推进钢铁极致能效 争创行业能效标杆
去年12月，国家发展和改革委员会主任郑栅洁向十四届全国人大常委会第七次会议做了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》实施中期评估报告。报告指出，4项指标滞后预期，其中2项指标值涉及能耗，分别为单位GDP能源消耗降低与单位GDP二氧化碳排放降低。国家发展改革委提出要进一步完善能耗及碳排放强度管控政策，坚决遏制高耗能、高排放、低水平项目盲目上马，严格合理控制煤炭消费总量，大力推动重点领域节能降碳改造，加快实施主要污染物重点减排工程，提高治污科学性、精准性。
钢铁行业是国民经济的基础性、支柱型产业，是关乎工业稳定增长、经济平稳运行的重要领域，同时也是能源消费总量大、碳排放总量高的行业，需要更大力度推进钢铁行业节能工作，推动完成“十四五”能耗强度下降的约束性指标。开展钢铁行业极致能效提升工作，不仅是国家政策要求，还是行业当前发展阶段必然要求，同时也是企业自身降本增效诉求。
钢铁行业能源利用现状及问题
其一，钢铁行业节能工作现状。
钢铁行业高度重视节能增效推进工作，在发展历程中始终坚持节能优先原则。经过多年努力和发展，行业不断加强自律，持续推进低效产能出清，并大力推动极致能效工程，开展能效标杆示范厂培育活动，积极推广先进成熟技术和产品，钢铁行业能效水平整体已处于国际领先水平。
一是极致能效工程稳步推进。
钢铁行业持续深入推进极致能效工程，成为众多企业最重要的工作之一。中国钢铁工业协会以能效标杆为切入点，启动“双碳最佳实践能效标杆示范厂”培育工作，目前正在培育的标杆企业共58家。同时，行业开展了煤气高效利用、中低温余热回收等8场专题推进会议，2024年初发布实施《钢铁“双碳最佳实践能效标杆示范”验收办法（试行）》，正式开展能效标杆评估验收工作，极致能效工程对于促进企业加强能效对标、加大节能技改投入发挥了重要作用，取得了显著的节能成效。
二是主要能耗指标持续下降。
近年来，钢铁行业工艺流程结构不断优化，废钢使用比例持续提高，热轧免加热炉直轧等技术普及应用，行业吨钢综合能耗等指标保持稳步下降趋势。据统计，2023年全国重点大中型钢铁企业平均吨钢综合能耗（标准煤）为558.3千克，较2017年和2012年分别下降2.1%和7.4%。焦化工序、高炉工序、转炉炼钢工序、电炉炼钢工序等主要生产工序能耗指标持续降低。
三是能源利用水平逐步提升。
钢铁行业二次能源回收利用效率得到大幅提升，2023年行业余热余能自发电比例提高到56%左右，较2017年和2012年分别提高了11个百分点和21个百分点。余热余能发电机组特别是煤气锅炉发电技术近年来快速发展，参数由原来的中温中压发展到目前主流的亚临界参数机组，高炉煤气单耗由5立方米/千瓦时降至2.5立方米/千瓦时左右，先进机组的热效率达到44%。已投产运行的焦化干熄焦装置达到330套以上，重点大中型钢铁企业干熄焦配备率达93%以上，焦炉上升管余热回收技术推广迅速；高炉TRT（BPRT）配备率已达99%以上，烧结余热回收利用技术、饱和蒸汽发电技术等已经处于世界领先水平。
四是能源综合管理水平不断提高。
钢铁行业加强能源管理体系建设，取得能源管理体系认证的企业比例达到80%左右，并扎实开展能效标杆创建、节能诊断、对标找差等工作，能源精细化管理水平不断提高。钢铁企业能源信息化管控水平大幅提升，已有百余家钢铁企业建设了现代化能源管控中心，实现能源介质集中管控，能源数据在线采集分析，能源管控和生产效率极大提升。
其二，存在的问题。
一是能源消费总量保持高位。
2023年的吨钢综合能耗为558.3千克标准煤，以2023年粗钢产量10.19亿吨计算，钢铁行业能源消费总量5.69亿吨标准煤，约占全国能源消耗总量的10%。“十四五”期间，粗钢产量仍然维持高位运行，行业能源消费总量仍然居高不下。
二是能源消费结构高碳化。
