鋼鐵帶動創新

                鋼鐵與您并肩前行,
                共同探討可持續發展的解決方案。

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                鋼鐵產品的應用助力下游行業減少環境足跡

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                船舶和集裝箱

                鋼質船舶和集裝箱可一次運輸大量貨物,海運的能耗和溫室氣體排放低于其他運輸方式。

                Ships and Containers

                鋼質船舶和集裝箱體積龐大,可一次性運輸大量貨物,我們日常生活中有90%物品都通過海運輸送,在全球使用的1700萬只海運集裝箱中,大部分由鋼鐵制成,鋼鐵是制造巨型船舶的主要材料

                海運的能耗和溫室氣體排放低于其他運輸方式。

                以運輸 1 噸貨物行駛 1 公里為例,船舶的二氧化碳排放量為 3 克,而火車和重型卡車則分別為 45 克和 560 克。

                從中國到歐洲的整個集裝箱運輸路程的二氧化碳排放量,只相當于長途卡車在歐洲運輸 200 公里的二氧化碳排放量。

                通過海運將一瓶法國紅酒運到紐約的二氧化碳排放量,將低于通過卡車將一瓶加州紅酒運到紐約的二氧化碳排放量。

                此外,海運貨物通常比空運貨物的成本低 12-16 倍。

                艾瑪·馬士基號

                圖片來源:馬士基航運

                海運集裝箱

                圖片來源:www.GlynLowe.com

                鋼質包裝材料和循環利用

                全球每年循環利用的鋼質鋼質包裝材料約為 720 萬噸,可減排 1100 萬噸的二氧化碳,相當于減少大約 28 萬輛汽車行駛所降低的排放量。

                Recycling

                每年食品罐產量大約有2000 億只。與其他食品保存方法相比,鋼罐不需要冷藏和冷凍,因此能節約能源。鋼罐具有抗破壞性,還可防潮、防氧化、防光照。在不需要添加劑的情況下,保留罐裝食品的營養價值。

                在過去 20 年間,鋼罐重量平均減少 33%。三片罐的平均厚度從 1986 年的 0.2 毫米,降低到現在的 0.13 毫米。2000 年以來,鋼質食品罐的碳足跡下降了 33%。

                全球每年循環利用的鋼質包裝材料約為 720 萬噸,相當于減少了新鋼生產將會帶來的 1100 萬噸二氧化碳當量,還相當于減少大約28萬輛汽車行駛所降低的二氧化碳排放量。每只循環利用的鋼罐節省了的二氧化碳排放量相當于鋼罐自身重量 的1.5 倍。

                鋼鐵可以百分百循環利用,通過磁選工藝可以方便地回收。有些國家的鋼質包裝材料再循環率達到 90% 以上,鋼鐵是歐洲循環率最高的鋼質包裝材料。

                鋼罐

                圖片來源:Getty Images

                鋼鐵循環利用

                圖片來源:Blahedo

                可再生能源

                采用鋼鐵,可將建筑物改造成發電站。創新一體式鋼質建筑組件可用于生成、收集、存儲和釋放太陽能和地熱能。

                采用鋼鐵,可將建筑物改造成發電站。創新一體式鋼質建筑組件,如屋面、覆層及地板系統,可用于生成、收集、存儲和釋放太陽能和地熱能。

                在索爾舍之家(Solcer),通過屋頂安裝的建筑集成光伏電池(BIPV)以及安裝在墻面上的太陽能空氣收集器,收集太陽能產生電力,并將電能存儲到電池內。電能通過供暖、照明、電氣設備以及用水系統輸送到整棟建筑中。該房屋還是一處能源多產的綠色建筑,其自產能源高于自耗能源。

                在現有建筑的節能管理上,鋼鐵也發揮了關鍵作用。自上世紀 90 年代起,人們就開始使用鋼質太陽能空氣收集器以及太陽能存儲設備改造工業建筑,取代依賴天然氣,預計,節能量可達到 75%。

                另外,現在人們還將鋼質能量樁與熱力泵共用,在冬季可以從地面收集熱量,在夏季可以享受免費供冷。鋼質能量樁能夠利用苛刻的土壤條件,用以收集可再生能源。例如,能量樁能夠以免費供暖形式,滿足單層商業建筑 71% 的供暖需求,還可滿足 100% 的供冷需求。

                “索爾舍”之家

                圖片來源:SPECIFIC

                近零能耗大樓

                圖片來源:Ruukki

                水泥生產

                鋼鐵業副產品高爐爐渣可用于生產水泥,利用?;郀t礦渣粉替代水泥熟料生產水泥,可減少2億噸二氧化碳的排放。

                Ships and Containers

                鋼鐵行業不僅通過各種創新技術實現自身溫室氣體的減排,而且還幫助水泥行業利用煉鋼過程中產生的副產品高爐爐渣生產水泥,來降低溫室氣體的排放。熔融狀的爐渣從鐵水中分離后,通過噴水讓爐渣顆?;?,干燥后研磨成精細粉末,也稱之為爐渣水泥。根據使用方式、質量要求及環境條件,爐渣水泥可替換用于混凝土中的20% 至 80% 的波特蘭水泥。

