安知◎参会文章 | 非二氧化碳温室气体与我国铸造行业

类别: 行业资讯

1.温室气体

温室气体(Greenhouse Gas,GHG)指能造成温室效应增强并导致全球气候变暖的气体,一般定义为大气中吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分。具有该特性的气态化学物质较多,目前全球范围重点管控的主要是《京都议定书》及其后续文件要求的七大类气体:二氧化碳(CO2)、甲烷 (CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)。

非二氧化碳温室气体在大气中的浓度低,但造成温室效应的能力极强,参数GWP(Global Warming Potential,全球变暖潜势)即表示量该种气体造成温室效应的能力与二氧化碳相比的倍数。可见极少量的人为排放就能造成严重后果。

2.非CO2-GHG在铸造行业

铸造企业产生非二氧化碳温室气体排放有两种可能,其一是工艺过程需要使用这些气体,或生产工艺过程以外的公用设备或辅助设施使用这些气体;其二是在工艺过程中原辅材料发生反应生成类这些气体,作为副产物或污染物排放。
2.1六氟化硫(SF6)
SF6是GWP最高的温室气体,因其具有优异的绝缘性而用作电气设备绝缘和工业过程的保护气。国际镁行业自2010年开始已逐步淘汰SF6并研发新的保护气体,但尚无成熟的替代技术。熔炼1t镁锭需要的SF6将使压铸企业的温室气体排放总量核算结果升高为原有数值的约12倍,这对镁合金压铸企业将是极大的压力。

2.2氢氟碳化物(HFCs)&全氟化碳(PFCs)
HFCs是多种氟代烃类的总称,主要在淘汰氟利昂等含氯制冷剂时被推广使用,包括各类空调、制冷、工业冷却器或加热泵等。PFCs类是仅有碳和氟两种元素的化合物,近年来也用作SF6的替代气体,在镁合金保护和电气设备绝缘领域都有应用。

当铸造企业使用含HFCs制冷剂的空调、冷却设备、厂房恒温系统或工业冷冻设备时,同样可能产生微量排放。企业的各类热泵和余热利用系统(如有机朗肯循环等)也可能涉及HFCs类工质。

2.3氧化亚氮(N2O)&甲烷(CH4)
铸造企业大多使用天然气,如有不完全燃烧或泄漏则造成甲烷排放。铸造生产使用的冲天炉工艺是以焦炭为燃料的复杂燃烧过程,可能生成N2O;此外用于铝合金熔炼、铸件热处理和砂再生的燃气炉也存在氮氧化物排放,对其中是否有N2O尚缺乏相关检测研究。
2.4三氟化氮(NF3)
NF3是大气浓度最低、最后被加入《京都议定书》的温室气体,这是一种特殊行业使用的特种气体,主要在半导体、液晶和光伏等电子工业中用于清洗或蚀刻。目前铸造行业暂未发现NF3存在的可能。

3.铸造企业非CO2-GHG核算

非二氧化碳温室气体的多个种类都存在于铸造行业。这些排放一般应作为范围一或范围三进行核算,可能有不同要求。例如若设备产权不属于企业所有或设备不在企业土地范围内时则可能不必要计入企业温室气体排放总量,但至少应在核算范围三时予以考虑。对参与国际供应链的铸造企业尤其需要注意。

一般认为铸造生产的温室气体排放主要来自于能源消耗带来的二氧化碳排放,假设低于1%的排放源可以不予考虑,折算后发现含氟气体需要控制在吨铸件排放量0.73 g(平均)。可见,微小泄漏都可能达到这一数值。尤其对现场管理较为粗放的我国铸造企业,完全不考虑非二氧化碳温室气体是很难实现的。

4.总结与展望

在我国铸造行业中,各类GHG中除NF3外的种类都有可能存在。尤其镁合金压铸企业涉及SF6排放的可能性很大且排放量极高。企业及行业应引起重视。铸造行业工艺多样,近年来成分复杂的新型辅料层出不穷,可能存在更多的非二氧化碳温室气体使用或生成途径,希望铸造行业给予非二氧化碳温室气体更多关注!

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