基本概况
不锈钢具有耐腐蚀等优异性能，使用过程中维护成本低，可以100%回收，因此近年来不锈钢产量快速增长。在过去的20年中，全球共生产了约8亿吨不锈钢，年产量从2500万吨增至5800多万吨。不锈钢行业也一直致力于减少二氧化碳排放量。
不锈钢生产主要包括两种方式，一是基于废钢的生产方式。不锈钢生产使用的原料大部分是报废的不锈钢和/或类似的合金材料，回收后用于生产新的不锈钢。这种生产方式主要位于废钢供应量大的地区；二是基于镍生铁（NPI）的生产方式。不锈钢生产所需的镍大部分来自镍矿石冶炼生产的镍生铁。这种生产方式主要位于废钢供应较少的地区。
目前，世界上所有地区都没有足够的可利用的不锈钢废钢，因此，只能以现有的废钢资源进行生产。在可预见的未来，这种情况可能也不会改变。
对于不锈钢的二氧化碳排放情况，根据范围1、2、3来进行量化。范围1包括企业所有或企业控制的排放源的直接排放；范围2包括企业生产过程所消耗的外购电力、蒸汽、供热和制冷产生的直接排放；范围3排放涉及与矿石开采、制备和运输以及铁合金生产和运输相关的排放。需要指出的是，截至目前，不锈钢生产商尚未提供与镍矿石开采及镍生铁生产相关的排放数据，评价中采用的一些数据为行业研究数据。
二氧化碳排放情况
世界不锈钢协会进行的可持续发展研究（2007-2024年）显示，不锈钢生产和使用过程中的二氧化碳排放量为5000万吨/年。
不锈钢生产和使用过程中的排放量普遍较低。不过，为了明确量化不锈钢生产过程中的二氧化碳排放量，分别对范围1、范围2和范围3的二氧化碳排放量进行分析。
需要指出是，所提供的排放数据主要代表以废钢为原料的生产过程，而以镍生铁为原料的排放数据仅供参考。
范围1排放：目前，以废钢为原料生产的不锈钢吨钢二氧化碳排放量平均为0.41吨，研究的85%的生产商其排放量在0.20-0.50吨。
范围2排放：目前，以废钢为原料生产的不锈钢每吨二氧化碳排放量平均为0.39吨，与2023年报告的0.45吨相比有所下降。分析认为，区域能源结构的变化是主要原因。
范围3排放：范围3排放无法以相同的方式定义。因为不锈废钢和低合金废钢的利用量与排放量之间存在线性关系，回收利用量越高，范围3的排放量越低。此外，现有数据仅涵盖废钢比在40%-97%这一范围。
废钢比为50%时，生产每吨不锈钢的二氧化碳排放量为2.90吨；采用75%废钢比时，排放量为1.65吨；采用85%废钢比时，排放量为1.15吨。
废钢比为75%时，范围3的排放量占不锈钢从摇篮到大门生产排放总量的67%。按照50%废钢比计算，范围3排放量占生产总排放量的78%。如果采用30%的废钢比，那么范围3排放量占生产总排放量的88%。
由此可以看出，范围3排放对二氧化碳排放总量的影响最大。
目前，每生产1吨镍生铁产生的二氧化碳排放量平均为60-85吨。这意味着，与采用40%废钢比生产相比，使用镍生铁生产镍含量为8%的不锈钢，每吨不锈钢范围3的排放量增加4.0-6.0吨。
分析认为，随着技术、电力结构和原材料发展，不锈钢的排放量有望逐步减少。
表1所示为在不同废钢比情景下的二氧化碳排放强度。
与其他材料的比较
图1显示了不锈钢、碳钢和铝的生产和维护过程的二氧化碳排放量。其中包括两种不同类型的不锈钢，即采用废钢比分别为60%和80%生产的不锈钢。相关数据是根据世界不锈钢协会、世界钢铁协会和经济合作与发展组织（OECD）提供的材料和加工排放数据计算得出的。
图1中数据包括每生产1吨材料的二氧化碳排放量（范围1 范围2 范围3），以及与定期维护相关的二氧化碳排放量。由于需要定期维护以防止腐蚀，碳钢的排放量每10年增加一次。不锈钢和铝材由于具有耐腐蚀性可避免定期维护，所以排放量不会增加。
生命周期排放情况
虽然钢铁产品（包括不锈钢）是二氧化碳排放量较高的材料，但是因其是一种可重复使用、经久耐用且耐腐蚀的材料，维护需求低，使用寿命长，需要从生命周期角度来看待二氧化碳排放的问题。
生命周期排放考虑了产品生命周期不同阶段的所有碳排放。还需要确定生命周期中每个阶段的更换频率。生命周期包括材料生产、材料运输、制造、产品运输、安装、维护、更换和回收等不同阶段。
以不同材质的水瓶为例，图2显示了使用超过20年的水瓶的生命周期排放量。即304不锈钢和聚对苯二甲酸乙二酯（PET，平均使用寿命为1年或2年）。
虽然304不锈钢水瓶在材料生产过程中的二氧化碳排放量较高，但在后续制作加工过程中的排放量相对较低，因此其生命周期总排放量最低。PET水瓶在材料生产过程中的二氧化碳排放量很低，但在更换、材料处理和目前有限的回收利用过程中的二氧化碳排放量要高得多，这是由于其使用寿命短，导致更换频率高。
对于主要产品和设备而言，约70%的生命周期排放发生在使用或运行阶段。从水瓶的例子可以看出，选择性地使用材料非常重要。
根据比较材料的不同，不锈钢在生产过程中确实会产生较高的排放。
不过，从整体上看，不锈钢确实是一种在生命周期排放方面非常出色的材料。此外，随着废钢的使用或可再生能源利用率的提高，预计未来不锈钢在生产过程中的排放量会进一步减少。