                水泥由研磨后的石灰石和粘土制成。在水泥生產過程中,渣塊(在加熱窯內形成的 1 毫米至 25 毫米之間的圓形結塊)的生產過程耗能比例最多,是水泥行業二氧化碳排放量大的主要原因。

                根據國際能源署的統計,通過將水泥渣塊(水泥生產過程中形成的彈珠大小的球團)替換成爐渣水泥,可大幅降低每年的能源消耗和二氧化碳排放——最多可減少 5 億吉焦能源或 2 億噸二氧化碳。

                在過去 10 年間,美國消耗了超過 2900 萬噸爐渣水泥,相當于減少了 410 萬輛乘用車的二氧化碳排放量,并且這些能量足夠為 59.6 萬個家庭提供電力。

                水泥生產

                圖片來源:英國國際發展部(DFID)

                ?;郀t礦渣粉

                圖片來源:澳大拉西亞(鋼鐵)爐渣協會

                更堅固、更輕型的汽車

                越來越多的新型汽車采用先進高強度鋼材。這種鋼材強度大,可實現汽車減重35%,及減少汽車整個生命周期的溫室氣體排放。

                Vehicles

                2016 年,全球生產了大約 9500 萬輛汽車。平均每輛汽車用鋼900 千克,汽車行業用鋼總量約為 8000 萬噸?,F在幾乎每款新型汽車都采用先進高強度鋼材(AHSS)。在今天的汽車用材中,鋼材占 50% 以上,而先進高強度鋼材的使用可以實現汽車設計的減重和優化,同時提高安全性和燃油經濟性。

                與傳統鋼材相比,新牌號先進高強度鋼材使得車企能夠降低結構重量 25-39%,降低整車重量 10%。當這種鋼材應用到典型五座家用車時,汽車的整體質量大約降低 160 千克,在整個生命周期期間節省溫室氣體 3-3.5 噸。

                許多鋼企都開發了新牌號的創新型高強度鋼材,可在不犧牲安全性的前提下,讓汽車組件變得更薄、更輕。

                2013年,世界鋼鐵協會下屬的汽車用鋼項目——世界汽車用鋼聯盟,完成了一個為期三年的項目,提供了全面工程化的鋼質電動汽車設計。該項目被稱為“未來鋼質汽車項目”(FSV),突出先進高強度鋼材的車身結構設計,白車身質量減至 177 千克,再加上電池電力傳動系,這種設計使得(根據能源的不同)整個生命周期的溫室氣體排放量減少 70%。

                未來鋼質汽車項目

                圖片來源:世界汽車用鋼聯盟

                雪佛蘭Silverado車型突出高強度鋼質車身

                圖片來源:gm.com

                電動車輛

                鋼鐵是制造電動汽車的主要材料。電工鋼是搭載在電動汽車和混合動力汽車中的高速電動機的核心材料。

                ELECTRIC MOBILITY

                鋼鐵是制造電動汽車的主要材料。電工鋼是搭載在電動汽車和混合動力汽車中的高速電動機的核心材料。電動機驅動電池的電能轉換,從而驅動電動車行駛。

                為確保電動傳動系的效率,保證高磁通密度以及盡量減少磁芯損耗很重要。與當前標準牌號的電工鋼相比,新開發的電工鋼磁芯損耗降低 30%,可幫助電動汽車進一步減少碳足跡。

                另外,目前正在面向未來汽車,開發可用于下一代電動機的新牌號電工鋼。

                科研人員正在開發的電工鋼含硅量是目前電動機使用的電工鋼的兩倍。這種鋼材能夠實現更高頻率,從目前的60赫茲一躍升至 400 赫茲。這將大大提高電動機的功率密度,也意味著電動機可以做到更小、更輕、更強大、更加符合成本效益。

                全世界電動汽車市場急速升溫。根據國際能源署的統計,2016 年是電動汽車銷量的創記錄年份。2016 年全球售出超過 75 萬輛電動汽車,其中超過 40% 是在中國售出。目前,全球公路上行使的電動汽車超過 200 萬輛。

