钢铁企业长流程与短流程工艺：碳排放评价差异解析

钢铁企业的长流程与短流程工艺在碳排放特征上存在显著差异，其评价体系也因生产路径、能源结构和原料特性的不同而呈现明显区别。以下从碳排放来源、评价指标、影响因素及减排潜力四个维度，总结两者的核心差异。

一、碳排放来源的本质差异

长流程工艺以高炉 - 转炉炼钢为核心，碳排放主要集中在 “铁前环节”。从铁矿石开采、烧结到高炉炼铁，需消耗大量焦炭（由焦煤炼制），焦炭在高炉中与铁矿石反应生成铁水，过程中释放大量 CO₂；同时，烧结、球团等工序的燃料燃烧（如煤粉、天然气）也会产生碳排放。据统计，长流程中炼铁环节的碳排放量占全流程的 70% 以上，整体吨钢碳排放通常在 1.8-2.2 吨 CO₂之间。

短流程工艺以电弧炉炼钢为核心，碳排放主要来自电能消耗和少量辅料。其原料以废钢为主，通过电弧炉利用电力将废钢熔化，过程中碳排放强度直接取决于电力结构：若依赖火电（如煤电），吨钢碳排放约为 0.8-1.2 吨 CO₂；若采用绿电（风电、光伏等），则可降至 0.1 吨 CO₂以下，甚至实现 “近零排放”。此外，短流程中脱氧、脱硫等环节使用的焦炭或天然气仅产生少量碳排放，占比通常低于 10%。

二、评价指标的侧重点不同

长流程的评价需重点关注直接排放（如高炉煤气、烧结烟气），因其占比超过 90%；而短流程需同时考量直接排放（电弧炉燃料燃烧）和间接排放（电力生产的碳排放），且间接排放占比可高达 90%（火电场景下）。因此，短流程的碳排放评价必须结合区域电网的 “碳强度”，而长流程的评价更依赖自身生产环节的能效提升。

长流程的吨钢碳排放强度普遍是短流程（绿电场景）的 10-20 倍，但若短流程依赖煤电，两者差距可缩小至 2-3 倍。这一指标直接反映工艺的低碳属性，也是政策管控（如碳关税、碳市场）的核心依据。

长流程的全生命周期评价需涵盖铁矿石开采、焦煤运输、炼钢到钢材出厂的全链条，尤其要计入焦煤炼制过程的碳排放；短流程则需纳入废钢回收、运输及电力生产的全周期，若废钢来源为回收钢材，其 “循环经济” 属性可进一步降低生命周期碳排放。

三、影响碳排放评价的关键因素

长流程的碳排放受焦炭质量和高炉燃料比影响较大，而短流程的碳排放几乎由电力结构决定。例如，欧洲短流程钢厂因电力以风电、核电为主，碳排放强度显著低于依赖煤电的地区。

长流程中，高品位铁矿石可降低高炉能耗，减少碳排放；短流程中，废钢的预处理水平（如去除油污、杂质）会影响电弧炉的电力消耗，进而改变碳排放强度。

长流程的高炉大型化、干法除尘、余热回收技术，以及短流程的超高功率电弧炉、废钢预热技术，均可降低单位产品碳排放，直接影响评价结果。

四、减排潜力与评价体系的适配性

长流程的减排依赖 “低碳冶金” 技术突破，如氢能炼钢、碳捕集与封存（CCUS），但改造难度大、成本高，短期内碳排放评价结果改善有限；短流程则可通过接入绿电、提高废钢利用率快速降低碳排放，评价指标更易优化。因此，在 “双碳” 目标下，短流程工艺的碳排放评价更易获得政策倾斜（如碳配额优惠），而长流程需通过全链条优化证明减排潜力。

综上，长流程与短流程工艺的碳排放评价差异，本质上是 “资源依赖型” 与 “能源结构型” 生产模式的体现，其评价体系需分别聚焦铁前环节能效与电力低碳化水平，才能客观反映钢铁企业的低碳转型路径。

来源：碳云管理中心

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