钢铁行业是能源消耗大户,也是落实碳减排的重点领域。2021年以来，国家部委相继发布多份能效约束相关文件，对钢铁行业节能降碳及绿色低碳转型提出明确目标任务。2022年12月9日，钢铁行业能效标杆三年行动方案现场启动会在广东省湛江市召开，标志着钢铁行业“能效标杆三年行动方案”正式拉开帷幕，一项名为“极致能效”工程也进入了实质性实施阶段。
  那么，目前，钢铁行业能耗水平如何？现阶段提出““极致能效”是基于怎样的考虑？“极致能效”又具体如何实施？ 

  冶金工业规划研究院院长 范铁军 徐卫星摄

  记者：当前，钢铁行业能耗处于什么水平？能源利用现状如何？
  范铁军：依据中国钢铁工业协会公布的重点大中型钢铁企业统计数据，2022年，由于钢铁需求下降、整体产能利用率有所降低，吨钢综合能耗同比略有增长。重点统计会员钢铁企业吨钢综合能耗为551.36千克标煤，同比增长0.39%（国家统计局数据，全行业吨钢综合能耗上升1.7%）。
  近三年，高炉工序达到能效基准水平产量占比均在99%以上，2022年为99.41%；转炉工序达到能效基准水平产量占比逐年上升，2022年为84.92%。2022年高炉工序达到标杆水平的产量占比为3.35%，较前两年有所下降；转炉工序能效水平逐年提高，2022年达到标杆水平的产量占比为12.93%，但距离国家要求的2025年钢铁行业能效达到标杆水平的产能比例超过30%，均有较大差距，行业能效提升工作任重而道远。
  但近年来，钢铁行业节能提效工作也取得了一些成效，我国钢铁行业积极推进供给侧结构性改革，推动结构优化、转型升级、提质增效、绿色发展，迎来了从“钢铁大国”到“钢铁强国”的历史性跨越。钢铁行业产业结构持续优化，工艺技术不断创新，能源利用和数字化水平持续提高。
  一是产业结构调整取得扎实成效。十年来，钢铁行业淘汰落后和化解过剩产能成效显著，提前两年完成“十三五”去产能1.5亿吨目标，1.4亿吨“地条钢”全面出清，大量长期存在的低端落后产能得到出清，行业产能严重过剩矛盾得到有效化解，市场供需基本平衡。产能布局持续优化，钢铁产能进一步向沿海集聚，建设了宝钢湛江、首钢曹妃甸等一批沿海钢铁基地，降低了能源资源获取成本。兼并重组稳步推进，龙头企业示范引领、民营企业做大做强，国内前10家钢铁企业粗钢产量占全国比重已由2016年的35.9%提升到2022年的42.8%，钢铁产业集中度显著提升。
  二是重点工艺技术装备水平明显提升。钢铁行业高效喷煤、高辐射覆层、加热炉蓄热式燃烧、钢坯热装热送等节能技术加快推广应用，“一键炼钢+全自动出钢”智慧炼钢、绿色洁净电炉炼钢、无头轧制等先进工艺能耗水平达到世界先进水平。中国宝武、河钢集团、建龙集团等钢铁企业在富氢碳循环高炉、氢基竖炉、氢基熔融还原炼铁等革新技术领域取得突破性进展，为绿色低碳发展储备动能。有序发展短流程电炉炼钢，全国首家千万吨规模短流程钢铁集团在四川成立。根据世界钢铁协会数据，2021年我国电炉钢产量占比约10.6%，较2015年的6.1%提高了4.5个百分点。
  三是能源资源回收利用水平持续提高。钢铁行业广泛应用副产煤气发电，吨钢转炉煤气回收量达到124.7m3（吨钢节能量约30 kg标准煤），煤气放散率接近于零。先进余热余能回收利用技术装备普及率大幅提高，高炉煤气干式余压发电TRT（或BPRT）配备率达99%以上，干熄焦发电配备率达93%以上。超临界煤气发电、烧结余热回收利用、饱和蒸汽发电等技术已经处于世界领先水平，高参数煤气发电机组的效率超过43%。2022年我国钢铁行业余热余能自发电率约56%，较2012年提高20个百分点。同时，废钢回收利用水平持续提高，2021年废钢比为21.9%，较2012年提高10.4个百分点，据测算，每用1吨废钢可相应少消耗约1.6吨铁精矿粉、0.4吨焦炭或1吨原煤。
  四是数字化助推企业能源管理升级。促进数字化绿色化融合发展，中国宝武宝山基地、沙钢、南钢、首钢等企业建设的“黑灯工厂”和智能车间已实现稳定运行，其中宝山基地入选全球“灯塔工厂”名单。按主业在岗职工总数计算，行业劳动生产率从2012年的454吨/（人·年）提升到2021年的850吨/（人·年）。加快能源管控中心的建设，钢铁企业能源管控中心配备率提高到80%左右，利用数字化技术对生产过程的能源及相关数据进行采集、分析、调度、预测和管理，实现了多工序、多介质等不同维度之间的能源协同平衡与优化利用，提升了能源精细化管理水平。