                電工鋼

                圖片來源:蒂森克虜伯鋼鐵公司

                電動汽車

                圖片來源:Plug'n Drive

                人工礁石

                從地鐵車廂和船舶,到退役的武裝運兵車,全球使用報廢鋼鐵建造人工礁石超過 400 座。

                Reefs

                在加勒比、佛羅里達、阿拉巴馬以及東南亞周邊海域,報廢的鋼鐵用于建造人工礁石超過 400 座,為數以百萬計的魚類和海洋生命提供了棲息場所。

                在美國的內華達州海岸附近,超過 2,500 個紐約地鐵車廂經過改造后,被做成水下礁石,此舉帶來海洋生命激增——每平方米食物量是沙質海底的 400 倍。

                報廢的海上油氣鉆井平臺為魚類提供了摩天樓式生活,每平方米鉆井平臺可以維持的魚類數量是天然礁石海底的 27 倍。

                人工礁石

                圖片來源:Wolf Hilbertz

                將改造后的地鐵車廂做成礁石

                圖片來源:南卡羅萊納州自然資源部

                海底造林

                鋼渣含海洋生態系統所需的鈣、鐵等礦物質,可用于建造海洋森林,以提高了生物量,每年可捕獲0.5 噸二氧化碳。

                SEA FORESTATION

                鋼渣是鋼鐵冶煉過程中產生的一種有用的副產品,在全球海底造林項目中得到成功應用,解決全球海岸線周圍礁石的退化問題。

                特里同(Triton)是韓國用鋼渣制成的魚礁產品,用于海底造林。在東部和南部海域,已有十余個海岸地區建成了由鋼渣制成的海底森林,這些海底森林在改善海洋環境、增加生物多樣性方面發揮了積極作用。這種構造物提供了海洋系統所需的鐵和鈣等礦物質,為海草和其他海洋生物的生長創造了理想條件。

                例如,在Pyeongsan的海岸地區,魚捕獲數量在 18 個月內急劇提高,生物質量比周邊海域高 10 倍。腔昆布海藻種類增加 2.5 倍。

                另外,通過鋼渣的碳化作用和海藻的光合作用,由特里同構造物組成的海洋森林還可捕獲二氧化碳,每年每噸特里同可捕獲 0.1-0.5 噸二氧化碳。海洋生態系統的恢復還有助于增加漁業產量,助推本地經濟發展。

                特里同(Triton)——鋼渣制成的魚礁

                圖片來源:浦項制鐵

                鋼鐵礁石建成的海底森林

                圖片來源:浦項制鐵

                退役的海上石油鉆井平臺

                鋼材是鉆井平臺的主要構件。退役后的鉆井平臺可改造成近海風力發電場、潛水勝地、人工礁石以及游輪的??扛?。

                Oil Rigs

                鉆井平臺需要抵御惡劣的海洋氣候和驚濤駭浪,因此主要采用鋼材建造。在全球范圍內,目前共有 470 座油氣鉆井平臺以及 3000 條管線即將退役。

                處理這些設施的退役是一個復雜的問題。例如,挪威艾科菲斯克(Ekofisk)油田九座鉆井平臺的拆除,將涉及 113500 噸鋼材——“相當于 54 座倫敦眼的重量”。

                與循環利用相比,鋼材的重新利用所需的資源量更低。為了不拆除鉆井平臺,人們提出并實施了鉆井平臺的創新利用方法。

                由于鋼材的壽命較長,因此退役的鉆井平臺可用于其他地方,包括建造人工礁石、近海風力發電場、潛水勝地以及游輪的??扛?。

                作為退役結構物重新利用的成功案例,在馬來西亞沙巴州東部沿海地區,一處鉆井平臺經過翻新,現在成為一家服務浮潛和深潛者的酒店。

                鉆井平臺改造成潛水勝地

                圖片來源:weburbanist.com

                諾亞綠洲:垂直生物棲息地

                圖片來源:weburbanist.com

                肥料和石灰質物質

                鋼渣是寶貴的農業資源。鋼渣可用作肥料和石灰質物質,提高植物養分,改善土壤質量

                FERTILISERS & LIMING MATERIALS

                在聯合煉鋼廠,每生產一噸鋼材,將會產生 400-500 千克副產品。主要的副產品是鋼渣。鋼渣并不是垃圾,而是一種寶貴的資源。

                在現代社會,使用鋼鐵冶煉過程中產生的鋼渣作為肥料和石灰質物質已有較長歷史。在德國,高爐和轉爐爐渣被批準作為肥料使用已經分別有 60 年和 30 年的歷史。在美國,從上世紀 20 年代起,爐渣就被用于各種糧食生產和環境美化。在日本,爐渣制成的硅酸鹽肥料已在稻米種植中使用多年。

                爐渣中含有鈣、鎂、鋁、硅、鐵、硫、錳等肥料中需要的有用元素。

                這些元素是保證植物養分和土壤質量的有用屬性。另外,這些元素的堿性還可中和土壤的酸性。

                農民充分利用爐渣肥料增加耕作物和牧草地的產量。這些營養物質不僅可用于提高家庭菜園的土壤結構和質量,還可制成供溫室大棚使用的肥沃的植床土和盆土。這些物質不僅可用于公園和高爾夫球場,還可用于土地開墾項目,中和土壤的酸性。

                另外,與天然石灰石和白云石中存在的碳酸鎂相比,爐渣中的鈣和鎂具有更好的水溶性。爐渣的使用可幫助減少自然資源的開發和廢物填埋。

                鋼渣可用作硅酸鈣肥料。

                圖片來源:日本鋼鐵渣協會

                鋼渣是寶貴的農業資源

                圖片來源:安賽樂米塔爾公司

                飛機引擎和起落架

                高價值的鋼質部件(例如,引擎和起落架)從退役飛機上拆解下來后,經過二次制造,可再次用作現役飛機的零部件。

                AIRCRAFT ENGINES & LANDING GEAR

                鋼材是飛機發動機和起落架使用的一種關鍵材料。這些高價值的鋼質部件從退役飛機上拆解下來后,經過二次制造,可再次用作現役飛機的零部件。

                通常飛機服役 20-25 年后退役。目前,每年退役的飛機約為 800 架。許多退役飛機都被一直封存,直到轉手他人或有再次利用的機會。德國國家航空公司漢莎航空開發了一種新的回收辦法,該公司的飛機經過再循環和再利用,可用于維護現有飛機編隊。在飛機退役后,許多高價值的部件被馬上拆解出來。其中包括含有大量高價值鋼材的零部件,比如,起落架和飛機引擎。

