加强二次能源利用 促进钢铁绿色制造
编辑：企联编辑来源：中国冶金报评论数:0发布时间:2012-02-04 00:00:00
2011年底发布的《钢铁工业“十二五”发展规划》明确提出，“十二五”末，钢铁工业万元工业增加值能耗和二氧化碳排放分别下降18%，重点统计钢铁企业平均吨钢综合能耗低于580千克标煤……随着钢铁行业节能减排的约束性指标更加严格，加上能耗下降空间越来越小、难度越来越大，钢铁企业“十二五”面临的节能减排压力将越来越大。 2011年，中国钢铁工业协会根据钢铁企业在节能减排工作中遇到的实际问题和要求组织了专题调研，指出钢铁业进一步加强二次能源利用的重点和难点，对如何加强二次能源利用、促进钢铁绿色制造提出了具体的建议和对策。 钢铁绿色、低碳制造要求加强二次能源利用 参与此次调研的钢协发展与科技环保部副主任黄导日前在接受《中国冶金报》记者采访时强调，“十二五”期间，在能源、环境的制约下，绿色制造、低碳发展不仅是企业降低成本、增强竞争力的重要措施，也成为企业生存发展的关键。绿色制造强调源头消减、过程控制和末端污染治理相结合，从过程科学、技术与工程研发入手，发展环境友好的生产工艺、技术装备、制造流程，要求消耗尽可能少的资源和能源，污染物尽可能消除在制造过程中，同时减少碳排放。 提高企业二次能源的利用效率是企业节能减排的重要措施之一。在谈到钢铁工业的碳减排途径时，钢协研究课题组认为，目前，国际上普遍运用的3种钢铁企业CO2排放统计计算方法是：CO2直接排放计算、由能源消耗引起的CO2排放计算、基于LCA（生命周期评价）的CO2排放计算，但无论采用哪一种计算方法测算均是以能源消耗为基础的。因此，提高能源利用效率和加强二次能源利用，从而降低一次能源消耗是现阶段减少碳排放的主要途径。 从短期来讲，一是加强节能减排，提高并减少外购能源。采用干熄焦（CDQ）、高炉煤气余压透平发电（TRT）、煤气综合利用、蓄热式燃烧技术、热送热装等节能措施，提高能源转换效率和高效回收富集余热资源，在保证生产过程需要的同时，将富余的余热资源外供企业周边社区商用，都是降低CO2排放强度的有效手段。二是从二次能源利用技术应用现状和减排潜力来看，钢铁企业在低温余热综合利用方面仍有较大的潜力，应该作为行业“十二五”提高余热资源综合利用水平的主攻方向。此外，钢铁行业还要加强淘汰落后，控制总量增长，因为有效控制总量才是最有效的CO2总量减排手段。 从长期来看，首先要注重废钢资源的利用，降低铁钢比。电炉短流程主要使用再生资源———废钢，可以比利用天然资源的高炉—转炉流程消耗更少的原料和能源，排放更少的气体和固态物质，更有利于节约能源和资源，减少污染，对环境的影响更小。随着我国废钢积蓄量的增加，应逐步重视发展废钢—电炉短流程的比例，使其成为未来解决钢铁工业高CO2排放的途径之一。其次，要积极开发清洁能源，关注碳捕集与储存技术。此外，从钢铁生产的全生命周期考虑，还要与其他行业形成生态链，发展循环经济，延伸产品加工深度，提高产品质量，减少钢材浪费，延长钢材的使用寿命等。 我国钢铁工业二次能源利用存在的问题 “十一五”期间，我国钢铁工业吨钢综合能耗下降显著。全国有能源指标统计的钢铁企业吨钢综合能耗从2005年的694千克标煤下降到2010年的605千克标煤，下降了12.8%；与2010年的平均水平相比，2011年1月～10月份，吨钢综合能耗下降了5千克标煤。“虽然我国钢铁工业节能减排取得了巨大的成就，但仍然存在一些问题和差距。”黄导在接受采访时强调,“由于我国钢铁工业工艺、技术、装备的多层次性以及一些企业的工艺布局相对不尽合理，钢铁工业在余热余能等二次能源回收方面存在着先天不足，须进一步研究相关技术的适用性，提高其应用水平。” 1.