电炉钢和氢能冶金等短流程炼钢仍然进展缓慢，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，距离其他国家有一定差距。以高炉—转炉长流程为主的工艺流程结构，导致钢铁行业能源结构高碳化，煤、焦炭占行业能源消费总量的约90%，远高于2023年全国能源消费结构中煤炭占55.3%的比例。在电力消耗中，绿电（光伏发电、风电）应用比例仍处于较低水平，短期内能源转型难度比其他行业更大。
三是节能技术创新和达标杆难度大。
近年来钢铁行业节能技术普及推广速度很快，但节能新技术的自主研发和创新难度很大，转炉全温域余热回收、钢铁渣显热利用、竖冷窑余热回收等创新节能技术仍处研发之中，距离大规模推广还存在较大差距，新技术节能创新遇到瓶颈期。钢铁企业能效达标杆比例仍然较低，高炉工序能耗达标杆产能比例仅处于个位数，距离2025年能效达到标杆水平的产能比例超过30%的目标还有较大差距。
四是环保、产品深加工等环节增加用能较多。
钢铁行业超低排放改造稳步推进，已有超百家钢企实现了全流程超低排放。但超低排放设施运行需要增加额外大量能源消耗，如烧结工序需增能5千克标准煤/吨左右，约占烧结工序能耗的10%。由于钢铁企业产品附加值不断提高，产品加工深度不断加深、后端加工产业链不断延长、特钢行业发展潜力巨大等因素，导致钢铁增能环节不断增加且为刚性用能。
开展钢铁极致能效工作的必要性
其一，满足国家有关政策要求的需要。
《“十四五”节能减排综合工作方案》文件提出，到2025年全国单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%。到2025年，通过实施节能降碳行动，钢铁等重点行业产能达到能效标杆水平的比例超过30%，能源消费总量得到合理控制。国家发展改革委发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》《工业重点领域能效标杆水平和基准水平（2023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%。极致能效工程同样被写入《钢铁行业稳增长工作方案》。
各省（自治区、直辖市）层面均配套印发了能效约束文件，对于钢铁行业30%产能达标杆将是硬约束，会有更多支持与惩罚配套政策出台。对于达到标杆值的企业有更多奖励和优惠政策，如差别化产量调控、规范企业分级分类管理等方面；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。
其二，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，当前已处于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。钢铁行业能耗强度尚有15%~20%的下降潜力。开展钢铁行业极致能效工作是钢铁行业最直接、最经济、最有效的降碳路径，是应对行业严峻形势、开展降本增效的最有效手段，同时也是发展绿色低碳产业、推动钢铁稳增长的重要举措。
其三，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，企业间的竞争进一步加剧，企业生产经营面临巨大挑战。一般而言，钢铁企业能源生产成本占总生产成本的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每吨300元左右。面对利润空间压缩的困难局面，企业应节省开支、简化流程，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。
钢铁极致能效提升工作方法研究
其一，组织机构建立。
组织机构建立是推进极致能效工作的基本保障，应建立由企业领导层作为主要责任人的专项领导小组。例如，首钢股份、南京钢铁、新兴铸管等企业纷纷成立了极致能效推动和能效标杆创建推动工作领导小组，均由企业一把手亲自担任组长，组员涵盖公司能源部门、规划部门、生产部门、财务部门、各生产分厂等多部门。
其二，编制全厂极致能效工作方案。