                例如,波音 747-400 型飛機的四個引擎含有的元件價值 700 萬歐元,占該飛機可重復利用部件價值的 80%。

                漢莎公司將所有可重復使用的部件從飛機上拆解后,對這些部件進行大修和測試。這些部件經過再制造后,可重新用作該公司現役飛機的零部件。這些再制造零部件的品質如初:不僅要達到相同的認證要求,還要通過相同的功能測試,因此與新部件無異。

                飛機引擎含有大量高價值的鋼材。

                圖片來源:Richard Gray and bbc.com

                鋼材是起落架使用的一種關鍵材料

                圖片來源:Howard Timberlake and bbc.com

                改造的建筑物

                鋼材具有較長的使用壽命和較好的適應性,能夠讓舊的建筑物和橋梁重新投入使用或改造成其他用途。通過建筑物的重新利用,減排的二氧化碳估計在 1-1.5 千克二氧化碳/千克鋼材。

                REPURPOSED BUILDINGS

                鋼鐵擁有較長壽命和改裝能力,能夠使老舊建筑和橋梁得到翻新利用,或改造成其他用途,從而節省資源和成本。鋼材可用于廢棄建筑物的改造,廢舊倉庫或火車站等可改造成現代生活空間或工作空間,延長了建筑物的使用壽命,節省了資源,降低了成本。通過建筑物的重新利用,每噸鋼可以減排1-1.5千克二氧化碳。

                史基浦機場新近投入運營的巴士車站,是 1942 年英國皇家空軍的倫敦機庫。鹿特丹機場也在1958 年重新利用過這一機庫。2015 年,這處機庫被改造成為荷蘭史基浦機場的現代化巴士車站。

                在美國,越來越多的橋梁在置換時,使用的是回收鋼梁,而不是新造鋼梁。俄亥俄州的綠谷公路橋是第五座使用回收鋼梁置換的橋梁,節省了 51,000 美元的橋跨結構費用。

                2003 年,明尼蘇達州圣路易斯縣橋也采用 30 年的舊鋼梁置換,這些舊鋼梁取自另一座已退役的橋梁。

                越來越多的建筑物設計都通過使用鋼質組件,提高可拆卸性和可重復利用性。這些建筑物在使用壽命結束時,可以方便地、符合成本效益地改造成其他用途。阿姆斯特丹位于史基浦機場的法院和配送中心都是這樣的案例。這些建筑物可以百分百拆卸和重復利用。

                通過重復利用,不僅延長了產品的生命周期和使用壽命,而且避免了廢鋼的運輸和再次熔煉。這極大提高了環保優勢,保證了資源的充分利用。

                1942 年英國皇家空軍的倫敦機庫

                圖片來源:392 轟炸機組紀念協會

                2015 年史基浦機場巴士站

                圖片來源:克萊森斯厄德曼建筑設計師事務所

                更長、更堅固的橋梁

                高性能鋼材可增加橋梁的長度和強度,在縮短行使距離的同時,還可承載更多車輛。在過去 80 年間,悉尼港灣大橋通過縮短行駛距離,相當于減排約 1200 萬噸二氧化碳當量。

                LONGER & STRONGER BRIDGES

                高性能鋼材可提高橋梁的長度和強度,在縮短行使距離的同時,還提高了承重能力。行使時間和距離的減少意味著燃料消耗的減少,以及二氧化碳排放量的減少。

                美國的庫珀河大橋將芒特普林森與查爾斯頓之間的行程從 39 公里縮短至 11.6 公里,每年汽車尾氣減排約16.7 萬噸二氧化碳當量。這也意味著在使用壽命期間,根據平均汽油消耗和當前的汽車設計,相當于減排了 1670 萬噸二氧化碳當量。

                澳大利亞悉尼大橋已經矗立了 80 多年。在這些年間,通過將行駛距離從 17.6 公里縮短至 7 公里(從卡莫雷到悉尼途經這座大橋),減排的二氧化碳總量估計在 1185 萬噸。

                鋼材還可進一步增加橋梁長度。全球超過 20 座橋梁的長度超過 25 公里。世界上最長的橋梁是中國的丹昆特大橋,長度達到 165 公里。

                日本的明石海峽大橋是世界上最長的懸索橋,橋長 3.9 公里。這座大橋可承受 286 公里/小時的狂風,以及 8.5 級強震。每天橋上行駛車輛將近 2.3 萬輛。

                澳大利亞悉尼大橋

                圖片來源:Adam.J.W.C.

