中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 趙萍 報道
“當前，鋼鐵行業已全面啟動覆蓋全行業和全產能的第三大鋼鐵改造工程——極致能效工程。鋼鐵行業能耗強度尚有15%～20%的下降潛力。”3月2日，冶金工業規劃研究院院長范鐵軍在“節能服務進企業”暨鋼鐵行業能效提升研討會召開間隙接受《中國冶金報》記者采訪時表示，鋼鐵行業開展極致能效工作，不僅可滿足國家有關政策要求，也符合行業發展趨勢，更是企業自身降本增效的需要。
“能效提升是實現碳減排最重要、最經濟、最直接的路徑，也是達到能效標桿值的最重要途徑。”范鐵軍介紹，近三年，鋼鐵行業高爐工序達到能效基準水平的產量占比均在99%以上（2022年為99.41%），轉爐工序達到能效基準水平的產量占比逐年上升（2022年為84.92%）。但是，2022年高爐工序達到標桿水平的產量占比為3.35%，較前兩年有所下降；轉爐工序能效水平逐年提高，2022年達到標桿水平的產量占比為12.93%。這距離國家要求的2025年鋼鐵行業能效達到標桿水平的產能比例超30%均有較大差距，可見行業能效提升工作任重而道遠。
鋼鐵行業能源利用取得4方面成效
范鐵軍介紹，據中國鋼鐵工業協會已公布的重點大中型鋼企統計數據，2022年，由于鋼鐵需求下降、整體產能利用率有所降低，噸鋼綜合能耗同比略有增長，重點統計會員鋼企噸鋼綜合能耗為551.36千克標準煤，同比增長0.39%（國家統計局數據為全行業噸鋼綜合能耗上升1.7%）。
“近年來，我國鋼鐵行業積極推進供給側結構性改革，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，節能提效工作也取得了一些成效。”范鐵軍進一步介紹。
一是產業結構調整取得扎實成效。首先，鋼鐵行業10年來淘汰落后和化解過剩產能成效顯著，大量長期存在的低端落后產能得到出清，行業產能嚴重過剩矛盾得到有效化解，市場供需基本平衡。其次，鋼鐵產能布局持續優化，進一步向沿海集聚，寶鋼湛江、首鋼曹妃甸等一批沿海鋼鐵基地相繼建設，降低了能源資源獲取成本。最后，兼并重組穩步推進，龍頭企業示范引領，民營鋼企做大做強，國內前10家鋼企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。首先，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推廣應用步伐加快，“一鍵煉鋼+全自動出鋼”智慧煉鋼、綠色潔凈電爐煉鋼、無頭軋制等先進工藝能耗水平達到世界先進水平。其次，中國寶武、河鋼集團、建龍集團等鋼企在富氫碳循環高爐、氫基豎爐、氫基熔融還原煉鐵等革新技術領域取得突破性進展，為綠色低碳發展儲備動能。最后，有序發展短流程電爐煉鋼，全國首家千萬噸規模短流程鋼鐵集團在四川成立。
三是能源資源回收利用水平持續提高。目前，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124.7立方米（噸鋼節能量約為30千克標準煤），煤氣放散率接近于零。先進余熱余能回收利用技術裝備普及率大幅提高，高爐煤氣干式余壓發電TRT（或BPRT）配備率達99%以上，干熄焦發電配備率達93%以上。超臨界煤氣發電、燒結余熱回收利用、飽和蒸汽發電等技術已經處于世界領先水平，高參數煤氣發電機組的效率超過43%。2022年，我國鋼鐵行業余熱余能自發電率約為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。
四是數字化助推企業能源管理升級。一方面，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）。另一方面，鋼企能源管控中心配備率目前提高到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。
鋼鐵行業能源利用現存5方面問題
范鐵軍從5方面介紹了鋼鐵行業能源利用存在的主要問題。
一是能源消費和環境排放總量壓力依然巨大。2022年，鋼鐵行業噸鋼綜合能耗為551.36千克標準煤／噸，雖較2015年下降了4%，但以2022年10.18億噸粗鋼產量計算，鋼鐵行業能源消費總量為5.61億噸標準煤，約占全國的11%。“鋼鐵行業碳排放量貢獻占全球鋼鐵碳排放總量的60%以上，是我國碳排放量最高的制造業行業。”范鐵軍指出，在能源消耗中，煤炭和焦炭占比高達90%以上。可見，“十四五”期間，我國粗鋼產量總體仍將處于高位，面臨的總量壓力依然巨大。
二是工藝流程結構不合理。“以廢鋼為原料的電弧爐短流程的能耗僅為長流程的1/3，廢氣、廢水、廢渣產生量僅為長流程的86%、76%和97%。”范鐵軍介紹，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，遠低于美國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。
