来，法国这个化石能源贫乏的国家十分严格地采用了志愿节能政策.1974年，法国冶金工业的焦炭消耗比为1100kg/t钢；20年后下降到423kg/t钢.除引进新技术、增加主要工具的集中占有外，工业过程的严格管理是动员工厂全体职工努力的主题.此外，这种管理属于国家和企业之间签定的第一个能源进步契约的范围.这个契约依靠能源诊断和详细审计来支撑.一个真正的能源控制顾问职业诞生了.
　　然后出现了1980年代中期的西方钢铁冶金工业经济危机，使节能管理进入了第二次计划.但是，电炉炼钢生产钢材与一体化模式生产钢材相比相对增多，极大地抵销了这种作用.一个长时期内全世界的数据(图2)是有说服力的，从1950年到1990年，比能耗下降了41%.
　　正是在这样的环境下，Usinor公司意识到其业务活动中存在的威胁，即在人类活动的影响下，温室效应气体特别是二氧化碳排放量增加造成的潜在气候变化.1992年6月在里约热内卢签署、1994年1月4日经法国国民议会批准的《气候公约》启动了法国冶金工业在生态效率措施方面的新冲刺.
　　在里约签署的《气候公约》中确定的阶段性目标是，所有签约的工业化国家，单独或联合地(比如在欧洲联盟范围内)，到2000年底将其气体排放水平恢复到1990年的水平.对于冶金工业来说，将要实现的最重大也是最困难的努力涉及到CO2(大约占排放物温室效应潜力的98%).
　　对于欧洲人来说，1990年10月的卢森堡宣言进一步要求欧盟国家保证，在2000年要将其二氧化碳排放量控制并稳定在1990年的水平.
　　在此背景下，法国在1995年2月启动了其《预防气候变化国家方案》.此方案详细地规定了减少温室效应气体特别是二氧化碳的措施和政策.制定了各种不同的方法.课税方法限于运输业、住宅业和第三产业，以及一般的工业用途，但不包括在世界上竞争激烈的高耗能工艺.
　　因此，关于法国工业，该方案设想要与高耗能的工业部门协商进行工作.这些部门的目标是签署降低能耗，减少CO2排放的志愿协议.在此类志愿协议中引人注目的目标是为实现欧盟的诺言(即，在2000年将CO2的排放总量稳定在1990年的水平)做出贡献.此项举措符合1994年5月21日《法国关于用税收方法预防温室效应的备忘录》所确认的状况：“考虑到非定域化有危害就业的风险，现阶段温室效应名义下特有的任何税收变革都不会建立在工业专用燃料的基础之上.”

　　Usinor公司属于与政府当局签署这种志愿协议的第一批工业企业之列.实际上，为了使其成为最可能具有实际意义的手段，法国钢铁联盟(FFA)的全部成员，总共15家企业都志愿参与缔结这项进展中的协议.

Ⅱ-志愿协议的一般原则
　　由FFA提出的志愿协议的对象是制造不同种类钢材的所有工业活动.
　　它所涉及的CO2排放源于法国领土内的工业场所，直接由该协议所涉及的工业活动产生.
　　在这些工业所遇到的大多数情况下，CO2的排放与能源使用有关，特别是化石燃料，其中大部分用作还原剂.FFA出于该志愿协议的需要，制订了一个尽可能详细的能耗平衡表，涉及以1990年为参考年，与该协议有关的所有工业场所的能耗.从这张平衡表，FFA使用“CO2排放因子”计算出其总排放量.
　　考虑到FFA的可预见的2000年生产水平，以及到2000年时技术上及经济上可行的节能矿床和CO2排放量削减，该联盟提出了涉及其能耗和CO2排放水平的志愿协议.此协议的基础是在粗钢生产上增加特定的价值.
　　在实践中，该协议未公布其所有细节，因为它显然包含与工业界保密选择(在技术与生产水平方面)有关的因素.
　　1996年12月，环境部与法国钢铁联盟(FFA)总裁之间签署的“温室效应气体控制志愿协议”预计1990-2000年期间CO2比排放量削减15%，且总排放量削减10%，也就是大约削减250万吨.这样，法国冶金业尤其将为在2000年使CO2排放量稳定在1990年水平和控制能源消耗的国家目标做出贡献.
　　在志愿协议中预计的CO2排放量削减的基础在于，预计到钢铁生产考虑了这段时间里已经进行或将要进行投资.对2000年活动水平所作的谨慎假设是年平均生产水平.
　　为了保证对该协议的监督，该联盟每年对CO2排放进行总量平衡，并把结果报给行政当局.从1997年开始，我们可以注意到，该协议得到了执行，甚至稍有超过，尽管是在重大的压力之下做到的.
　　实际上，目前冶金工业应该使用的碳就是当前钢加工技术状态下必然要用的碳.把1吨铁矿石(Fe2O3)中与铁结合的氧去掉(即“还原”)所需要的最低数量的碳在25℃是320kg.此最低理论数值与目前实际消耗之间的差距，一方面说明了钢加工链(一体化生产线)的热需求，即从高炉(必须进行高温还原以有利于快速的动力学)到轧制(也是在高温下加工成应有的形状)；另一方面说明各加工步骤的效率必然低于1(由于矿石的杂质和高炉烟尘、钢厂炉渣和在连铸及轧钢机上金属切头损失).

