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鋼鐵行業是能源消耗大戶,也是落實碳減排的重點領域。2021年以來,國家部委相繼發布多份能效約束相關文件,對鋼鐵行業節能降碳及綠色低碳轉型提出明確目標任務。2022年12月9日,鋼鐵行業能效標杆三年行動方案現場啟動會在廣東省湛江市召開,標誌著鋼鐵行業“能效標杆三年行動方案”正式拉開帷幕,一項名為“極致能效”工程也進入了實質性實施階段。
那麼,目前,鋼鐵行業能耗水平如何?現階段提出““極致能效”是基於怎樣的考慮?“極致能效”又具體如何實施?

冶金工業規劃研究院院長 範鐵軍 徐衛星攝
記者:當前,鋼鐵行業能耗處於什麼水平?能源利用現狀如何?
範鐵軍:依據中國鋼鐵工業協會公布的重點大中型鋼鐵企業統計數據,2022年,由於鋼鐵需求下降、整體產能利用率有所降低,噸鋼綜合能耗同比略有增長。重點統計會員鋼鐵企業噸鋼綜合能耗為551.36千克標煤,同比增長0.39%(國家統計局數據,全行業噸鋼綜合能耗上升1.7%)。
近三年,高爐工序達到能效基準水平產量占比均在99%以上,2022年為99.41%;轉爐工序達到能效基準水平產量占比逐年上升,2022年為84.92%。2022年高爐工序達到標杆水平的產量占比為3.35%,較前兩年有所下降;轉爐工序能效水平逐年提高,2022年達到標杆水平的產量占比為12.93%,但距離國家要求的2025年鋼鐵行業能效達到標杆水平的產能比例超過30%,均有較大差距,行業能效提升工作任重而道遠。
但近年來,鋼鐵行業節能提效工作也取得了一些成效,我國鋼鐵行業積極推進供給側結構性改革,推動結構優化、轉型升級、提質增效、綠色發展,迎來了從“鋼鐵大國”到“鋼鐵強國”的曆史性跨越。鋼鐵行業產業結構持續優化,工藝技術不斷創新,能源利用和數字化水平持續提高。
一是產業結構調整取得紮實成效。十年來,鋼鐵行業淘汰落後和化解過剩產能成效顯著,提前兩年完成“十三五”去產能1.5億噸目標,1.4億噸“地條鋼”全(quan)麵(mian)出(chu)清(qing),大(da)量(liang)長(chang)期(qi)存(cun)在(zai)的(de)低(di)端(duan)落(luo)後(hou)產(chan)能(neng)得(de)到(dao)出(chu)清(qing),行(xing)業(ye)產(chan)能(neng)嚴(yan)重(zhong)過(guo)剩(sheng)矛(mao)盾(dun)得(de)到(dao)有(you)效(xiao)化(hua)解(jie),市(shi)場(chang)供(gong)需(xu)基(ji)本(ben)平(ping)衡(heng)。產(chan)能(neng)布(bu)局(ju)持(chi)續(xu)優(you)化(hua),鋼(gang)鐵(tie)產(chan)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)向(xiang)沿(yan)海(hai)集(ji)聚(ju),建(jian)設(she)了(le)寶(bao)鋼(gang)湛(zhan)江(jiang)、首鋼曹妃甸等一批沿海鋼鐵基地,降低了能源資源獲取成本。兼並重組穩步推進,龍頭企業示範引領、民營企業做大做強,國內前10家鋼鐵企業粗鋼產量占全國比重已由2016年的35.9%提升到2022年的42.8%,鋼鐵產業集中度顯著提升。
二是重點工藝技術裝備水平明顯提升。鋼鐵行業高效噴煤、高輻射覆層、加熱爐蓄熱式燃燒、鋼坯熱裝熱送等節能技術加快推廣應用,“一鍵煉鋼+全自動出鋼”智慧煉鋼、綠色潔淨電爐煉鋼、無頭軋製等先進工藝能耗水平達到世界先進水平。中國寶武、河鋼集團、建龍集團等鋼鐵企業在富氫碳循環高爐、氫基豎爐、氫(qing)基(ji)熔(rong)融(rong)還(hai)原(yuan)煉(lian)鐵(tie)等(deng)革(ge)新(xin)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)取(qu)得(de)突(tu)破(po)性(xing)進(jin)展(zhan),為(wei)綠(lv)色(se)低(di)碳(tan)發(fa)展(zhan)儲(chu)備(bei)動(dong)能(neng)。有(you)序(xu)發(fa)展(zhan)短(duan)流(liu)程(cheng)電(dian)爐(lu)煉(lian)鋼(gang),全(quan)國(guo)首(shou)家(jia)千(qian)萬(wan)噸(dun)規(gui)模(mo)短(duan)流(liu)程(cheng)鋼(gang)鐵(tie)集(ji)團(tuan)在(zai)四(si)川(chuan)成(cheng)立(li)。根(gen)據(ju)世(shi)界(jie)鋼(gang)鐵(tie)協(xie)會(hui)數(shu)據(ju),2021年我國電爐鋼產量占比約10.6%,較2015年的6.1%提高了4.5個百分點。