二次能源回收利用技术的节能效果和普及率有待提高 近两年，钢协组织钢铁企业开展了能效对标活动。对照参与对标活动企业的二次能源利用数据发现，各企业二次能源利用情况对于工序能耗的影响很大，但部分企业尚未采用有效的二次能源利用技术，已实施的节能技术在各企业间的效果差距也很大。据调研，TRT吨铁发电量除受干式和湿式除尘工艺的影响之外，同一高炉在不同条件下发电量也会不同。不同企业之间湿式TRT的吨铁发电量存在较大差距。如在调研企业中，高炉TRT吨铁发电量高的可达到38.44千瓦时，发电量少的为15.49千瓦时。即使是同一台TRT，由于高炉操作条件和运行效率的变化，其吨铁发电量也存在较大差距。以某企业2011年高炉TRT的吨铁发电量为例，9月份平均吨铁发电量最高，达到27.51千瓦时；7月份平均吨铁发电量最小，仅为2.67千瓦时。 2.煤气回收利用水平大幅度提高，但仍有潜力 在钢铁生产中产生的高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等大量副产煤气资源，是钢铁企业重要的二次能源，在钢企的能源平衡中占有十分重要的地位。副产煤气折算能源量占钢铁工业二次能源总量的比重最大，约占全流程钢企的74.6%。 从我国铁企副产煤气回收利用和转炉煤气回收的情况来看，焦炉、高炉煤气放散率较高，在转炉煤气回收量和提高煤气利用水平方面具有一定潜力。据统计，2010年，重点钢铁企业焦炉煤气放散率为1.76%，高炉煤气放散率为5.28%，转炉煤气回收量为81立方米/吨。加上我国钢产量较高，因此煤气放散总量所折算的能源量损失是巨大的。2010年，重点钢铁企业生产焦炭14288万吨、生铁51985万吨、粗钢55431万吨，放散的焦炉煤气量和高炉煤气量折合标煤超过1000万吨。若转炉煤气回收量达到100立方米/吨，则相当于可多回收200万吨以上标煤。 3.蒸汽回收利用效率不高 由于蒸汽系统在钢企中属于辅助系统，能耗比例相对较小，所以长期以来不被重视。另外，蒸汽系统还有其本身的复杂性，如发生源分散、不易储存、不宜长距离输送、不同用户对蒸汽压力要求不同等。在蒸汽的使用过程中，大量的中高压蒸汽要减温减压才能满足不同用户的使用要求，由此会造成巨大的能量损失，导致整个系统的使用效率低下。 在蒸汽的使用过程中，高压蒸汽、中压蒸汽均有较大比例的降级使用量，所以蒸汽损失也比较大。当前，钢企节能工作越来越重要，节能研究也越来越细化，蒸汽能否合理利用将直接影响到企业产品的顺利生产和整体节能。因此，亟须挖掘蒸汽系统存在的潜力和找出解决问题的途径。 4.二次能源自发电有待进一步加强 “十一五”期间，我国钢铁企业自发电水平已有较大幅度提高，自发电比例从2005年的19.4%提高至2010年的31.9%，但与自发电水平较高的日本相比仍有较大差距。1999年，日本钢铁工业二次能源和共同火力发电总量已达到总用电量的88%。 通过对25家钢企2011年前三个季度自发电情况的调研发现，自发电量占生产耗电量的比例高于40%的企业有12家。虽然一些企业自发电中二次能源发电所占比重已经达到100%，即自发电全部为二次能源发电，但各企业之间差距较大，须进一步挖掘潜力。 目前，发电是钢企利用二次能源的一个重要途径。提高自发电比例目的在于充分利用生产过程中产生的二次能源，但发电并不是唯一途径，还可适当开辟煤气等优质二次能源的利用途径，提高能源使用效率。 钢铁工业推进二次能源利用的对策措施 “针对以上问题，我们向钢厂提出了4个方面的对策和措施。”黄导表示。 1.研发推广主要二次能源利用技术，挖掘节能潜力 研究表明，技术进步对节能的贡献率达到40%～60%。据钢协预测，如果已有成熟的二次能源技术和节能措施得到采用和落实，2015年，钢铁行业的节能潜力有望达到1671万吨标煤。