　　这样，要求冶金工业无止境地逐步削减CO2排放就是不现实的了.应该意识到，Usinor公司欧洲、日本、美国的其它大冶金公司一样，几乎到达了能源进步的极限(在当前可供利用的技术方面，要在合理的成本以下).那么，还能做些什么呢?

Ⅲ-超越志愿协议
　　许多年以前，发达国家就有某些产业志愿为控制温室效应气体的排放做出贡献.在欧洲发达国家的冶金工业中，这种活动已接近其极限，因此对于越来越有限的效率提高，成本就越来越大.
　　因此，应该寻求那些节能和温室效应气体排放量削减潜力最大而且最容易受影响的国家和活动.通过建立市场机制的机构就能够做到这一点：1997年12月签署的京都议定书就勾划了这样的机制.
　　比如联合实施，即一个发达国家的(A)企业与另一国家的(B)企业确立合作关系，如使用(A)的技术开发一种能显著削减温室效应气体排放量的装置.这时，两个企业(也就是两个国家)按照适当的约定办法分享排放量削减带来的效益.这部分效益有助于实现分摊给每个企业(即给每个国家)的排放量削减目标.
　　另一种可能性是可转让的许可证，它准许一些国家交易相当于为其确定的削减目标的排放权.一个国家可以从另一个国家购买一定数量的排放量，而用不着削减其领土上的排放量.如果所得到的购买价格高于出售国的排放量削减成本而低于购买国的排放量削减成本，则此操作对两者都是有益的.但由于有风险，因而运行机制将是繁重而复杂的.
　　经济全球化使得这种在国际上转让排放许可证的机制可以直接为企业所接受，甚至可以由它们进行经营(其后果是，此机制对双方均应基于相同的原则).
　　在此框架内可将冶金工业包括在内，因为其矿石有国际的配合，而且它具有在工厂和企业之间交流经证实的能耗信息和经验；他们也可以在最初阶段，在交易许可证的行业中而不是在全世界组织试验性质的市场.当然条件应该是，这个系统是讲道德的，而且“好学生”不应当受到像“坏学生”那样的惩罚.
　　在界定这种机制之前，起始状况应该和要达到的目标相协调.
　　为此，必须考虑某些国家(特别是法国)已经实现的结果，弄清对所有国家都适合的共同目标，即每个经济单位(或每个居民)平均的最优化温室气体排放水平.
　　所有的国家都应该受到这个共同目标的约束.
　　相反，受地理限制的(比如欧洲国家的)有关承诺的单方面建议，不可能在世界范围内导致显著削减.因此，此类建议对于可持续发展是不大有效而且是危险的.

Ⅳ-实施可持续发展所必需的“气候变化”
　　在行政当局基于任意可赢利性而提出的目标中，谈判的志愿协议构成了一种备选方案，并已纳入一个在中长期中分阶段不断进步的进程中，而让企业负责确定行动的细节和程序.
　　这是对法规措施的补充，但不能因此而放松现行法规的实施.作为做出更大努力的回报，在授权、控制、甚至必要时给与财政鼓励的操作过程中应当更加灵活.
　　赌注行政当局与工业界之间基于法规的关系的转变，及其对企业完全有责任达到它与行政当局讨论，随后与国际决策机构协商的结果这一模式的控制.
　　行政当局的责任是确定财政目标，保证在适当的时间内不改变动作规则，以及使工业界有信心采用必要措施.
　　因此，这就涉及到要有信心来控制“气候变化”，无论政府方面、还是企业领导人方面，都只能在政治信念和志愿的框架内参与.这种“文化的革命”将需要时间和做出很大的努力使之推广.FFA在温室效应方面所采取的现实措施不应停留在榜样上.我们应该发展这种关系，把对环境的尊重和谐地引进企业的其它政策中.
