“当前，钢铁行业已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。”3月2日，冶金工业规划研究院院长范铁军在“节能服务进企业”暨钢铁行业能效提升研讨会召开间隙接受《中国冶金报》记者正常采访时表示，钢铁行业开展极致能效工作，不仅可满足国家相关政策要求，也合乎行业发展的新趋势，更是企业自身降本增效的需要。
“能效提升是实现碳减排最重要、最经济、最直接的路径，也是达到能效标杆值的最重要方法。”范铁军介绍，近三年，钢铁行业高炉工序达到能效基准水平的产量占比均在99%以上（2022年为99.41%），转炉工序达到能效基准水平的产量占比逐年上升（2022年为84.92%）。但是，2022年高炉工序达到标杆水平的产量占比为3.35%，较前两年会降低；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%。这距离国家要求的2025年钢铁行业能效达到标杆水平的产能比例超30%均有很大的差距，可见行业能效提升工作任重而道远。
范铁军介绍，据中国钢铁工业协会已公布的重点大中型钢企统计数据，2022年，由于钢铁终端消费需求下降、整体产能利用率有所降低，吨钢综合能耗同比略有增长，重点统计会员钢企吨钢综合能耗为551.36千克标准煤，同比增长0.39%（国家统计局数据为全行业吨钢综合能耗上升1.7%）。
“近年来，中国钢铁行业积极地推进供给侧结构性改革，产业体系持续优化，工艺技术不停地改进革新，能源利用和数字化水平持续提高，节能提效工作也取得了一些成效。”范铁军进一步介绍。
一是产业结构调整取得扎实成效。首先，钢铁行业10年来淘汰落后和化解过剩产能成效显著，大量长期存在的低端落后产能得到出清，行业产能严重超过标准矛盾得到一定效果化解，市场供需基本平衡。其次，钢铁产能布局持续优化，进一步向沿海集聚，宝钢湛江、首钢曹妃甸等一批沿海钢铁基地相继建设，降低了能源资源获取成本。最后，兼并重组稳步推进，有突出贡献的公司示范引领，民营钢企做大做强，国内前10家钢企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显著提升。首先，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推广应用步伐加快，“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领先水平。其次，中国宝武、河钢集团、建龙集团等钢企在富氢碳循环高炉、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。最后，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。
三是能源资源回收利用水平持续提高。目前，钢铁行业大范围的应用副产煤气发电，吨钢转炉煤气回收量达到124.7立方米（吨钢节能量约为30千克标准煤），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度提高，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，中国钢铁行业余热余能自发电率约为56%，较2012年提高20个百分点。同时，废弃钢铁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。
四是数字化助推企业能源管理升级。一方面，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）。另一方面，钢企能源管控中心配备率目前提高到80%左右，利用数字化技术对生产的全部过程的能源及有关数据进行采集、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。
一是能源消费和环境排放总量压力依然巨大。2022年，钢铁行业吨钢综合能耗为551.36千克标准煤／吨，虽较2015年下降了4%，但以2022年10.18亿吨粗钢产量计算，钢铁行业能源消费总量为5.61亿吨标准煤，约占全国的11%。“钢铁行业碳排放量贡献占全球钢铁碳排放总量的60%以上，是我国碳排放量最高的制造业行业。”范铁军指出，在能源消耗中，煤炭和焦炭占比高达90%以上。可见，“十四五”期间，我们国家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。“以废钢为原料的电弧炉短流程的能耗仅为长流程的1/3，废气、废水、废渣产生量仅为长流程的86%、76%和97%。”范铁军介绍，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。
三是绿色发展水平不平衡。范铁军表示，行业目前既存在宝钢股份等能源管理上的水准优秀的企业，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，自主创造新兴事物的能力不强。“节能降碳工作需要技术支撑落实，全面推动钢铁工业高水平质量的发展要依靠创新驱动。”范铁军认为，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虽逐渐普及，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，还存在比较大差距，新技术的研发与应用难度大，技术节能将遇到瓶颈期。他同时指出，钢铁行业长期以来创新投入不足，总体水平仍然不高，也影响着节能技术的创新发展。
五是精细化系统节能意识有待加强。范铁军认为，尽管《能源管理体系要求》（GB/T 23331—2009）使能源管理制度的系统性、逻辑性得到较好的梳理和优化，但目前多数钢企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中等水准。因此，他建议要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上的水准的提升，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。“这是钢铁行业降本增效的重要方法。”他说道。
一是工艺和装备节能极致化，包括以先进和高效装备替代落后或低效装备，合理适度发展绿色化、智能化、高效化电炉短流程炼钢，推广烧结烟气内循环、干式真空精炼等工艺技术改造，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等。
二是二次能源回收利用极致化，包括对钢企余热余能进行极致回收利用，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等先进的技术，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。
三是能源转换极致化，包括大力推广燃气—蒸汽联合循环发电（CCPP）、亚临界等高参数全燃煤气发电、副产煤气制甲醇和液化天然气、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、副产煤气资源化高的附加价值化等极致能源转换技术。
四是设备节能极致化，包括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，合理配置电机功率以实现系统节电，积极研发推动钢企用电锅炉、电窑炉、电加热等技术。
五是新能源体系建立极致化，包括鼓励钢企提高新能源和可再次生产的能源的使用占比；鼓励钢企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企煤气发电、余热发电进行耦合，强化钢企能源系统可调节能力；积极探索在可再次生产的能源丰富的区域通过绿色电力制得氢气和氧气，并将其用于钢企生产。
六是能源管理极致化，包括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，在钢铁行业营造对标达标环境。
从行业来看，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；两标准即GB20256与 GB32050合并修订的强制性国家标准与钢协已发布的《钢铁企业重点工序能效标杆对标指南(T/CISA 293—2022)》团体标准；一数据系统指数据治理系统，该系统是实现能效对标、优胜劣汰、产能治理的基础。二是开展有关标准的制定、修订，尤其是国家标准的修订，将对达标杆工作至关重要。三是做好能效标杆示范厂培育工作。目前，第一批已有21家钢企被授予“双碳最佳实践能效标杆示范厂培育企业”标牌，总产能为1.8亿吨，要继续做好2024年、2025年相关申报工作。
从企业来看，针对国家和各省市政府的考核，要努力做到30%真正达标杆企业，需明确后续一系列政策都会和此挂钩；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，拟成为培育企业的建议开展双碳最佳实践能效标杆示范厂示范申报；每家钢企都应开展《“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。