三是綠色發展水平不平衡。范鐵軍表示，行業目前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。
四是節能技術創新難度大，自主創新能力不強。“節能降碳工作需要技術支撐落實，全面推動鋼鐵工業高質量發展要依靠創新驅動。”范鐵軍認為，目前行業內常規節能措施如干熄焦、高爐爐頂壓差發電、燒結余熱發電、余熱余能發電等技術雖逐漸普及，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、上升管余熱回收、鋼鐵渣余熱利用、低碳冶金等節能技術與國外先進國家相比，還存在較大差距，新技術的研發與應用難度大，技術節能將遇到瓶頸期。他同時指出，鋼鐵行業長期以來創新投入不足，總體水平仍然不高，也影響著節能技術的創新發展。
五是精細化系統節能意識有待加強。范鐵軍認為，盡管《能源管理體系要求》（GB/T 23331—2009）使能源管理制度的系統性、邏輯性得到較好的梳理和優化，但目前多數鋼企實施的節能項目仍存在相對獨立、協同性較差的情況，冶金行業兩化融合水平仍低于制造業平均水平。因此，他建議要強化精細化系統節能意識，從資源能源使用的合理性、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。“這是鋼鐵行業降本增效的重要途徑。”他說道。
做好六個極致化以助推行業能效提升
同時，范鐵軍介紹了鋼鐵行業極致能效提升的主要路徑。
一是工藝和裝備節能極致化，包括以先進和高效裝備替代落后或低效裝備，合理適度發展綠色化、智能化、高效化電爐短流程煉鋼，推廣燒結煙氣內循環、干式真空精煉等工藝技術改造，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等。
二是二次能源回收利用極致化，包括對鋼企余熱余能進行極致回收利用，重點推動各類低溫煙氣、沖渣水和循環冷卻水等低品位余熱回收，大力推廣焦化上升管余熱回收、燒結低溫段余熱回收等先進技術，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。
三是能源轉換極致化，包括大力推廣燃氣—蒸汽聯合循環發電（CCPP）、亞臨界等高參數全燃煤氣發電、副產煤氣制甲醇和液化天然氣、液壓系統伺服控制節能、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。
四是設備節能極致化，包括開展量大面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、水輪機等高效節能產品使用比例，合理配置電機功率以實現系統節電，積極研發推動鋼企用電鍋爐、電窯爐、電加熱等技術。
五是新能源體系建立極致化，包括鼓勵鋼企提高新能源和可再生能源的使用占比；鼓勵鋼企通過電力市場購買綠色電力，試點建設工業微電網，與能源企業合作開展“源網荷儲”一體化項目建設；推動儲能儲熱裝置與鋼企煤氣發電、余熱發電進行耦合，強化鋼企能源系統可調節能力；積極探索在可再生能源豐富的區域通過綠色電力制得氫氣和氧氣，并將其用于鋼企生產。
六是能源管理極致化，包括大力推動能源精細化管理，完善能源管理體系；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；以能效標桿值為引領，在鋼鐵行業營造對標達標環境。
最后，范鐵軍建議，從行業與企業兩方面做好能效提升工作。
從行業來看，一是建立“三清單兩標準一數據系統”。三清單包括技術清單、政策清單、能力清單；兩標準即GB20256與 GB32050合并修訂的強制性國家標準與鋼協已發布的《鋼鐵企業重點工序能效標桿對標指南(T/CISA 293—2022)》團體標準；一數據系統指數據治理系統，該系統是實現能效對標、優勝劣汰、產能治理的基礎。二是開展相關標準的制定、修訂，尤其是國家標準的修訂，將對達標桿工作至關重要。三是做好能效標桿示范廠培育工作。目前，第一批已有21家鋼企被授予“雙碳最佳實踐能效標桿示范廠培育企業”標牌，總產能為1.8億噸，要繼續做好2024年、2025年相關申報工作。
從企業來看，針對國家和各省市政府的考核，要努力做到30%真正達標桿企業，需明確后續一系列政策都會和此掛鉤；第一批培育企業建議開展雙碳最佳實踐能效標桿培育方案工作，擬成為培育企業的建議開展雙碳最佳實踐能效標桿示范廠示范申報；每家鋼企都應開展《“一企一策”能效提升三年行動方案》，真正提升能力，并形成企業的政策清單、技術清單、能力清單，適時開展能效提升工作專題培訓。
（圖片由會議會務組提供）