三是能源資源回收利用水平持續提高。鋼鐵行業廣泛應用副產煤氣發電,噸鋼轉爐煤氣回收量達到124.7m3(噸鋼節能量約30 kg標準煤),煤氣放散率接近於零。先進餘熱餘能回收利用技術裝備普及率大幅提高,高爐煤氣幹式餘壓發電TRT(或BPRT)配備率達99%以上,幹熄焦發電配備率達93%以上。超臨界煤氣發電、燒結餘熱回收利用、飽和蒸汽發電等技術已經處於世界領先水平,高參數煤氣發電機組的效率超過43%。2022年我國鋼鐵行業餘熱餘能自發電率約56%,較2012年提高20個百分點。同時,廢鋼回收利用水平持續提高,2021年廢鋼比為21.9%,較2012年提高10.4個百分點,據測算,每用1噸廢鋼可相應少消耗約1.6噸鐵精礦粉、0.4噸焦炭或1噸原煤。
四是數字化助推企業能源管理升級。促進數字化綠色化融合發展,中國寶武寶山基地、沙鋼、南鋼、首鋼等企業建設的“黑燈工廠”和智能車間已實現穩定運行,其中寶山基地入選全球“燈塔工廠”名單。按主業在崗職工總數計算,行業勞動生產率從2012年的454噸/(人・年)提升到2021年的850噸/(人・年)。加快能源管控中心的建設,鋼鐵企業能源管控中心配備率提高到80%左右,利用數字化技術對生產過程的能源及相關數據進行采集、分析、調度、預測和管理,實現了多工序、多介質等不同維度之間的能源協同平衡與優化利用,提升了能源精細化管理水平。
記者:鋼鐵行業能源利用的主要問題有哪些?
範鐵軍:鋼鐵行業能源利用目前存在的問題主要有如下幾點:
一是能源消費和環境排放總量壓力依然巨大。2022年的噸鋼綜合能耗為551.36kgce/t,雖然較2015年下降了4%,但以2022年粗鋼產量10.18億噸計算,鋼鐵行業能源消費總量5.61億噸標準煤,約占全國11%。碳排放量貢獻全球鋼鐵碳排總量的60%以上,是我國碳排放量最高的製造業行業。能源消耗中煤炭和焦炭占比高達90%以上。“十四五”期間,我國粗鋼產量總體仍將處於高位,麵臨的總量壓力依然巨大。
二是工藝流程結構不合理。目前我國電弧爐短流程煉鋼工藝生產的粗鋼產量僅占總產量10%左右,遠低於美國68%、歐盟40%、日本24%的發展水平;廢鋼比僅為18.7%仍有較大提升空間。以廢鋼為原料的電弧爐短流程,能耗僅為長流程的 1/3,廢氣、廢水、廢渣產生量僅為長流程的86%、76%和97%。
三是綠色發展水平不平衡。既存在寶鋼股份等能源管理水平優秀的企業,也存在能耗高、能源管理粗放的企業,綠色發展水平不平衡。
四si是shi節jie能neng技ji術shu創chuang新xin難nan度du大da,自zi主zhu創chuang新xin能neng力li不bu強qiang。節jie能neng降jiang碳tan工gong作zuo需xu要yao技ji術shu支zhi撐cheng落luo實shi,全quan麵mian推tui動dong鋼gang鐵tie工gong業ye高gao質zhi量liang發fa展zhan要yao依yi靠kao創chuang新xin驅qu動dong。目mu前qian行xing業ye內nei常chang規gui節jie能neng措cuo施shi如ru幹gan熄xi焦jiao、高爐爐頂壓差發電、燒結餘熱發電、餘熱餘能發電等技術逐漸普及,但節能新技術的自主研發和創新難度大、進度慢,焦爐煤調濕、上升管餘熱回收、鋼鐵渣餘熱利用、低di碳tan冶ye金jin等deng節jie能neng技ji術shu與yu國guo外wai先xian進jin國guo家jia相xiang比bi,還hai存cun在zai較jiao大da差cha距ju,新xin技ji術shu的de研yan發fa與yu應ying用yong難nan度du大da,技ji術shu節jie能neng將jiang遇yu到dao瓶ping頸jing期qi。同tong時shi行xing業ye長chang期qi以yi來lai創chuang新xin投tou入ru不bu足zu,總zong體ti水shui平ping仍reng然ran不bu高gao。
