做好碳达峰碳中和工作 大幅提升钢铁行业能源利用效率

习总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出碳达峰、碳中和目标一周年之际,9月22日中共中央下发了《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(以下简称“意见”)。《意见》对碳达峰碳中和工作进行了系统谋划和总体部署,进一步明确了总体要求,意义重大。

《意见》明确提出,到2025年重点行业能源利用效率大幅提升,到2030年重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平。钢铁行业能源消耗总量大,吨产品综合能耗指标仍有一定下降潜力,当前阶段节能和能源效率提升是钢铁行业降碳最有效最重要的路径。

一、面临的新形势

(一)实现碳达峰碳中和对节能降碳工作提出了新的更高要求。《意见》再次强调要把节约能源资源放在首位,实行全面节约战略,持续降低单位产出能源资源消耗和碳排放,提高投入产出效率,倡导简约适度、绿色低碳生活方式,从源头和入口形成有效的碳排放控制阀门。

(二)能源双控压力持续加大。日前,国家发展改革委印发《完善能源消费强度和总量双控制度方案》,提出要坚决管控高耗能高排放项目,并坚持节约优先、效率优先,严格能耗强度控制,倒逼转方式、调结构,引导更行业更加注重提高发展的质量和效益。能耗双控已成为钢铁行业发展空间甚至是生存空间的前置评估条件。短期看,地方出台的相应政策对企业的生产经营造成很大影响,但是长期来看,将促进企业提高能源利用效率、优化用能结构,向绿色低碳发展方向转型

(三)以能效约束推动重点领域节能降碳。国家发改委等五部委印发《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》,提出要突出标准引领作用,深挖节能降碳技术改造潜力,强化系统观念,推进综合施策,严格监督管理,加快钢铁等重点领域节能降碳步伐。同时,下发了《冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案》,提出到 2025 年,钢铁等行业能效达到标杆水平的产能比例超过 30%,行业整体能效水平明显提升,碳排放强度明显下降,绿色低碳发展能力显著增强。

二、现状和存在问题

(一)现状

中国钢铁行业已经成为世界钢铁的中心,钢铁工业节能减排方面取得了巨大进步,“十三五”期间,吨钢综合能耗(折标准煤)由572千克下降到546千克,下降率4.54%,超额完成了既定的节能目标;烧结、炼铁、转炉冶炼、电炉冶炼工序能耗指标分别下降了2.67%、1.38%、28.62%、12.39%。2020年重点大中型钢铁企业烧结工序能耗企业能耗基准值达标率为98.8%,炼铁工序能耗基准值达标率为100%,转炉工序能耗基准值达标率为80.0%,焦化工序能耗基准值达标率为100%,吨钢转炉煤气回收量平均值达到117m3,企业平均自发电比例超50%。钢铁行业节能工作为全国及工业行业节能工作进步奠定了基础。

(二)存在问题

一是对新形势下节能降碳工作重要性认识不足。部分钢铁企业领导对节能降碳新形势理解不够,简单认为节能主要是企业降低成本,未能充分认识到,在双碳推动、能耗双控、限电等政策组合拳下,节能降碳就是为企业争取发展和生存空间。当前形势下,钢铁企业发展用能多数需要依靠自身节约挖潜,不节能就等同发展空间受限;同时节能将大幅降低企业生产成本,提高企业自身竞争力。

二是行业能源消费和碳达峰总量压力巨大。钢铁行业能源消费总量5.75亿吨标准煤约占全国11.6%超过九分之一;碳排放量贡献全球钢铁碳排总量的百分之六十以上,是我国碳排放量最高的制造业行业。“十四五”期间,我国粗钢产量总体仍将处于高位,面临的能源消耗总量压力依然巨大尤其是碳排放达峰压力巨大。

三是行业平均能耗指标仍有下降空间。当前,我国钢铁行业工艺流程结构以长流程为主,电弧炉短流程炼钢工艺生产的粗钢产量仅占总产量10%左右,远低于美国68%、欧盟40%、日本24%的发展水平;废钢比仅为18.7%仍有较大提升空间。以废钢为原料的电弧炉短流程,能耗仅为长流程的1/3。虽然钢铁行业在各生产工序节能取得了巨大成绩,但与国外在工艺流程上的差距将使得钢铁行业平均能耗指标仍有下降空间。工序能耗中,炼铁和炼钢工序达到钢铁行业能效标杆值比例不足5%,距离能效达到标杆水平的产能比例超过 30%还有很大差距。