                中國丹昆特大橋

                圖片來源:Lazer Horse

                鋼鐵帶動創新

                鋼鐵與您并肩前行,
                共同探討可持續發展的解決方案。

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                船舶和集裝箱

                鋼質船舶和集裝箱可一次運輸大量貨物,海運的能耗和溫室氣體排放低于其他運輸方式。

                Ships and Containers

                鋼質船舶和集裝箱體積龐大,可一次性運輸大量貨物,我們日常生活中有90%物品都通過海運輸送,在全球使用的1700萬只海運集裝箱中,大部分由鋼鐵制成,鋼鐵是制造巨型船舶的主要材料

                海運的能耗和溫室氣體排放低于其他運輸方式。

                以運輸 1 噸貨物行駛 1 公里為例,船舶的二氧化碳排放量為 3 克,而火車和重型卡車則分別為 45 克和 560 克。

                從中國到歐洲的整個集裝箱運輸路程的二氧化碳排放量,只相當于長途卡車在歐洲運輸 200 公里的二氧化碳排放量。

                通過海運將一瓶法國紅酒運到紐約的二氧化碳排放量,將低于通過卡車將一瓶加州紅酒運到紐約的二氧化碳排放量。

                此外,海運貨物通常比空運貨物的成本低 12-16 倍。

                艾瑪·馬士基號

                圖片來源:馬士基航運

                海運集裝箱

                圖片來源:www.GlynLowe.com

                鋼質包裝材料和循環利用

                全球每年循環利用的鋼質鋼質包裝材料約為 720 萬噸,可減排 1100 萬噸的二氧化碳,相當于減少大約 28 萬輛汽車行駛所降低的排放量。

                Recycling

                每年食品罐產量大約有2000 億只。與其他食品保存方法相比,鋼罐不需要冷藏和冷凍,因此能節約能源。鋼罐具有抗破壞性,還可防潮、防氧化、防光照。在不需要添加劑的情況下,保留罐裝食品的營養價值。

                在過去 20 年間,鋼罐重量平均減少 33%。三片罐的平均厚度從 1986 年的 0.2 毫米,降低到現在的 0.13 毫米。2000 年以來,鋼質食品罐的碳足跡下降了 33%。

                全球每年循環利用的鋼質包裝材料約為 720 萬噸,相當于減少了新鋼生產將會帶來的 1100 萬噸二氧化碳當量,還相當于減少大約28萬輛汽車行駛所降低的二氧化碳排放量。每只循環利用的鋼罐節省了的二氧化碳排放量相當于鋼罐自身重量 的1.5 倍。

                鋼鐵可以百分百循環利用,通過磁選工藝可以方便地回收。有些國家的鋼質包裝材料再循環率達到 90% 以上,鋼鐵是歐洲循環率最高的鋼質包裝材料。

                鋼罐

                圖片來源:Getty Images

                鋼鐵循環利用

                圖片來源:Blahedo

                可再生能源

                采用鋼鐵,可將建筑物改造成發電站。創新一體式鋼質建筑組件可用于生成、收集、存儲和釋放太陽能和地熱能。

                采用鋼鐵,可將建筑物改造成發電站。創新一體式鋼質建筑組件,如屋面、覆層及地板系統,可用于生成、收集、存儲和釋放太陽能和地熱能。

                在索爾舍之家(Solcer),通過屋頂安裝的建筑集成光伏電池(BIPV)以及安裝在墻面上的太陽能空氣收集器,收集太陽能產生電力,并將電能存儲到電池內。電能通過供暖、照明、電氣設備以及用水系統輸送到整棟建筑中。該房屋還是一處能源多產的綠色建筑,其自產能源高于自耗能源。

                在現有建筑的節能管理上,鋼鐵也發揮了關鍵作用。自上世紀 90 年代起,人們就開始使用鋼質太陽能空氣收集器以及太陽能存儲設備改造工業建筑,取代依賴天然氣,預計,節能量可達到 75%。

                另外,現在人們還將鋼質能量樁與熱力泵共用,在冬季可以從地面收集熱量,在夏季可以享受免費供冷。鋼質能量樁能夠利用苛刻的土壤條件,用以收集可再生能源。例如,能量樁能夠以免費供暖形式,滿足單層商業建筑 71% 的供暖需求,還可滿足 100% 的供冷需求。

                “索爾舍”之家

                圖片來源:SPECIFIC

                近零能耗大樓

                圖片來源:Ruukki

                水泥生產

                鋼鐵業副產品高爐爐渣可用于生產水泥,利用?;郀t礦渣粉替代水泥熟料生產水泥,可減少2億噸二氧化碳的排放。

                Ships and Containers

                鋼鐵行業不僅通過各種創新技術實現自身溫室氣體的減排,而且還幫助水泥行業利用煉鋼過程中產生的副產品高爐爐渣生產水泥,來降低溫室氣體的排放。熔融狀的爐渣從鐵水中分離后,通過噴水讓爐渣顆?;?,干燥后研磨成精細粉末,也稱之為爐渣水泥。根據使用方式、質量要求及環境條件,爐渣水泥可替換用于混凝土中的20% 至 80% 的波特蘭水泥。