五是精細化係統節能意識有待加強。盡管《能源管理體係要求》(GB/T 23331-2009)促進了能源管理製度的係統性、邏(luo)輯(ji)性(xing)得(de)到(dao)較(jiao)好(hao)的(de)梳(shu)理(li)和(he)優(you)化(hua),但(dan)是(shi)目(mu)前(qian)多(duo)數(shu)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)實(shi)施(shi)的(de)節(jie)能(neng)項(xiang)目(mu)仍(reng)存(cun)在(zai)相(xiang)對(dui)獨(du)立(li),協(xie)同(tong)性(xing)較(jiao)差(cha)的(de)情(qing)況(kuang),冶(ye)金(jin)行(xing)業(ye)兩(liang)化(hua)融(rong)合(he)水(shui)平(ping)仍(reng)低(di)於(yu)製(zhi)造(zao)業(ye)平(ping)均(jun)水(shui)平(ping)。強(qiang)化(hua)精(jing)細(xi)化(hua)係(xi)統(tong)節(jie)能(neng)意(yi)識(shi),從(cong)資(zi)源(yuan)能(neng)源(yuan)使(shi)用(yong)的(de)合(he)理(li)性(xing)、平衡性著手,優化企業各工序間的對接和管理水平的提升,推進企業流程協同(集成)運行、資源能源的高效利用和循環利用,實現企業整體節能減排效率最高,經濟效益最好,是鋼鐵行業降本增效的重要途徑。
記者:就上述情況來看,開展極致能效工作對鋼鐵企業來說有哪些必要性?
範鐵軍:一方麵是滿足國家有關政策要求的需要。從2021年9月開始,國家發改委產業司牽頭等聯合多部門發布《關於嚴格能效約束推動重點領域節能降碳的若幹意見》綱領性文件以來,連續又發布《關於發布〈高耗能行業重點領域能效標杆水平和基準水平(2021年版)〉的通知》 、《高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南(2022年版)》 等實施文件,要求到2025年,鋼鐵等重點行業達到標杆水平的產能比例超過30%。國家產業主管部門正式啟動對能效水平管控升級工作,並且是延續“十四五”期間的重點工作。
各省、shifagaibumenliandong,quanbuzaibushuxiangguangongzuo,zhengcelidufeichangda。houxuzhengcerengranjiangyouhenduo,duiyudadaobiaoganzhideqiyeyougengduojiangliheyouhuizhengce,rubuxianchandeng。duiweidadaojizhunzhideqiyejiangyougengduochengfaxingzhengce,ruchabiedianjia、產能退出、關停等政策。
其(qi)次(ci),是(shi)符(fu)合(he)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)的(de)需(xu)要(yao)。從(cong)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)周(zhou)期(qi)維(wei)度(du)來(lai)看(kan),中(zhong)國(guo)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)數(shu)量(liang)和(he)高(gao)質(zhi)量(liang)兩(liang)個(ge)時(shi)期(qi),當(dang)前(qian)已(yi)處(chu)在(zai)數(shu)量(liang)時(shi)期(qi)的(de)減(jian)量(liang)階(jie)段(duan)、高質量時期的重組階段和中間過渡的強化環保階段三期疊加階段,正在向高質量時期低碳階段演進。
當dang前qian,鋼gang鐵tie行xing業ye下xia遊you市shi場chang低di迷mi,企qi業ye麵mian臨lin的de競jing爭zheng形xing勢shi進jin一yi步bu加jia大da,降jiang本ben增zeng效xiao又you成cheng為wei企qi業ye提ti升sheng競jing爭zheng力li最zui重zhong要yao的de手shou段duan之zhi一yi。鋼gang鐵tie行xing業ye全quan麵mian啟qi動dong覆fu蓋gai全quan行xing業ye和he全quan產chan能neng的de第di三san大da鋼gang鐵tie改gai造zao工gong程cheng“極致能效”工程。鋼鐵行業能耗強度尚有15%―20%的下降潛力。