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鋼鐵行業(yè)是能源消耗大戶,也是落實碳減排的重點領(lǐng)域。2021年以來，國家部委相繼發(fā)布多份能效約束相關(guān)文件，對鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳及綠色低碳轉(zhuǎn)型提出明確目標任務(wù)。2022年12月9日，鋼鐵行業(yè)能效標桿三年行動方案現(xiàn)場啟動會在廣東省湛江市召開，標志著鋼鐵行業(yè)“能效標桿三年行動方案”正式拉開帷幕，一項名為“極致能效”工程也進入了實質(zhì)性實施階段。
那么，目前，鋼鐵行業(yè)能耗水平如何？現(xiàn)階段提出““極致能效”是基于怎樣的考慮？“極致能效”又具體如何實施？
冶金工業(yè)規(guī)劃研究院院長 范鐵軍 徐衛(wèi)星攝
記者：當前，鋼鐵行業(yè)能耗處于什么水平？能源利用現(xiàn)狀如何？
范鐵軍：依據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會公布的重點大中型鋼鐵企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年，由于鋼鐵需求下降、整體產(chǎn)能利用率有所降低，噸鋼綜合能耗同比略有增長。重點統(tǒng)計會員鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗為551.36千克標煤，同比增長0.39%（國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，全行業(yè)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(chǎn)量占比均在99%以上，2022年為99.41%；轉(zhuǎn)爐工序達到能效基準水平產(chǎn)量占比逐年上升，2022年為84.92%。2022年高爐工序達到標桿水平的產(chǎn)量占比為3.35%，較前兩年有所下降；轉(zhuǎn)爐工序能效水平逐年提高，2022年達到標桿水平的產(chǎn)量占比為12.93%，但距離國家要求的2025年鋼鐵行業(yè)能效達到標桿水平的產(chǎn)能比例超過30%，均有較大差距，行業(yè)能效提升工作任重而道遠。
但近年來，鋼鐵行業(yè)節(jié)能提效工作也取得了一些成效，我國鋼鐵行業(yè)積極推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推動結(jié)構(gòu)優(yōu)化、轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效、綠色發(fā)展，迎來了從“鋼鐵大國”到“鋼鐵強國”的歷史性跨越。鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，工藝技術(shù)不斷創(chuàng)新，能源利用和數(shù)字化水平持續(xù)提高。
一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得扎實成效。十年來，鋼鐵行業(yè)淘汰落后和化解過剩產(chǎn)能成效顯著，提前兩年完成“十三五”去產(chǎn)能1.5億噸目標，1.4億噸“地條鋼”全面出清，大量長期存在的低端落后產(chǎn)能得到出清，行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩矛盾得到有效化解，市場供需基本平衡。產(chǎn)能布局持續(xù)優(yōu)化，鋼鐵產(chǎn)能進一步向沿海集聚，建設(shè)了寶鋼湛江、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。兼并重組穩(wěn)步推進，龍頭企業(yè)示范引領(lǐng)、民營企業(yè)做大做強，國內(nèi)前10家鋼鐵企業(yè)粗鋼產(chǎn)量占全國比重已由2016年的35.9%提升到2022年的42.8%，鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度顯著提升。
二是重點工藝技術(shù)裝備水平明顯提升。鋼鐵行業(yè)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(jié)能技術(shù)加快推廣應(yīng)用，“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。中國寶武、河鋼集團、建龍集團等鋼鐵企業(yè)在富氫碳循環(huán)高爐、氫基豎爐、氫基熔融還原煉鐵等革新技術(shù)領(lǐng)域取得突破性進展，為綠色低碳發(fā)展儲備動能。有序發(fā)展短流程電爐煉鋼，全國首家千萬噸規(guī)模短流程鋼鐵集團在四川成立。根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年我國電爐鋼產(chǎn)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(xù)提高。