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范鐵軍:鋼鐵行業(yè)能耗強度尚有15%~20%的下降潛力

2023-03-22 10:06:00

中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 趙萍 報道

  “當(dāng)前,鋼鐵行業(yè)已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?!?月2日,冶金工業(yè)規(guī)劃研究院院長范鐵軍在“節(jié)能服務(wù)進企業(yè)”暨鋼鐵行業(yè)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(yè)開展極致能效工作,不僅可滿足國家有關(guān)政策要求,也符合行業(yè)發(fā)展趨勢,更是企業(yè)自身降本增效的需要。
  “能效提升是實現(xiàn)碳減排最重要、最經(jīng)濟、最直接的路徑,也是達(dá)到能效標(biāo)桿值的最重要途徑?!狈惰F軍介紹,近三年,鋼鐵行業(yè)高爐工序達(dá)到能效基準(zhǔn)水平的產(chǎn)量占比均在99%以上(2022年為99.41%),轉(zhuǎn)爐工序達(dá)到能效基準(zhǔn)水平的產(chǎn)量占比逐年上升(2022年為84.92%)。但是,2022年高爐工序達(dá)到標(biāo)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(dá)到標(biāo)桿水平的產(chǎn)量占比為12.93%。這距離國家要求的2025年鋼鐵行業(yè)能效達(dá)到標(biāo)桿水平的產(chǎn)能比例超30%均有較大差距,可見行業(yè)能效提升工作任重而道遠(yuǎn)。
  鋼鐵行業(yè)能源利用取得4方面成效
  范鐵軍介紹,據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會已公布的重點大中型鋼企統(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)計會員鋼企噸鋼綜合能耗為551.36千克標(biāo)準(zhǔn)煤,同比增長0.39%(國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)為全行業(yè)噸鋼綜合能耗上升1.7%)。
  “近年來,我國鋼鐵行業(yè)積極推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,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,節(jié)能提效工作也取得了一些成效?!狈惰F軍進一步介紹。
  一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得扎實成效。首先,鋼鐵行業(yè)10年來淘汰落后和化解過剩產(chǎn)能成效顯著,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(yán)重過剩矛盾得到有效化解,市場供需基本平衡。其次,鋼鐵產(chǎn)能布局持續(xù)優(yōu)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(shè),降低了能源資源獲取成本。最后,兼并重組穩(wěn)步推進,龍頭企業(yè)示范引領(lǐng),民營鋼企做大做強,國內(nèi)前10家鋼企粗鋼產(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。首先,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)推廣應(yīng)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(dá)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(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。最后,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。
  三是能源資源回收利用水平持續(xù)提高。目前,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(dá)到124.7立方米(噸鋼節(jié)能量約為30千克標(biāo)準(zhǔn)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(dá)99%以上,干熄焦發(fā)電配備率達(dá)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)電率約為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。
  四是數(shù)字化助推企業(yè)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(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)。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(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(xì)化管理水平。
  鋼鐵行業(yè)能源利用現(xiàn)存5方面問題
  范鐵軍從5方面介紹了鋼鐵行業(yè)能源利用存在的主要問題。
  一是能源消費和環(huán)境排放總量壓力依然巨大。2022年,鋼鐵行業(yè)噸鋼綜合能耗為551.36千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸,雖較2015年下降了4%,但以2022年10.18億噸粗鋼產(chǎn)量計算,鋼鐵行業(yè)能源消費總量為5.61億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,約占全國的11%。“鋼鐵行業(yè)碳排放量貢獻(xiàn)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(yè)行業(yè)?!狈惰F軍指出,在能源消耗中,煤炭和焦炭占比高達(dá)90%以上??梢?,“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。“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(chǎn)生量僅為長流程的86%、76%和97%?!狈惰F軍介紹,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(yuǎn)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。
  三是綠色發(fā)展水平不平衡。范鐵軍表示,行業(yè)目前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?!狈惰F軍認(rèn)為,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)雖逐漸普及,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?fàn)t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。他同時指出,鋼鐵行業(yè)長期以來創(chuàng)新投入不足,總體水平仍然不高,也影響著節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。
  五是精細(xì)化系統(tǒng)節(jié)能意識有待加強。范鐵軍認(rèn)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(tǒng)性、邏輯性得到較好的梳理和優(yōu)化,但目前多數(shù)鋼企實施的節(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。因此,他建議要強化精細(xì)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。“這是鋼鐵行業(yè)降本增效的重要途徑?!彼f道。
  做好六個極致化以助推行業(yè)能效提升
  同時,范鐵軍介紹了鋼鐵行業(yè)極致能效提升的主要路徑。
  一是工藝和裝備節(jié)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(fā)展綠色化、智能化、高效化電爐短流程煉鋼,推廣燒結(jié)煙氣內(nèi)循環(huán)、干式真空精煉等工藝技術(shù)改造,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)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?zé)煔狻_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。
  三是能源轉(zhuǎn)換極致化,包括大力推廣燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電(CCPP)、亞臨界等高參數(shù)全燃煤氣發(fā)電、副產(chǎn)煤氣制甲醇和液化天然氣、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)。
  四是設(shè)備節(jié)能極致化,包括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(fēng)機、變壓器、水輪機等高效節(jié)能產(chǎn)品使用比例,合理配置電機功率以實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)電,積極研發(fā)推動鋼企用電鍋爐、電窯爐、電加熱等技術(shù)。
  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(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企煤氣發(fā)電、余熱發(fā)電進行耦合,強化鋼企能源系統(tǒng)可調(diào)節(jié)能力;積極探索在可再生能源豐富的區(qū)域通過綠色電力制得氫氣和氧氣,并將其用于鋼企生產(chǎn)。
  六是能源管理極致化,包括大力推動能源精細(xì)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(biāo)桿值為引領(lǐng),在鋼鐵行業(yè)營造對標(biāo)達(dá)標(biāo)環(huán)境。
  最后,范鐵軍建議,從行業(yè)與企業(yè)兩方面做好能效提升工作。
  從行業(yè)來看,一是建立“三清單兩標(biāo)準(zhǔn)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;兩標(biāo)準(zhǔn)即GB20256與 GB32050合并修訂的強制性國家標(biāo)準(zhǔn)與鋼協(xié)已發(fā)布的《鋼鐵企業(yè)重點工序能效標(biāo)桿對標(biāo)指南(T/CISA 293—2022)》團體標(biāo)準(zhǔn);一數(shù)據(jù)系統(tǒng)指數(shù)據(jù)治理系統(tǒng),該系統(tǒng)是實現(xiàn)能效對標(biāo)、優(yōu)勝劣汰、產(chǎn)能治理的基礎(chǔ)。二是開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂,尤其是國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂,將對達(dá)標(biāo)桿工作至關(guān)重要。三是做好能效標(biāo)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(biāo)桿示范廠培育企業(yè)”標(biāo)牌,總產(chǎn)能為1.8億噸,要繼續(xù)做好2024年、2025年相關(guān)申報工作。
  從企業(yè)來看,針對國家和各省市政府的考核,要努力做到30%真正達(dá)標(biāo)桿企業(yè),需明確后續(xù)一系列政策都會和此掛鉤;第一批培育企業(yè)建議開展雙碳最佳實踐能效標(biāo)桿培育方案工作,擬成為培育企業(yè)的建議開展雙碳最佳實踐能效標(biāo)桿示范廠示范申報;每家鋼企都應(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(xùn)。
(圖片由會議會務(wù)組提供)

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:張雨恬

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