能效提升是實現碳減排最重要、最經濟、最(zui)直(zhi)接(jie)的(de)路(lu)徑(jing),提(ti)升(sheng)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)用(yong)能(neng)效(xiao)率(lv),有(you)助(zhu)於(yu)減(jian)少(shao)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)使(shi)用(yong),從(cong)源(yuan)頭(tou)減(jian)少(shao)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)排(pai)放(fang)。同(tong)時(shi),能(neng)效(xiao)提(ti)升(sheng)也(ye)是(shi)達(da)到(dao)能(neng)效(xiao)標(biao)杆(gan)值(zhi)的(de)最(zui)重(zhong)要(yao)途(tu)徑(jing)。
三是企業自身降本增效的需要。當前在下遊需求低迷、鋼(gang)材(cai)價(jia)格(ge)下(xia)滑(hua)明(ming)顯(xian)的(de)同(tong)時(shi),鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)承(cheng)受(shou)著(zhe)大(da)宗(zong)原(yuan)燃(ran)料(liao)價(jia)格(ge)寬(kuan)幅(fu)波(bo)動(dong)以(yi)及(ji)電(dian)價(jia)上(shang)浮(fu)帶(dai)來(lai)的(de)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)高(gao)企(qi)的(de)壓(ya)力(li),行(xing)業(ye)利(li)潤(run)空(kong)間(jian)不(bu)斷(duan)壓(ya)縮(suo),企(qi)業(ye)間(jian)的(de)競(jing)爭(zheng)形(xing)勢(shi)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)大(da),企(qi)業(ye)生(sheng)產(chan)經(jing)營(ying)麵(mian)臨(lin)巨(ju)大(da)挑(tiao)戰(zhan)。2022年全年粗鋼產量為10.18億噸,同比下降1.7%,完成去年粗鋼產量壓減工作,這是自2021年來中國粗鋼產量連續第二年下降。但2022年,鋼鐵幾乎全行業遇冷。據中國鋼鐵工業協會統計,2022年,重點鋼鐵企業實現營業收入65875億元,同比下降6.35%;實現利潤總額982億元,同比下降72.27%。
一般而言,鋼鐵企業能源生產成本約占總生產成本的25%―40%,優秀節能企業和落後節能企業能源利用成本能夠相差300元左右。麵對利潤空間壓縮困難局麵,企業應省(節省開支)、簡(簡化流程),然後就是開展更全麵、更(geng)深(shen)層(ceng)次(ci)的(de)降(jiang)本(ben)增(zeng)效(xiao)行(xing)動(dong)。能(neng)效(xiao)提(ti)升(sheng)和(he)節(jie)能(neng)診(zhen)斷(duan)已(yi)經(jing)作(zuo)為(wei)行(xing)業(ye)內(nei)通(tong)用(yong)的(de)降(jiang)低(di)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)最(zui)重(zhong)要(yao)最(zui)有(you)效(xiao)的(de)手(shou)段(duan)之(zhi)一(yi),行(xing)業(ye)內(nei)很(hen)多(duo)優(you)秀(xiu)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)已(yi)經(jing)開(kai)展(zhan)了(le)節(jie)能(neng)診(zhen)斷(duan)和(he)能(neng)效(xiao)提(ti)升(sheng)工(gong)作(zuo)。因(yin)此(ci),鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)開(kai)展(zhan)係(xi)統(tong)能(neng)效(xiao)提(ti)升(sheng)工(gong)作(zuo)是(shi)企(qi)業(ye)自(zi)身(shen)降(jiang)本(ben)增(zeng)效(xiao)的(de)需(xu)要(yao),可(ke)以(yi)提(ti)升(sheng)企(qi)業(ye)生(sheng)存(cun)競(jing)爭(zheng)力(li)。
記者:那麼,實現極致能效提升的主要路徑是什麼?