                水泥由研磨后的石灰石和粘土制成。在水泥生產過程中,渣塊(在加熱窯內形成的 1 毫米至 25 毫米之間的圓形結塊)的生產過程耗能比例最多,是水泥行業二氧化碳排放量大的主要原因。

                根據國際能源署的統計,通過將水泥渣塊(水泥生產過程中形成的彈珠大小的球團)替換成爐渣水泥,可大幅降低每年的能源消耗和二氧化碳排放——最多可減少 5 億吉焦能源或 2 億噸二氧化碳。

                在過去 10 年間,美國消耗了超過 2900 萬噸爐渣水泥,相當于減少了 410 萬輛乘用車的二氧化碳排放量,并且這些能量足夠為 59.6 萬個家庭提供電力。

                水泥生產

                圖片來源:英國國際發展部(DFID)

                ?;郀t礦渣粉

                圖片來源:澳大拉西亞(鋼鐵)爐渣協會

                更堅固、更輕型的汽車

                越來越多的新型汽車采用先進高強度鋼材。這種鋼材強度大,可實現汽車減重35%,及減少汽車整個生命周期的溫室氣體排放。

                Vehicles

                2016 年,全球生產了大約 9500 萬輛汽車。平均每輛汽車用鋼900 千克,汽車行業用鋼總量約為 8000 萬噸?,F在幾乎每款新型汽車都采用先進高強度鋼材(AHSS)。在今天的汽車用材中,鋼材占 50% 以上,而先進高強度鋼材的使用可以實現汽車設計的減重和優化,同時提高安全性和燃油經濟性。

                與傳統鋼材相比,新牌號先進高強度鋼材使得車企能夠降低結構重量 25-39%,降低整車重量 10%。當這種鋼材應用到典型五座家用車時,汽車的整體質量大約降低 160 千克,在整個生命周期期間節省溫室氣體 3-3.5 噸。

                許多鋼企都開發了新牌號的創新型高強度鋼材,可在不犧牲安全性的前提下,讓汽車組件變得更薄、更輕。

                2013年,世界鋼鐵協會下屬的汽車用鋼項目——世界汽車用鋼聯盟,完成了一個為期三年的項目,提供了全面工程化的鋼質電動汽車設計。該項目被稱為“未來鋼質汽車項目”(FSV),突出先進高強度鋼材的車身結構設計,白車身質量減至 177 千克,再加上電池電力傳動系,這種設計使得(根據能源的不同)整個生命周期的溫室氣體排放量減少 70%。

                未來鋼質汽車項目

                圖片來源:世界汽車用鋼聯盟

                雪佛蘭Silverado車型突出高強度鋼質車身

                圖片來源:gm.com

                電動車輛

                鋼鐵是制造電動汽車的主要材料。電工鋼是搭載在電動汽車和混合動力汽車中的高速電動機的核心材料。

                ELECTRIC MOBILITY

                鋼鐵是制造電動汽車的主要材料。電工鋼是搭載在電動汽車和混合動力汽車中的高速電動機的核心材料。電動機驅動電池的電能轉換,從而驅動電動車行駛。

                為確保電動傳動系的效率,保證高磁通密度以及盡量減少磁芯損耗很重要。與當前標準牌號的電工鋼相比,新開發的電工鋼磁芯損耗降低 30%,可幫助電動汽車進一步減少碳足跡。

                另外,目前正在面向未來汽車,開發可用于下一代電動機的新牌號電工鋼。

                科研人員正在開發的電工鋼含硅量是目前電動機使用的電工鋼的兩倍。這種鋼材能夠實現更高頻率,從目前的60赫茲一躍升至 400 赫茲。這將大大提高電動機的功率密度,也意味著電動機可以做到更小、更輕、更強大、更加符合成本效益。

                全世界電動汽車市場急速升溫。根據國際能源署的統計,2016 年是電動汽車銷量的創記錄年份。2016 年全球售出超過 75 萬輛電動汽車,其中超過 40% 是在中國售出。目前,全球公路上行使的電動汽車超過 200 萬輛。