因此，“十二五”期间，钢企仍须进一步完善推广干熄焦、烧结余热回收、负能炼钢、转炉煤气余热回收、连铸坯热装热送等技术，并着重对已有节能技术的使用效果进行改进，充分发挥节能技术应有的节能潜力，提高利用效率和普及率。 对于高炉渣和钢渣显热，国内目前尚无有效的回收利用技术；由于技术原因，焦炉荒煤气显热、烧结和焦化烟气显热尚未被很好地回收利用……这些技术是目前钢铁生产过程节能尚未解决且亟待解决的关键环节，其中部分技术已通过钢协获得国家专项资金支持开展工业试验研究。“十二五”期间，钢企应积极研发并关注这些技术的进展和节能减排效果，待完善成熟后逐步推广应用。 此外，“十一五”期间，很多单体节能技术、污染防治技术在钢企得到了较好的推广，但部分企业仍存在着节能与环保脱节的问题，即考虑节能时忽视环保，考虑环保时忽视节能。“十二五”期间，在节能减排技术领域，钢企应考虑节能与环保的技术集成优化。 2.加强能源管理，推进能源管控中心建设 自2009年7月24日工信部发布关于印发《钢铁企业能源管理中心建设实施方案》的通知以来，钢铁行业共有55项钢铁能源管控中心建设项目，获得中央财政资金支持超过5亿元。截至2011年9月底，已有13个项目完成投运，其他项目正在建设中。 建立企业能源管理中心是提高企业能源管理水平的重要技术手段。能源管理中心着眼于全厂介质的在线跟踪与优化控制：一是确保生产的稳定供应和动态调配；二是充分优化能源系统，实现能源的合理配置，可降低总能耗2%～5%；三是集中管理与自动化操作，提高劳动生产率。尽管我国建设能源管理中心起步较晚，但钢企能源管理中心的技术发展已从单纯的设备监控转向过程和系统综合监控，并继续向管控一体化方向发展，未来还将逐步与环境监测系统融合，以达到相互促进、协同管理的效果。 3.推进行业间联合，提高二次能源利用效率 钢铁工业存在着消纳社会大宗废弃物、实施循环经济的巨大潜力，能有效地推动钢铁工业低碳经济的发展。这种减排量虽然不在钢铁行业或企业内部体现，但对于社会整体的能源、资源利用效率提高和CO2减排都是有益的。 一是与供热企业联合供热。钢铁生产过程中产生大量的低温余热，有条件的钢厂可与供热企业联合，将低温余热资源用于周边城市居民的供热取暖，可以大量减少煤炭的消耗。 二是与钢企周边的电厂合作，发展共同火力发电。这能够提高包括高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等副产煤气的回收量，使钢厂的副产煤气得到充分、合理的利用，实现煤气 “零排放”。此外，副产煤气还可通过生产化工产品提高附加值，如生产氢、甲醇、二甲醚（CH3OCH3）等。 三是冶金渣资源化利用。例如，钢渣可以代替石灰石作为冶金原料，主要用于烧结熔剂、炼铁高炉熔剂和炼钢返回渣等。由于钢渣含有40%～50%的CaO、MgO、MnO和铁的氧化物等有益成分，使用1吨钢渣相当于节约700千克～750千克的石灰石，可以减排CO20.031吨～0.033吨。此外，将钢渣代替石灰石作为冶金原料还具有降低燃料消耗和生产成本、软化温度低、物相均匀、改善高炉运行状况、高效节能等优点。再如，冶金渣可以用于生产无熟料或少熟料的水泥、冶金渣砖，以及用于铁路、公路和工程回填等。将炉渣用于生产炉渣水泥（特别是高炉渣）具有很好的节能减排潜力，工艺成熟，应大力推广。 4.减少污染物排放、能源消耗，促进钢铁绿色制造 目前，我国钢铁工业仍以长流程工艺制造为主。因此，“十二五”节能环保工作应在“十一五”期间“三干三利用”普及推广的基础上，继续合理控制钢铁生产总量，重点实施以烧结烟气脱硫为重点的大气污染防治技术、以综合废水脱盐为重点的废水治理利用技术、以含铁尘泥脱锌为重点的固废处置利用技术，实施系统集成烧结生产节能环保技术、系统集成烟气干法净化与余热余压综合利用技术、系统集成冶金渣处理高附加值利用与余热利用技术。