鋼鐵行業(yè)廣泛應(yīng)用副產(chǎn)煤氣發(fā)電，噸鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量達到124.7m3（噸鋼節(jié)能量約30 kg標準煤），煤氣放散率接近于零。先進余熱余能回收利用技術(shù)裝備普及率大幅提高，高爐煤氣干式余壓發(fā)電TRT（或BPRT）配備率達99%以上，干熄焦發(fā)電配備率達93%以上。超臨界煤氣發(fā)電、燒結(jié)余熱回收利用、飽和蒸汽發(fā)電等技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，高參數(shù)煤氣發(fā)電機組的效率超過43%。2022年我國鋼鐵行業(yè)余熱余能自發(fā)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(xù)提高，2021年廢鋼比為21.9%，較2012年提高10.4個百分點，據(jù)測算，每用1噸廢鋼可相應(yīng)少消耗約1.6噸鐵精礦粉、0.4噸焦炭或1噸原煤。
四是數(shù)字化助推企業(yè)能源管理升級。促進數(shù)字化綠色化融合發(fā)展，中國寶武寶山基地、沙鋼、南鋼、首鋼等企業(yè)建設(shè)的“黑燈工廠”和智能車間已實現(xiàn)穩(wěn)定運行，其中寶山基地入選全球“燈塔工廠”名單。按主業(yè)在崗職工總數(shù)計算，行業(yè)勞動生產(chǎn)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(shè)，鋼鐵企業(yè)能源管控中心配備率提高到80%左右，利用數(shù)字化技術(shù)對生產(chǎn)過程的能源及相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、分析、調(diào)度、預(yù)測和管理，實現(xiàn)了多工序、多介質(zhì)等不同維度之間的能源協(xié)同平衡與優(yōu)化利用，提升了能源精細化管理水平。
記者：鋼鐵行業(yè)能源利用的主要問題有哪些？
范鐵軍：鋼鐵行業(yè)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(huán)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(chǎn)量10.18億噸計算，鋼鐵行業(yè)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制造業(yè)行業(yè)。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(chǎn)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(jié)構(gòu)不合理。目前我國電弧爐短流程煉鋼工藝生產(chǎn)的粗鋼產(chǎn)量僅占總產(chǎn)量10%左右，遠低于美國68%、歐盟40%、日本24%的發(fā)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(chǎn)生量僅為長流程的86%、76%和97%。
三是綠色發(fā)展水平不平衡。既存在寶鋼股份等能源管理水平優(yōu)秀的企業(yè)，也存在能耗高、能源管理粗放的企業(yè)，綠色發(fā)展水平不平衡。
四是節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新難度大，自主創(chuàng)新能力不強。節(jié)能降碳工作需要技術(shù)支撐落實，全面推動鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要依靠創(chuàng)新驅(qū)動。目前行業(yè)內(nèi)常規(guī)節(jié)能措施如干熄焦、高爐爐頂壓差發(fā)電、燒結(jié)余熱發(fā)電、余熱余能發(fā)電等技術(shù)逐漸普及，但節(jié)能新技術(shù)的自主研發(fā)和創(chuàng)新難度大、進度慢，焦爐煤調(diào)濕、上升管余熱回收、鋼鐵渣余熱利用、低碳冶金等節(jié)能技術(shù)與國外先進國家相比，還存在較大差距，新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用難度大，技術(shù)節(jié)能將遇到瓶頸期。同時行業(yè)長期以來創(chuàng)新投入不足，總體水平仍然不高。
五是精細化系統(tǒng)節(jié)能意識有待加強。盡管《能源管理體系要求》（GB/T 23331-2009）促進了能源管理制度的系統(tǒng)性、邏輯性得到較好的梳理和優(yōu)化，但是目前多數(shù)鋼鐵企業(yè)實施的節(jié)能項目仍存在相對獨立，協(xié)同性較差的情況，冶金行業(yè)兩化融合水平仍低于制造業(yè)平均水平。強化精細化系統(tǒng)節(jié)能意識，從資源能源使用的合理性、平衡性著手，優(yōu)化企業(yè)各工序間的對接和管理水平的提升，推進企業(yè)流程協(xié)同（集成）運行、資源能源的高效利用和循環(huán)利用，實現(xiàn)企業(yè)整體節(jié)能減排效率最高，經(jīng)濟效益最好，是鋼鐵行業(yè)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(yè)來說有哪些必要性？
