范鐵軍：從“節能”到“用能” 雙碳目標下鋼鐵能源轉型變革之路

2022年7月26日，由中國金屬學會、全聯冶金商會、冶金工業出版社、建龍集團聯合組織的“綠色制造節能減排降碳”系列講座成功召開。冶金工業規劃研究院院長范鐵軍受邀，在本次講座中作主題報告《從“節能”到“用能” 雙碳目標下鋼鐵能源轉型變革之路》。

 

1、中國鋼鐵工業現狀

 

現階段，我國鋼鐵工業已經處于加快重組、強化環保、低碳發展三期疊加的歷史階段，正在向高質量低碳階段演進。

 

近年來，我國工業能源消費比重緩慢下降。從鋼鐵工業領域來看，噸鋼綜合能耗逐步下降，主要生產工序能耗達標率逐步提高，二次能源利用水平也在不斷提高。中國鋼鐵工業協會公布數據顯示，2021年全國重點大中型鋼鐵企業噸鋼綜合能耗為549.24千克標準煤，較2020年下降0.11%，較2015年下降4%。但由于環保等原因，與2020年相比，2021年我國鋼鐵工業部分工序能耗略有上升。

 

2、相關節能降碳政策及展望

 

為應對能源供需矛盾、生態文明建設、經濟高質量發展帶來的挑戰，我國始終堅持能源轉型戰略。站在新的歷史方位，面對日益復雜的國際形勢和日益嚴峻的氣候變化挑戰，緊密圍繞國家提出的碳達峰、碳中和重大戰略目標，黨中央、國務院及各部委陸續出臺一系列政策舉措，均對能源轉型和節能降碳提出了新的要求。

 

結合國家政策要求以及近年國內能源總量和能源結構變化，預計2030年前，我國非化石能源消費占比將由15.9%增加至25%；2030年后，我國能源消費總量將逐步穩定，非化石能源消費占比快速上升，能源供給率也將逐步增加。

 

3、我國鋼鐵能源轉型歷程

 

鋼鐵工業是國民經濟重要基礎產業，也是能源消耗大戶。我國鋼鐵工業能源轉型歷程按照時間和能源種類兩個維度，大致分為如下四個階段：

 

一次能源“使用”階段——節約優先。一次能源“使用”階段從“五五”開始。在此期間，我國鋼鐵工業能源使用相對粗放，甚至在一定時間段重油曾被廣泛用作高爐噴吹燃料，加熱爐、鐵礦石燒結和鐵礦石球團法的點火、焙燒等。

 

二次能源“利用”階段——提高效率。從“十五”開始進入二次能源“利用”階段。在此期間，節能技術進步取得快速發展，大量先進成熟技術在我國鋼鐵工業中獲得廣泛應用。但鋼鐵二次能源利用仍存在一些尚未解決的問題，包括余熱余能回收效率低、能源介質距離輸送長、煤氣及蒸汽存在階段性不平衡及耦合利用方面仍有提升潛力、部分耗能設備介質使用溫度和能級不匹配、熔融鋼渣余熱等中低溫余熱尚未利用等。

 

新舊能源“混用”階段——協調互補。碳中和戰略要求大力發展可再生能源，但我國以煤為主的能源結構短期內不會改變，鋼鐵工業進入新舊能源“混用”階段。在此期間，需要統籌化石能源與可再生能源協調互補，以儲能系統為支撐逐步加強新能源的應用和消納；需要利用鋼鐵二次能源可調節性強的優勢，以儲能系統為重要橋梁，與可再生能源構建多能互補與儲能相結合的能源體系，并探索可再生能源與副產煤氣、余熱余壓自發電機組相銜接的智慧電力供應網絡建設，促進能源結構清潔低碳化。

 

未來能源“通用”階段——聯通共享。伴隨電力的逐步“綠化”，我國鋼鐵工業將持續推進電氣化，大幅提高電能應用比例，加快推廣以電代煤、以電代油、以電代氣。但是，盡管電能替代會在鋼鐵工業脫碳進程中發揮重要作用，仍有80%左右來源于原料與生產高品位熱能的碳排放無法通過電能替代實現脫碳，而氫能是解決這一問題的有效途徑。因此，構建以“綠電+綠氫”為核心的能源系統，擺脫對化石能源的依賴，從源頭上解決碳排放問題，才是鋼鐵工業實現低碳甚至“零碳”排放的最佳途徑。同時，還需依靠“互聯網+”加快能源數字化、智能化升級，提高能源系統靈活感知及高效運行能力，最終實現能源系統聯通共享。

 

4、結論建議

 

當前，我國鋼鐵工業正在由二次能源“利用”階段走向新舊能源“混用”階段。在這個關鍵的轉型期，在立足以煤為主的基本國情基礎上，我國鋼鐵工業應統籌推進化石能源與非化石能源協調互補，依托儲能系統橋梁，著力構建多能互補與儲能相結合的能源體系。

 

對于鋼鐵企業而言，每家企業的生產方式、裝備水平、流程結構、地域能源供應條件均有所差異，發展階段也不盡相同。因此，建議鋼鐵企業正確認識和把握雙碳進程中能源轉型的重要性，客觀評估能效水平并制定措施以達到國家政策要求，為企業爭取更大的發展空間以應對能耗雙控的不利影響，提前布局氫能等未來能源系統，實現能源轉型高質量發展。