  记者：钢铁行业能源利用的主要问题有哪些？
  范铁军：钢铁行业能源利用目前存在的问题主要有如下几点：
  一是能源消费和环境排放总量压力依然巨大。2022年的吨钢综合能耗为551.36kgce/t，虽然较2015年下降了4%，但以2022年粗钢产量10.18亿吨计算，钢铁行业能源消费总量5.61亿吨标准煤，约占全国11%。碳排放量贡献全球钢铁碳排总量的60%以上，是我国碳排放量最高的制造业行业。能源消耗中煤炭和焦炭占比高达90%以上。“十四五”期间，我国粗钢产量总体仍将处于高位，面临的总量压力依然巨大。
  二是工艺流程结构不合理。目前我国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，废气、废水、废渣产生量仅为长流程的86%、76%和97%。
  三是绿色发展水平不平衡。既存在宝钢股份等能源管理水平优秀的企业，也存在能耗高、能源管理粗放的企业，绿色发展水平不平衡。
  四是节能技术创新难度大，自主创新能力不强。节能降碳工作需要技术支撑落实，全面推动钢铁工业高质量发展要依靠创新驱动。目前行业内常规节能措施如干熄焦、高炉炉顶压差发电、烧结余热发电、余热余能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，焦炉煤调湿、上升管余热回收、钢铁渣余热利用、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，技术节能将遇到瓶颈期。同时行业长期以来创新投入不足，总体水平仍然不高。
  五是精细化系统节能意识有待加强。尽管《能源管理体系要求》（GB/T 23331-2009）促进了能源管理制度的系统性、逻辑性得到较好的梳理和优化，但是目前多数钢铁企业实施的节能项目仍存在相对独立，协同性较差的情况，冶金行业两化融合水平仍低于制造业平均水平。强化精细化系统节能意识，从资源能源使用的合理性、平衡性着手，优化企业各工序间的对接和管理水平的提升，推进企业流程协同（集成）运行、资源能源的高效利用和循环利用，实现企业整体节能减排效率最高，经济效益最好，是钢铁行业降本增效的重要途径。
  记者：就上述情况来看，开展极致能效工作对钢铁企业来说有哪些必要性？
  范铁军：一方面是满足国家有关政策要求的需要。从2021年9月开始，国家发改委产业司牵头等联合多部门发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》纲领性文件以来，连续又发布《关于发布〈高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平（2021年版）〉的通知》 、《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》 等实施文件，要求到2025年，钢铁等重点行业达到标杆水平的产能比例超过30%。国家产业主管部门正式启动对能效水平管控升级工作，并且是延续“十四五”期间的重点工作。
  各省、市发改部门联动，全部在部署相关工作，政策力度非常大。后续政策仍然将有很多，对于达到标杆值的企业有更多奖励和优惠政策，如不限产等。对未达到基准值的企业将有更多惩罚性政策，如差别电价、产能退出、关停等政策。
  其次，是符合行业发展趋势的需要。从行业发展周期维度来看，中国钢铁工业的发展可以分为数量和高质量两个时期，当前已处在数量时期的减量阶段、高质量时期的重组阶段和中间过渡的强化环保阶段三期叠加阶段，正在向高质量时期低碳阶段演进。
  当前，钢铁行业下游市场低迷，企业面临的竞争形势进一步加大，降本增效又成为企业提升竞争力最重要的手段之一。钢铁行业全面启动覆盖全行业和全产能的第三大钢铁改造工程“极致能效”工程。钢铁行业能耗强度尚有15%—20%的下降潜力。能效提升是实现碳减排最重要、最经济、最直接的路径，提升钢铁行业用能效率，有助于减少化石能源使用，从源头减少二氧化碳排放。同时，能效提升也是达到能效标杆值的最重要途径。