范鐵軍：一方面是滿足國家有關(guān)政策要求的需要。從2021年9月開始，國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)司牽頭等聯(lián)合多部門發(fā)布《關(guān)于嚴格能效約束推動重點領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》綱領(lǐng)性文件以來，連續(xù)又發(fā)布《關(guān)于發(fā)布〈高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域能效標桿水平和基準水平（2021年版）〉的通知》 、《高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)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(yè)達到標桿水平的產(chǎn)能比例超過30%。國家產(chǎn)業(yè)主管部門正式啟動對能效水平管控升級工作，并且是延續(xù)“十四五”期間的重點工作。
各省、市發(fā)改部門聯(lián)動，全部在部署相關(guān)工作，政策力度非常大。后續(xù)政策仍然將有很多，對于達到標桿值的企業(yè)有更多獎勵和優(yōu)惠政策，如不限產(chǎn)等。對未達到基準值的企業(yè)將有更多懲罰性政策，如差別電價、產(chǎn)能退出、關(guān)停等政策。
其次，是符合行業(yè)發(fā)展趨勢的需要。從行業(yè)發(fā)展周期維度來看，中國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展可以分為數(shù)量和高質(zhì)量兩個時期，當前已處在數(shù)量時期的減量階段、高質(zhì)量時期的重組階段和中間過渡的強化環(huán)保階段三期疊加階段，正在向高質(zhì)量時期低碳階段演進。
當前，鋼鐵行業(yè)下游市場低迷，企業(yè)面臨的競爭形勢進一步加大，降本增效又成為企業(yè)提升競爭力最重要的手段之一。鋼鐵行業(yè)全面啟動覆蓋全行業(yè)和全產(chǎn)能的第三大鋼鐵改造工程“極致能效”工程。鋼鐵行業(yè)能耗強度尚有15%—20%的下降潛力。能效提升是實現(xiàn)碳減排最重要、最經(jīng)濟、最直接的路徑，提升鋼鐵行業(yè)用能效率，有助于減少化石能源使用，從源頭減少二氧化碳排放。同時，能效提升也是達到能效標桿值的最重要途徑。
三是企業(yè)自身降本增效的需要。當前在下游需求低迷、鋼材價格下滑明顯的同時，鋼鐵企業(yè)承受著大宗原燃料價格寬幅波動以及電價上浮帶來的生產(chǎn)成本高企的壓力，行業(yè)利潤空間不斷壓縮，企業(yè)間的競爭形勢進一步加大，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營面臨巨大挑戰(zhàn)。2022年全年粗鋼產(chǎn)量為10.18億噸，同比下降1.7%，完成去年粗鋼產(chǎn)量壓減工作，這是自2021年來中國粗鋼產(chǎn)量連續(xù)第二年下降。但2022年，鋼鐵幾乎全行業(yè)遇冷。據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2022年，重點鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入65875億元，同比下降6.35%；實現(xiàn)利潤總額982億元，同比下降72.27%。
一般而言，鋼鐵企業(yè)能源生產(chǎn)成本約占總生產(chǎn)成本的25%—40%，優(yōu)秀節(jié)能企業(yè)和落后節(jié)能企業(yè)能源利用成本能夠相差300元左右。面對利潤空間壓縮困難局面，企業(yè)應(yīng)省（節(jié)省開支）、簡（簡化流程），然后就是開展更全面、更深層次的降本增效行動。能效提升和節(jié)能診斷已經(jīng)作為行業(yè)內(nèi)通用的降低生產(chǎn)成本最重要最有效的手段之一，行業(yè)內(nèi)很多優(yōu)秀鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開展了節(jié)能診斷和能效提升工作。因此，鋼鐵企業(yè)開展系統(tǒng)能效提升工作是企業(yè)自身降本增效的需要，可以提升企業(yè)生存競爭力。
記者：那么，實現(xiàn)極致能效提升的主要路徑是什么？
范鐵軍：我認為，實現(xiàn)極致能效提升的主要路徑有六大方面。
（一）工藝和裝備節(jié)能極致化