四是节能降碳管理水平亟待提高。我国节能技术和装备水平已处于国际先进行列,但我国能源管理水平与先进国家相比,差距仍然较大。多数企业未形成完整的能源管理体系,尤其自动化、信息化能源管控水平仍然有待大幅提高。节能管理机构层级偏低,专职节能管理人员数量偏少,节能管理基础能力薄弱,能源计量器具配备率普遍不足。

五是节能技术创新能力不足。常规节能措施如干熄焦、高炉炉顶压差发电、烧结余热发电、高参数煤气发电等技术逐渐普及,但节能新技术的自主研发和创新难度大、进度慢,钢铁渣余热利用、中低温余热利用、低碳冶金等节能技术与国外先进国家相比,还存在较大差距,新技术的研发与应用难度大,技术节能存在一定瓶颈。

三、新形势钢铁行业节能工作主要任务

(一)加强源头控制,发挥能评作用,遏制盲目发展

钢铁行业能源消耗总量大,即便单个投资项目能源消费量也达到需要开展节能审查的要求。国家已经明确要切实加强对能耗量较大特别是化石能源消费量大的项目的节能审查,从源头严控新上项目能效水平,新上钢铁等高耗能项目必须符合国家产业政策且能效达到行业先进水平,新上项目须实行能耗等量减量替代。对新增能耗5万吨标准煤及以上项目,需接受国家发展改革委等有关部门进行窗口指导。对钢铁行业新上项目严格开展节能审查工作,将有效遏制钢铁等高耗能项目盲目发展,从源头保障新上项目能效水平处于领先和先进水平。

(二)深化产业结构调整,推进工艺流程转换

国家将以节能降碳为导向,修订产业结构调整指导目录,并开展钢铁、煤炭去产能“回头看”,严控粗钢产量。将综合发挥能耗、排放等约束性指标作用,严格执行有关标准、政策,加强监督检查,引导低效产能有序退出。加大淘汰落后产能工作力度,严格执行《产业结构调整指导目录》等规定,坚决淘汰落后生产工艺、技术、设备。建议钢铁企业要有序推进电炉钢等短流程项目建设,加大废钢使用力度,进一步提高废钢比,同时优化焦钢联产、协同布局,促进铁钢轧工序平衡。取消独立热轧、自备电厂等不合理生产工艺。

(三)大幅提升能源利用效率

钢铁企业能源利用效率不断提高,仍有较大节能潜力,钢铁流程能源转换效率及功能价值亟待深度开发。钢铁行业应坚持热力学定律、系统最小外部损失、最佳推动力、能源梯级利用等用能原则,以余热余能自发电提升为重要抓手,以构建多能互补与储能系统相结合的能源体系为依托,大幅提升能源利用效率。具体工作开展中,要减少焦化、烧结、炼铁等各主要生产工序能源消耗使用,努力提高余热余能回收利用效率,加强各能源介质平衡和优化,大幅提高能源转换效率,并减少能源损失,做到高能高用、低能低用、不降品质使用,将二次能源吃干榨尽,努力促使更多企业达到行业能效标杆值。

(四)大力推广先进适用节能降碳技术

钢铁行业节能降碳工作的进步得益于节能降碳技术的不断创新和推广应用,未来技术创新及推广仍将是进一步提高节能降碳水平的关键。十四五期间,行业要大力推广智能料场和皮带智能化管控、烧结电除尘寻优节电、烧结烟气循环、烧结强力混合机、高炉冲渣水余热回收及脱湿鼓风、高炉炉料结构优化、废钢预热、炉窑优化燃烧、高参数煤气发电、高效智能电机、智慧空压站、新一代数字化网络化智能化能源管控平台及全过程碳排放管控平台等技术和装备。