  三是企业自身降本增效的需要。当前在下游需求低迷、钢材价格下滑明显的同时，钢铁企业承受着大宗原燃料价格宽幅波动以及电价上浮带来的生产成本高企的压力，行业利润空间不断压缩，企业间的竞争形势进一步加大，企业生产经营面临巨大挑战。2022年全年粗钢产量为10.18亿吨，同比下降1.7%，完成去年粗钢产量压减工作，这是自2021年来中国粗钢产量连续第二年下降。但2022年，钢铁几乎全行业遇冷。据中国钢铁工业协会统计，2022年，重点钢铁企业实现营业收入65875亿元，同比下降6.35%；实现利润总额982亿元，同比下降72.27%。
  一般而言，钢铁企业能源生产成本约占总生产成本的25%—40%，优秀节能企业和落后节能企业能源利用成本能够相差300元左右。面对利润空间压缩困难局面，企业应省（节省开支）、简（简化流程），然后就是开展更全面、更深层次的降本增效行动。能效提升和节能诊断已经作为行业内通用的降低生产成本最重要最有效的手段之一，行业内很多优秀钢铁企业已经开展了节能诊断和能效提升工作。因此，钢铁企业开展系统能效提升工作是企业自身降本增效的需要，可以提升企业生存竞争力。
  记者：那么，实现极致能效提升的主要路径是什么？
  范铁军：我认为，实现极致能效提升的主要路径有六大方面。
  （一）工艺和装备节能极致化
  推进产能置换，以先进和高效装备替代落后或低效装备，如大型高炉和大型转炉的置换。合理适度发展绿色化、智能化、高效化电炉短流程炼钢。推动能效低、清洁生产水平低、污染物排放强度大的步进式烧结机、球团竖炉等装备逐步改造升级为先进工艺装备，推动独立烧结（球团）和独立热轧等逐步退出。推广烧结烟气内循环、干式真空精炼、连铸连轧等工艺技术改造。推广铁水一罐到底、铸坯热装热送、在线热处理等技术，打通、突破钢铁生产流程工序界面技术，推进冶金工艺紧凑化、连续化。加快富氢碳循环高炉、氢基竖炉、氢基熔融还原炼铁等低碳冶金革命性工艺研发。
  （二）二次能源回收利用极致化
  对钢铁企业余热余能进行吃干榨尽，进行极致回收利用。重点推动各类低温烟气、冲渣水和循环冷却水等低品位余热回收。大力推广焦化上升管余热回收、烧结低温段余热回收、电炉烟气余热回收利用等先进技术。重点研发转炉煤气极限回收、冶金渣显热高效回收及综合利用工艺技术、烧结矿和球团矿显热回收技术、铸坯显热回收技术等。
  （三）能源转换极致化
  极致提升钢铁企业能源转换环节。大力推广燃气-蒸汽联合循环发电（CCPP）、亚临界等高参数全燃煤气发电、超高压干熄焦发电、低温余热有机朗肯循环发电（ORC）、副产煤气制甲醇和液化LNG、低能耗大型化空分机组、吸附制氧、集中群控智慧压缩空气节能系统、液压系统伺服控制节能、势能回收等技术。重点研发更高参数发电机组小型化、副产煤气资源化高附加值化等极致能源转换技术。
  （四）设备节能极致化
  开展量大面广的用能设备改造提升。大力提高高效节能电机、空压机、水泵、风机、变压器、水轮机等高效节能产品使用比例。合理配置电机功率，实现系统节电，优化治理电能质量，提升钢铁企业终端用能电气化和低碳化。积极研发推动钢铁企业用电锅炉、电窑炉、电加热等技术。
  （五）新能源体系建立极致化
  鼓励钢铁企业因地制宜，充分利用风能、太阳能、生物质能等能源，提高新能源和可再生能源的使用占比。鼓励钢铁企业通过电力市场购买绿色电力，试点建设工业微电网，与能源企业合作开展“源网荷储”一体化项目建设。推动储能储热装置与钢铁企业煤气发电、余热发电进行耦合，强化钢铁企业能源系统可调节能力。积极探索在可再生能源丰富的区域，通过绿色电力制氢气和氧气用于钢铁企业生产。
  （六）能源管理极致化
  大力推动能源精细化管理，完善能源管理体系。完善能源管控中心功能，提高信息化管控水平。加强能源计量、统计等基础能力建设。定期开展能源审计、能效诊断。以能效标杆值为引领，在全行业营造对标达标环境。
  记者：针对钢铁行业与企业，下一步当务之急需要做好哪些工作？
  范铁军：针对行业，一是建立“三清单两标准一数据系统”。三清单包括技术清单、政策清单、能力清单。二是开展相关标准的制修订，尤其是国家标准的修订，将对达标杆工作至关重要。三是能效标杆示范厂培育工作。第一批21家1.8亿吨，争取培育1亿吨产能。继续做好2024、2025年申报工作。
  针对企业，针对国家和省市政府的考核，努力做到30%真正达标杆企业，后续一系列政策要和此挂钩。第一批培育企业建议开展双碳最佳实践能效标杆培育方案工作。拟成为培育企业建议开展双碳最佳实践能效标杆示范厂示范申报。每家钢铁企业都应开展《“一企一策”能效提升三年行动方案》，真正提升能力，并形成本企业的政策清单、技术清单、能力清单，适时开展能效提升工作专题培训。