企业应高度重视系统能效提升，将极致能效工作摆在突出位置，编制全厂极致能效工作方案，科学指导工作开展。例如，中国宝武制订《中国宝武能效标杆创建工作方案（2023—2025年）》，明确集团公司及各钢铁子公司能效标杆创建的主要目标和重点任务。宝钢股份、宝钢湛江、首钢京唐等多企业发布了企业能效标杆三年行动计划，详细部署了极致能效工程未来3年的工作目标、工作步骤、能效项目清单等。
鞍钢鲅鱼圈、首钢股份、晋南钢铁等企业均和冶金规划院等第三方机构开展了极致能效提升三年行动计划暨能效标杆创建方案专项工作，从全厂角度系统优化诊断，分工序挖掘潜力，形成了指导全公司能效提升工作的指导性文件。
其三，开展极致能效专题培训。
开展极致能效专题培训，公司上下统一思想。例如，中国宝武、鞍钢鲅鱼圈、本钢板材、中信泰富特钢、南钢股份、山钢、陕钢、建龙、德龙、晋南钢铁、镔鑫钢铁等多家企业主动开展极致能效工程和标杆创建主题的专题培训，使企业中高层和各分厂、部门管理人员系统了解极致能效工程和能效提升主要路径等。
其四，钢铁极致能效提升六大路径。
一是工艺和装备节能极致化。
通过推进产能置换，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。针对焦化、炼铁、炼钢、轧钢等重点工序的节能提效需求，以原料燃料优化和节能低碳技术集成耦合优化为核心，深度融合大数据、人工智能等数字化智慧化技术，加快主体工艺节能提效改造提升。重点推广原料场皮带电机云、焦化上升管余热回收利用、超高压干熄焦、烧结机头电除尘系统节电、带式焙烧机球团、顶燃式高风温热风炉及超低煤气消耗技术、高富氧大喷煤、铁水一罐到底、铸坯热送热装、直接轧制等工艺节能技术。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。
二是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。要重点关注装备性、工序性、全厂性的余热余能先进技术装备，推动能源网络分布式耦合优化，实现钢铁生产工艺过程与“源—网—荷—储”分布式能源系统的充分耦合，实现煤气、蒸汽等能源网络的互联互储。关注二次能源直接利用技术手段，减少能源转化次数，提高综合能源利用效率。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技术、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。
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、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、副产煤气制甲醇和液化天然气、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。
四是通用设备节能极致化。
钢铁行业应加快推动制氧机组低能耗和大型化改造进程。鼓励钢铁企业开展用能设备节能诊断，结合设备能效水平和运行维护情况，评估先进节能技术装备推广应用潜力。引导企业实施重点用能设备更新升级，优先选用高效节能设备，加快淘汰不符合现行国家能效标准要求的落后低效通用用能设备。开展重点用能设备系统匹配性节能改造和运行控制优化。加快应用通用用能设备节能技术，提高电机系统效率和质量。关注系统节能工作，重点推动设备节能向系统节能理念转变，从管理方式、系统耦合等方便进行系统节能提效。关注环保设施节能工作，平衡环保效果和节能降耗的关系，探索环保节能技术耦合。鼓励企业采用专业化运营管理模式，实现节能降耗。
五是新能源体系建立极致化。
支持具备条件的钢铁企业建设工业绿色微电网，加快分布式光伏、分散式风电、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统开发运行，推进多能高效互补利用。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，就近大规模高比例利用可再生能源。在钢铁行业加热、烘干、蒸汽供应等环节，推广电弧炉、电锅炉、电窑炉、电加热装备、高温热泵、大功率电热储能锅炉等电能替代工艺技术装备，扩大电气化终端用能设备使用比例。鼓励优先使用可再生能源满足电能替代项目的用电需求。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。