(五)加快调整能源消费结构

2030年碳达峰、2060年碳中和对钢铁企业能源转型压力巨大,按照折标准煤计算,中国钢铁工业购入能源中,电力消耗仅占6.3%,油气能源约占1.7%,煤炭和焦炭占比高达92.0%,远高于全国能源消费结构中煤炭所占比例57.5%。在电力消耗中,绿电(光电、风电)比例不超过1%,钢铁行业面临能源转型压力将比其他行业压力更大。发展新能源及可再生能源,鼓励钢铁企业因地制宜,充分利用厂房屋顶、闲置空地、废弃矿山、尾矿库等资源建设光伏和分布式风电,建设新能源电站或积极参与绿电市场化交易,提高新能源和可再生能源的使用占比,实现多能互补,实现能源结构和流程结构的进一步优化。

(六)加大储能、微电网等创新技术研发推广力度

推动分布式能源技术与钢铁行业深度融合,加大智能微电网高效集成、储能技术和装备等在钢铁行业的研发应用。钢铁企业或园区通过建设微电网和储能装置等实现分布式可再生能源、余能余热利用、能源信息化管控等系统集成,建立多元融合、供需互动、高效配置的能源生产与消费模式。

四、工作建议

(一)把能耗、碳排放约束作为粗钢产量管控机制的重要手段

钢铁行业粗钢产能产量双控工作,现行机制主要参照历史产量、装备水平、环保水平、所处敏感区域等主要因素进行约束。下一步,建议国家有关部门把能耗、碳排放约束作为粗钢产量管控机制的重要手段,以企业能耗指标和碳排放指标先进程度进行分级管理。

(二)优化组织机构提升管理层级

钢铁企业要提高政治站位,重新提高认识,加快或完善建立各企业节能低碳工作领导小组,必须由各企业一把手担任组长,全面负责和组织协调节能低碳工作。组织机构中,需设立二级管理部门,负责公司节能低碳日常管理工作,应避免由三级部门管理。有条件的集团或企业,应当设立技术研究院、碳资产管理中心。配备一定数量的节能、低碳、水电风气等专业人员,加快对外交流和合作。建立先进适用节能降碳技术快速通道,加快实施见效。

(三)抓紧开展碳达峰碳中和整体行动计划

我国钢铁产业低碳转型应以推动绿色布局、节能及提升能效、优化用能及流程结构、构建循环经济产业链、应用突破性低碳技术、做好制度建设和政策体系支撑为重点路径。钢铁企业应全面摸清家底,系统全面掌握企业自身碳排放现状、未来碳需求和降碳潜力;从人才、技术、产业结构、能源结构等方面,全面做好达峰准;并应强化源头治理,系统解决、协同推进减污降碳。同时,还应充分结合发展规划、充分结合上下游、充分结合碳市场、充分结合技术创新、充分结合城市发展,在此基础上统筹制定、合理规划碳达峰碳中和整体行动计划,真抓实干推动决策部署有效落实。

(四)加快开展全厂系统性节能诊断工作

查找用能问题,深挖节能潜力,促进企业实施节能改造,提升能源管理水平,是推动工业能效持续提升的重要手段。钢铁企业应加快开展全厂系统性节能诊断工作,早开展早受益。应委托专业的第三方服务机构,针对企业主要工序工艺、重点用能系统、关键技术装备等开展系统性节能诊断服务,通过结构节能、技术节能、管理节能,实现系统节能和科学用能,促进企业节能降耗,降本增效。开展节能诊断,系统梳理企业各环节节能和节电潜力,帮助企业掌握家底,有步骤有计划实施,将有序为企业发展提供用能空间。

(五)加大节能降碳创新技术研发投入力度

各钢铁企业要高度重视技术创新,持续加大投入,加快突破一批具有重大节能降碳效益的技术及装备,加大新技术新装备的研发力度。加强对节能降碳产品研发、设计和制造的投入,协同配置产业创新链,开展关键技术的研究和示范推广。组织实施节能降碳重大科技产业化工程,组织对低碳冶金、钢铁渣显热利用等共性、关键和前沿节能降碳技术的科研开发,形成一批具有自主知识产权的节能降碳技术。(冶金工业规划研究院)

关键词: 做好 碳达 峰碳 中和