                電工鋼

                圖片來源:蒂森克虜伯鋼鐵公司

                電動汽車

                圖片來源:Plug'n Drive

                人工礁石

                從地鐵車廂和船舶,到退役的武裝運兵車,全球使用報廢鋼鐵建造人工礁石超過 400 座。

                Reefs

                在加勒比、佛羅里達、阿拉巴馬以及東南亞周邊海域,報廢的鋼鐵用于建造人工礁石超過 400 座,為數以百萬計的魚類和海洋生命提供了棲息場所。

                在美國的內華達州海岸附近,超過 2,500 個紐約地鐵車廂經過改造后,被做成水下礁石,此舉帶來海洋生命激增——每平方米食物量是沙質海底的 400 倍。

                報廢的海上油氣鉆井平臺為魚類提供了摩天樓式生活,每平方米鉆井平臺可以維持的魚類數量是天然礁石海底的 27 倍。

                人工礁石

                圖片來源:Wolf Hilbertz

                將改造后的地鐵車廂做成礁石

                圖片來源:南卡羅萊納州自然資源部

                海底造林

                鋼渣含海洋生態系統所需的鈣、鐵等礦物質,可用于建造海洋森林,以提高了生物量,每年可捕獲0.5 噸二氧化碳。

                SEA FORESTATION

                鋼渣是鋼鐵冶煉過程中產生的一種有用的副產品,在全球海底造林項目中得到成功應用,解決全球海岸線周圍礁石的退化問題。

                特里同(Triton)是韓國用鋼渣制成的魚礁產品,用于海底造林。在東部和南部海域,已有十余個海岸地區建成了由鋼渣制成的海底森林,這些海底森林在改善海洋環境、增加生物多樣性方面發揮了積極作用。這種構造物提供了海洋系統所需的鐵和鈣等礦物質,為海草和其他海洋生物的生長創造了理想條件。

                例如,在Pyeongsan的海岸地區,魚捕獲數量在 18 個月內急劇提高,生物質量比周邊海域高 10 倍。腔昆布海藻種類增加 2.5 倍。

                另外,通過鋼渣的碳化作用和海藻的光合作用,由特里同構造物組成的海洋森林還可捕獲二氧化碳,每年每噸特里同可捕獲 0.1-0.5 噸二氧化碳。海洋生態系統的恢復還有助于增加漁業產量,助推本地經濟發展。

                特里同(Triton)——鋼渣制成的魚礁

                圖片來源:浦項制鐵

                鋼鐵礁石建成的海底森林

                圖片來源:浦項制鐵

                退役的海上石油鉆井平臺

                鋼材是鉆井平臺的主要構件。退役后的鉆井平臺可改造成近海風力發電場、潛水勝地、人工礁石以及游輪的??扛?。

                Oil Rigs

                鉆井平臺需要抵御惡劣的海洋氣候和驚濤駭浪,因此主要采用鋼材建造。在全球范圍內,目前共有 470 座油氣鉆井平臺以及 3000 條管線即將退役。

                處理這些設施的退役是一個復雜的問題。例如,挪威艾科菲斯克(Ekofisk)油田九座鉆井平臺的拆除,將涉及 113500 噸鋼材——“相當于 54 座倫敦眼的重量”。

                與循環利用相比,鋼材的重新利用所需的資源量更低。為了不拆除鉆井平臺,人們提出并實施了鉆井平臺的創新利用方法。

                由于鋼材的壽命較長,因此退役的鉆井平臺可用于其他地方,包括建造人工礁石、近海風力發電場、潛水勝地以及游輪的??扛?。

                作為退役結構物重新利用的成功案例,在馬來西亞沙巴州東部沿海地區,一處鉆井平臺經過翻新,現在成為一家服務浮潛和深潛者的酒店。

                鉆井平臺改造成潛水勝地

                圖片來源:weburbanist.com

                諾亞綠洲:垂直生物棲息地

                圖片來源:weburbanist.com

                肥料和石灰質物質

                鋼渣是寶貴的農業資源。鋼渣可用作肥料和石灰質物質,提高植物養分,改善土壤質量

                FERTILISERS & LIMING MATERIALS

                在聯合煉鋼廠,每生產一噸鋼材,將會產生 400-500 千克副產品。主要的副產品是鋼渣。鋼渣并不是垃圾,而是一種寶貴的資源。

                在現代社會,使用鋼鐵冶煉過程中產生的鋼渣作為肥料和石灰質物質已有較長歷史。在德國,高爐和轉爐爐渣被批準作為肥料使用已經分別有 60 年和 30 年的歷史。在美國,從上世紀 20 年代起,爐渣就被用于各種糧食生產和環境美化。在日本,爐渣制成的硅酸鹽肥料已在稻米種植中使用多年。

                爐渣中含有鈣、鎂、鋁、硅、鐵、硫、錳等肥料中需要的有用元素。

                這些元素是保證植物養分和土壤質量的有用屬性。另外,這些元素的堿性還可中和土壤的酸性。

                農民充分利用爐渣肥料增加耕作物和牧草地的產量。這些營養物質不僅可用于提高家庭菜園的土壤結構和質量,還可制成供溫室大棚使用的肥沃的植床土和盆土。這些物質不僅可用于公園和高爾夫球場,還可用于土地開墾項目,中和土壤的酸性。

                另外,與天然石灰石和白云石中存在的碳酸鎂相比,爐渣中的鈣和鎂具有更好的水溶性。爐渣的使用可幫助減少自然資源的開發和廢物填埋。

                鋼渣可用作硅酸鈣肥料。

                圖片來源:日本鋼鐵渣協會

                鋼渣是寶貴的農業資源

                圖片來源:安賽樂米塔爾公司

                飛機引擎和起落架

                高價值的鋼質部件(例如,引擎和起落架)從退役飛機上拆解下來后,經過二次制造,可再次用作現役飛機的零部件。

                AIRCRAFT ENGINES & LANDING GEAR

                鋼材是飛機發動機和起落架使用的一種關鍵材料。這些高價值的鋼質部件從退役飛機上拆解下來后,經過二次制造,可再次用作現役飛機的零部件。

                通常飛機服役 20-25 年后退役。目前,每年退役的飛機約為 800 架。許多退役飛機都被一直封存,直到轉手他人或有再次利用的機會。德國國家航空公司漢莎航空開發了一種新的回收辦法,該公司的飛機經過再循環和再利用,可用于維護現有飛機編隊。在飛機退役后,許多高價值的部件被馬上拆解出來。其中包括含有大量高價值鋼材的零部件,比如,起落架和飛機引擎。