推進產(chǎn)能置換，以先進和高效裝備替代落后或低效裝備，如大型高爐和大型轉(zhuǎn)爐的置換。合理適度發(fā)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(chǎn)水平低、污染物排放強度大的步進式燒結(jié)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(jié)（球團）和獨立熱軋等逐步退出。推廣燒結(jié)煙氣內(nèi)循環(huán)、干式真空精煉、連鑄連軋等工藝技術(shù)改造。推廣鐵水一罐到底、鑄坯熱裝熱送、在線熱處理等技術(shù)，打通、突破鋼鐵生產(chǎn)流程工序界面技術(shù)，推進冶金工藝緊湊化、連續(xù)化。加快富氫碳循環(huán)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(fā)。
（二）二次能源回收利用極致化
對鋼鐵企業(yè)余熱余能進行吃干榨盡，進行極致回收利用。重點推動各類低溫煙氣、沖渣水和循環(huán)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(jié)低溫段余熱回收、電爐煙氣余熱回收利用等先進技術(shù)。重點研發(fā)轉(zhuǎn)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(shù)、燒結(jié)礦和球團礦顯熱回收技術(shù)、鑄坯顯熱回收技術(shù)等。
（三）能源轉(zhuǎn)換極致化
極致提升鋼鐵企業(yè)能源轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。大力推廣燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（CCPP）、亞臨界等高參數(shù)全燃煤氣發(fā)電、超高壓干熄焦發(fā)電、低溫余熱有機朗肯循環(huán)發(fā)電（ORC）、副產(chǎn)煤氣制甲醇和液化LNG、低能耗大型化空分機組、吸附制氧、集中群控智慧壓縮空氣節(jié)能系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)伺服控制節(jié)能、勢能回收等技術(shù)。重點研發(fā)更高參數(shù)發(fā)電機組小型化、副產(chǎn)煤氣資源化高附加值化等極致能源轉(zhuǎn)換技術(shù)。
（四）設(shè)備節(jié)能極致化
開展量大面廣的用能設(shè)備改造提升。大力提高高效節(jié)能電機、空壓機、水泵、風機、變壓器、水輪機等高效節(jié)能產(chǎn)品使用比例。合理配置電機功率，實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)電，優(yōu)化治理電能質(zhì)量，提升鋼鐵企業(yè)終端用能電氣化和低碳化。積極研發(fā)推動鋼鐵企業(yè)用電鍋爐、電窯爐、電加熱等技術(shù)。
（五）新能源體系建立極致化
鼓勵鋼鐵企業(yè)因地制宜，充分利用風能、太陽能、生物質(zhì)能等能源，提高新能源和可再生能源的使用占比。鼓勵鋼鐵企業(yè)通過電力市場購買綠色電力，試點建設(shè)工業(yè)微電網(wǎng)，與能源企業(yè)合作開展“源網(wǎng)荷儲”一體化項目建設(shè)。推動儲能儲熱裝置與鋼鐵企業(yè)煤氣發(fā)電、余熱發(fā)電進行耦合，強化鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)可調(diào)節(jié)能力。積極探索在可再生能源豐富的區(qū)域，通過綠色電力制氫氣和氧氣用于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)。
（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(tǒng)計等基礎(chǔ)能力建設(shè)。定期開展能源審計、能效診斷。以能效標桿值為引領(lǐng)，在全行業(yè)營造對標達標環(huán)境。
記者：針對鋼鐵行業(yè)與企業(yè)，下一步當務(wù)之急需要做好哪些工作？
范鐵軍：針對行業(yè)，一是建立“三清單兩標準一數(shù)據(jù)系統(tǒng)”。三清單包括技術(shù)清單、政策清單、能力清單。二是開展相關(guān)標準的制修訂，尤其是國家標準的修訂，將對達標桿工作至關(guān)重要。三是能效標桿示范廠培育工作。第一批21家1.8億噸，爭取培育1億噸產(chǎn)能。繼續(xù)做好2024、2025年申報工作。
針對企業(yè)，針對國家和省市政府的考核，努力做到30%真正達標桿企業(yè)，后續(xù)一系列政策要和此掛鉤。第一批培育企業(yè)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(yè)建議開展雙碳最佳實踐能效標桿示范廠示范申報。每家鋼鐵企業(yè)都應(yīng)開展《“一企一策”能效提升三年行動方案》，真正提升能力，并形成本企業(yè)的政策清單、技術(shù)清單、能力清單，適時開展能效提升工作專題培訓。
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