六是能源管理极致化。
推进能源管理体系认证及管理工作，培养形成相互联系、相互制约、相互促进的科学能源管理理念、机制和方法，应用系统管理方法降低能源消耗、提高能源利用率。开展能源管理培训工作，从能源统计、数据计算、计量管理、制度完善等方面开展标准化、规范化模式管理培训，夯实中小型企业能源管理基础。加强能源计量、统计等基础能力建设。完善水、电、风、煤气、蒸汽等各种能源介质的计量设备，提高计量工作的准确性和科学性。推动企业从原有的事后分析能源管理模式转向以生产流程和生产计划为中心，进行预案设置、过程跟踪、实时统计、动态分析的事中、事前分析能源管理模式，减少从能源生产到消费过程中的损失和浪费。研究应用加热炉、烘烤钢包、钢水钢坯厂内运输等数字化、智能化管控措施，推动钢铁生产过程的大物质流、大能量流协同优化。加快推进数字化转型，深入挖掘5G赋能钢铁行业节能提效的典型案例和场景并加以推广，探索“工业互联网+能效管理”典型应用场景。推动钢铁企业深化能源管控系统建设，通过能量流、物质流等信息采集监控、智能分析和精细管理，实现以能效为约束的多目标运行决策优化等。
科学开展钢铁能效标杆评估
钢协2024年1月正式发布《钢铁“双碳最佳实践能效标杆示范”验收办法》，标志着钢铁行业能效标杆示范验收正式启动，冶金规划院牵头开展《钢铁企业重点工序能效标杆评估规范》团体标准编制，规范评估工作开展。
能效标杆评估重点关注企业所提供数据和信息的完整性、一致性、合规性、关联逻辑性，能耗统计范围和计算过程的准确性，单位产品能耗对标情况等，内容主要包括：
一是能效标杆培育方案组织和推进情况评估。重点评估能效标杆提升方案和实施推进情况。
二是能源管理水平评估。重点评估能源管理体系建立和认证、能源管控中心建设和运行、能源精细化管控等内容。
三是能源计量情况评估。重点评估企业测量管理体系建立和认证、能源计量器具台账、计量器具配备率、产品产量计量和各能源介质实际计量情况。
四是能源化验情况评估。重点评估企业委托化验的单位资质情况，原料品位和成分化验情况，燃料发热值、灰分、挥发分等情况，副产煤气成分和热值情况，折标调整系数中要求的入炉矿品位、钢水终点含碳量等化验情况。
五是能源统计情况评估。重点评估企业能源统计实物量数据来源和准确性、合理性，数据在线获取情况。能源介质供销存台账数据、盘库数据、企业能源平衡表、生产日报月报年报数据等。
六是节能技术与措施配备情况评估。重点评估培育期间所实施的节能措施能否支撑能耗指标大幅下降。
七是能源计算情况评估。重点评估折标系数选取是否合理。评估工序能耗计算范围是否合理，是否严格按照国标和团标计算范围规定及数据填报系统中的填报说明要求。评估计算过程是否准确，是否严格按照国标和团标计算范围规定及数据填报系统中的填报说明要求进行计算。评估特殊折算系数选取是否准确，超低排放能耗抵扣、矿石品位、转炉装料废钢比、电炉钢种、绿电抵扣等对标调整系数选取是否合理。
企业开展极致能效工作是项系统工程，重点工序稳定达标杆对钢铁企业来说有较大难度，必要时需要借助第三方专业机构助力企业开展极致能效提升工作。
近年来，冶金规划院先后为国内多家企业开展了极致能效专项咨询工作，如首钢股份、鞍钢鲅鱼圈、新兴铸管、西昌钢钒、晋南钢铁、荣程钢铁、通才工贸、中新钢铁、天柱钢铁等企业极致能效提升及标杆培育计划，为宝钢湛江、宝钢股份、首钢京唐、鞍钢鲅鱼圈等企业开展了能效标杆能力诊断项目，为钢铁企业开展极致能效提升和标杆培育提供成熟的经验和案例。
极致能效工作既提升了钢铁企业的效益，又推动钢铁行业节能降碳工作，是当前钢铁企业高质量发展的必由之路。建议钢铁企业科学推进极致能效工作，完善能效标杆基础能力，早日通过能效标杆验收，争创行业能效标杆示范。（中国冶金报）