                例如,波音 747-400 型飛機的四個引擎含有的元件價值 700 萬歐元,占該飛機可重復利用部件價值的 80%。

                漢莎公司將所有可重復使用的部件從飛機上拆解后,對這些部件進行大修和測試。這些部件經過再制造后,可重新用作該公司現役飛機的零部件。這些再制造零部件的品質如初:不僅要達到相同的認證要求,還要通過相同的功能測試,因此與新部件無異。

                飛機引擎含有大量高價值的鋼材。

                圖片來源:Richard Gray and bbc.com

                鋼材是起落架使用的一種關鍵材料

                圖片來源:Howard Timberlake and bbc.com

                改造的建筑物

                鋼材具有較長的使用壽命和較好的適應性,能夠讓舊的建筑物和橋梁重新投入使用或改造成其他用途。通過建筑物的重新利用,減排的二氧化碳估計在 1-1.5 千克二氧化碳/千克鋼材。

                REPURPOSED BUILDINGS

                鋼鐵擁有較長壽命和改裝能力,能夠使老舊建筑和橋梁得到翻新利用,或改造成其他用途,從而節省資源和成本。鋼材可用于廢棄建筑物的改造,廢舊倉庫或火車站等可改造成現代生活空間或工作空間,延長了建筑物的使用壽命,節省了資源,降低了成本。通過建筑物的重新利用,每噸鋼可以減排1-1.5千克二氧化碳。

                史基浦機場新近投入運營的巴士車站,是 1942 年英國皇家空軍的倫敦機庫。鹿特丹機場也在1958 年重新利用過這一機庫。2015 年,這處機庫被改造成為荷蘭史基浦機場的現代化巴士車站。

                在美國,越來越多的橋梁在置換時,使用的是回收鋼梁,而不是新造鋼梁。俄亥俄州的綠谷公路橋是第五座使用回收鋼梁置換的橋梁,節省了 51,000 美元的橋跨結構費用。

                2003 年,明尼蘇達州圣路易斯縣橋也采用 30 年的舊鋼梁置換,這些舊鋼梁取自另一座已退役的橋梁。

                越來越多的建筑物設計都通過使用鋼質組件,提高可拆卸性和可重復利用性。這些建筑物在使用壽命結束時,可以方便地、符合成本效益地改造成其他用途。阿姆斯特丹位于史基浦機場的法院和配送中心都是這樣的案例。這些建筑物可以百分百拆卸和重復利用。

                通過重復利用,不僅延長了產品的生命周期和使用壽命,而且避免了廢鋼的運輸和再次熔煉。這極大提高了環保優勢,保證了資源的充分利用。

                1942 年英國皇家空軍的倫敦機庫

                圖片來源:392 轟炸機組紀念協會

                2015 年史基浦機場巴士站

                圖片來源:克萊森斯厄德曼建筑設計師事務所

                更長、更堅固的橋梁

                高性能鋼材可增加橋梁的長度和強度,在縮短行使距離的同時,還可承載更多車輛。在過去 80 年間,悉尼港灣大橋通過縮短行駛距離,相當于減排約 1200 萬噸二氧化碳當量。

                LONGER & STRONGER BRIDGES

                高性能鋼材可提高橋梁的長度和強度,在縮短行使距離的同時,還提高了承重能力。行使時間和距離的減少意味著燃料消耗的減少,以及二氧化碳排放量的減少。

                美國的庫珀河大橋將芒特普林森與查爾斯頓之間的行程從 39 公里縮短至 11.6 公里,每年汽車尾氣減排約16.7 萬噸二氧化碳當量。這也意味著在使用壽命期間,根據平均汽油消耗和當前的汽車設計,相當于減排了 1670 萬噸二氧化碳當量。

                澳大利亞悉尼大橋已經矗立了 80 多年。在這些年間,通過將行駛距離從 17.6 公里縮短至 7 公里(從卡莫雷到悉尼途經這座大橋),減排的二氧化碳總量估計在 1185 萬噸。

                鋼材還可進一步增加橋梁長度。全球超過 20 座橋梁的長度超過 25 公里。世界上最長的橋梁是中國的丹昆特大橋,長度達到 165 公里。

                日本的明石海峽大橋是世界上最長的懸索橋,橋長 3.9 公里。這座大橋可承受 286 公里/小時的狂風,以及 8.5 級強震。每天橋上行駛車輛將近 2.3 萬輛。

                澳大利亞悉尼大橋

                圖片來源:Adam.J.W.C.

                中國丹昆特大橋

                圖片來源:Lazer Horse