通过实施和推广这些工艺技术，最终实现钢铁生产污染高效处理与无害化防治要求下的“三低”———低耗、低硫、低碳，实现循环经济理念下的“三高效”———能源高效转换和高效利用、水资源的高效与循环利用、铁资源的高效与循环利用，保证钢铁工业绿色制造战略目标的实现。 促进二次能源高效利用的政策建议 据黄导介绍，针对如何促进钢厂二次能源高效利用的问题，钢协已向国家有关部门提出了以下的政策建议： 1.鼓励技术创新和节能技术改造项目的建议 钢铁行业二次能源的回收利用必须依靠技术进步，而技术进步需要经费投入和政策引导。 一是建议国家进一步加大科技投入，加快二次能源回收利用新技术、新工艺、新设备的研发，并加强国际间的技术交流与合作，以推进企业二次能源回收利用相关技术的研究。 二是建议国家有关部门制定相应的鼓励政策，对钢企实现低热值燃料替代高热值燃料的热工设备后，对大幅度降低能源消耗的单位进行奖励，同时对于采用新型技术设计给予政策支持。 三是针对钢企将还原性好的自产煤气应用在高炉等还原设备上的情况，对减少此类还原设备外加还原剂的消耗、实现煤气资源高效利用的单位，建议国家要出台相应的政策进行鼓励。 四是针对煤气、蒸汽等二次能源介质，设立专项研发基金，鼓励企业采用产学研结合的方式，开发不同能源介质的产生、使用和优化利用决策平台，选取典型企业给予资金支持建立示范平台，推进产业化。 五是鼓励企业技术创新，对技术创新的部门和个人给予鼓励和支持，尤其是鼓励企业通过自主创新形成有自主知识产权的二次能源回收利用技术。 六是出台优惠政策，鼓励二次能源回收利用项目投资。建议国家给予这类投资项目征地优先等优惠政策，并减免投资调节税、进口技术设备关税等税收，在项目贷款上给予无息或贴息贷款；允许钢铁企业二次能源回收利用项目采用加速折旧的办法回收投资。 七是设立专项建设资金，鼓励钢厂同其他企业实施区域循环经济，如共同火力发电模式，协调钢厂与其他企业的供求关系、投资和利益分配，适当制定钢企余热蒸汽、副产煤气外销时的市场指导价。 2.对钢厂二次能源发电给予政策支持 企业以盈利为目的。如果企业亏损经营，则难以调动企业综合利用二次能源的积极性。钢厂二次能源回收利用的一项重要途径就是发电，但目前钢企在二次能源发电方面还存在很多障碍，需要政策支持。 一是合理定位钢铁行业二次能源电厂，解决二次能源发电上网问题。建议国家有关部门在制定企业自备电厂管理办法时，考虑将钢厂利用二次能源、自建自发自用的电厂定位为自备电厂，或者将钢厂利用二次能源所发电量视为可再生能源。利用二次能源发电，其上网价格可按照国家有关可再生能源发电价格和费用分摊的管理规定一并执行，并给予一定的税收优惠。电网按统一价格收购，或对企业自发电的上网部分降低电价，并减免入网费、过网费、管理费等费用。自备电厂缴给电网企业的备用容量费、过网费等，其收费总量在法律上要明确规定上限。 二是钢厂二次能源电厂并网审批问题。为减少利用二次能源发电的不稳定性对电网造成的不利影响，电网管理部门可制定有关技术规定，要求钢铁企业必须具备相应技术措施才能并网。建议从企业申报到批复有明确的时限要求，提高办事效率。同时，为避免行业利益争端，建议国家行政部门进行审批，而不是电力企业审批。 三是二次能源电厂机组形式选择的政策建议。发电机组管理不能“一刀切”，建议对钢厂煤气和煤粉混烧机组给予资源综合利用机组认证，予以准建。 四是建议钢厂认真研究相关有利于促进二次能源利用的政策。目前，财政部、国家税务总局联合下发了《关于调整完善资源综合利用产品及劳务增值税政策的通知》，为企业大力发展循环经济，加强资源节约型、环境友好型的建设提供了政策保证。