範鐵軍:我認為,實現極致能效提升的主要路徑有六大方麵。
(一)工藝和裝備節能極致化
推進產能置換,以先進和高效裝備替代落後或低效裝備,如大型高爐和大型轉爐的置換。合理適度發展綠色化、智能化、高效化電爐短流程煉鋼。推動能效低、清潔生產水平低、汙染物排放強度大的步進式燒結機、球團豎爐等裝備逐步改造升級為先進工藝裝備,推動獨立燒結(球團)和獨立熱軋等逐步退出。推廣燒結煙氣內循環、幹式真空精煉、連鑄連軋等工藝技術改造。推廣鐵水一罐到底、鑄坯熱裝熱送、在線熱處理等技術,打通、突破鋼鐵生產流程工序界麵技術,推進冶金工藝緊湊化、連續化。加快富氫碳循環高爐、氫基豎爐、氫基熔融還原煉鐵等低碳冶金革命性工藝研發。
(二)二次能源回收利用極致化
對鋼鐵企業餘熱餘能進行吃幹榨盡,進行極致回收利用。重點推動各類低溫煙氣、衝渣水和循環冷卻水等低品位餘熱回收。大力推廣焦化上升管餘熱回收、燒結低溫段餘熱回收、電爐煙氣餘熱回收利用等先進技術。重點研發轉爐煤氣極限回收、冶金渣顯熱高效回收及綜合利用工藝技術、燒結礦和球團礦顯熱回收技術、鑄坯顯熱回收技術等。
(三)能源轉換極致化
極致提升鋼鐵企業能源轉換環節。大力推廣燃氣-蒸汽聯合循環發電(CCPP)、亞臨界等高參數全燃煤氣發電、超高壓幹熄焦發電、低溫餘熱有機朗肯循環發電(ORC)、副產煤氣製甲醇和液化LNG、低能耗大型化空分機組、吸附製氧、集中群控智慧壓縮空氣節能係統、液壓係統伺服控製節能、勢能回收等技術。重點研發更高參數發電機組小型化、副產煤氣資源化高附加值化等極致能源轉換技術。
(四)設備節能極致化
開展量大麵廣的用能設備改造提升。大力提高高效節能電機、空壓機、水泵、風機、變壓器、水(shui)輪(lun)機(ji)等(deng)高(gao)效(xiao)節(jie)能(neng)產(chan)品(pin)使(shi)用(yong)比(bi)例(li)。合(he)理(li)配(pei)置(zhi)電(dian)機(ji)功(gong)率(lv),實(shi)現(xian)係(xi)統(tong)節(jie)電(dian),優(you)化(hua)治(zhi)理(li)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang),提(ti)升(sheng)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)終(zhong)端(duan)用(yong)能(neng)電(dian)氣(qi)化(hua)和(he)低(di)碳(tan)化(hua)。積(ji)極(ji)研(yan)發(fa)推(tui)動(dong)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)用(yong)電(dian)鍋(guo)爐(lu)、電窯爐、電加熱等技術。
(五)新能源體係建立極致化
鼓勵鋼鐵企業因地製宜,充分利用風能、太陽能、生sheng物wu質zhi能neng等deng能neng源yuan,提ti高gao新xin能neng源yuan和he可ke再zai生sheng能neng源yuan的de使shi用yong占zhan比bi。鼓gu勵li鋼gang鐵tie企qi業ye通tong過guo電dian力li市shi場chang購gou買mai綠lv色se電dian力li,試shi點dian建jian設she工gong業ye微wei電dian網wang,與yu能neng源yuan企qi業ye合he作zuo開kai展zhan“源網荷儲”一體化項目建設。推動儲能儲熱裝置與鋼鐵企業煤氣發電、餘(yu)熱(re)發(fa)電(dian)進(jin)行(xing)耦(ou)合(he),強(qiang)化(hua)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)可(ke)調(tiao)節(jie)能(neng)力(li)。積(ji)極(ji)探(tan)索(suo)在(zai)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)豐(feng)富(fu)的(de)區(qu)域(yu),通(tong)過(guo)綠(lv)色(se)電(dian)力(li)製(zhi)氫(qing)氣(qi)和(he)氧(yang)氣(qi)用(yong)於(yu)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)生(sheng)產(chan)。
(六)能源管理極致化
大力推動能源精細化管理,完善能源管理體係。完善能源管控中心功能,提高信息化管控水平。加強能源計量、統計等基礎能力建設。定期開展能源審計、能效診斷。以能效標杆值為引領,在全行業營造對標達標環境。
記者:針對鋼鐵行業與企業,下一步當務之急需要做好哪些工作?
範鐵軍:針對行業,一是建立“三清單兩標準一數據係統”。三清單包括技術清單、政策清單、能力清單。二是開展相關標準的製修訂,尤其是國家標準的修訂,將對達標杆工作至關重要。三是能效標杆示範廠培育工作。第一批21家1.8億噸,爭取培育1億噸產能。繼續做好2024、2025年申報工作。
針對企業,針對國家和省市政府的考核,努力做到30%zhenzhengdabiaoganqiye,houxuyixiliezhengceyaoheciguagou。diyipipeiyuqiyejianyikaizhanshuangtanzuijiashijiannengxiaobiaoganpeiyufangangongzuo。nichengweipeiyuqiyejianyikaizhanshuangtanzuijiashijiannengxiaobiaoganshifanchangshifanshenbao。meijiagangtieqiyedouyingkaizhan《“一企一策”能效提升三年行動方案》,真正提升能力,並形成本企業的政策清單、技術清單、能力清單,適時開展能效提升工作專題培訓。
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