中国钢铁工业的能耗现状及分析研究

中国钢铁工业的能耗现状及分析研究

钢铁行业是我国的基础性产业，我国钢铁行业装备及技术创新任重而道远。科技水平的高低直接关系到一个国家综合国力的强弱。在我国，科技水平较低一直是经济发展中的一个最大障碍，钢铁行业同样也不例外。其中，技术装备落后是中国钢铁工业目前存在的最大结构问题。近几年来，我国钢铁企业的技术装备水平虽然得到较大的提高，但与发达国家相比，还存在很大的差距。在钢铁出口产品中，我国的初级产品比重高达60%，而高级产品的比重我国只有20%，仅占美国的30%、日本的27%、韩国的26%。并且，高附加值产品的比重仅为3%，与发达国家的差距更远。按生产能力统计，我国有竞争能力的装备约占50%，其余是需要改造和淘汰的。在大中型钢铁企业中，炼铁高炉中约有两千五百万吨的生产能力是落后的。在轧钢设备中，具有国际先进技术水平的设备不到50%，国际上早已淘汰的复二重机等设备仍在使用。目前，我国在整体装备上达到国际先进水平的大型企业只有宝钢和天津钢管公司，年产钢能力约为一千余万吨，占全国钢总产量不到10%。

目前我国钢铁产量、消费量、净出口量以及铁矿石进口量均居世界第一，2004 年，中国生铁产量为2.51亿t，钢产量为2.72亿t，钢材产量为 2.97亿t，焦炭产量为2.09亿t。去年（2005年），宝钢分公司炼铁厂全面完成铁水、烧结矿、焦炭等生产目标，其中共生产铁水1301.18万吨，焦炭535.4万吨，均创历史最好水平。仅以钢产量而论，中国的钢产量要比产钢量居世界第二、第三、第四位国家的产量之和还要多，占世界钢总产量的 26.31％；焦炭产量占世界总产量的50％以上，其贸易量占世界焦炭贸易量的60％。由于中国钢铁产品产量高，也就造成了中国钢铁工业所消耗的能源总量很大。据统计，2003年中国钢铁工业消耗了2.74亿t标准煤，占全国能源消耗量的16.3％，消耗量仅次于电力工业。

中国古代思想家荀子两千年前就提出，“强本而节用，则天不能贫”，而我国资源储量的本并不强，如果不在合理使用上下功夫，不顾自然、不计代价、不为未来、竭泽而渔、竭矿而采，就会很快耗尽国内资源，而且会加大全球资源供给的压力。（中国的四大钢铁公司—武汉钢铁（集团）公司、马鞍山钢铁股份有限公司、江苏沙钢集团公司和唐山钢铁股份公司通过合资公司的方式获得

必和必拓转租的Jimble—bar铁矿石矿40%的股权。这项合资协议价值90亿美元，为期25年。我国已重金购买澳大利亚的铁矿石来满足资源供给的不足）。

我国钢铁工业的能耗现状

一是重点钢铁企业吨钢可比能耗比国际先进水平相差9.81％。2004 年，我国重点钢铁企业平均吨钢综合能耗为705kgce／t；而2000年，工业发达国家吨钢可比能耗平均值为642kgce／t ( 美国663、日本620,德国602、法国683) 。

二是钢铁工业能耗增幅低于钢产量增幅约5％。由于钢铁工业积极采用先进节能工艺技术和装备，在钢产量高速增长的同时，消耗能源的增幅低于钢产量的增幅。 ( 详见表 1) 表1 重点钢铁企业钢产量、能耗情况

三是钢铁工业主要工序能耗呈下降趋势。据统计，我国重点钢铁企业主要工序能耗在不断下降，而炼铁工序能耗呈上升趋势则是因为高炉炼铁原燃料供应紧张，价位攀升，成分不稳定，质量下降所造成的。通过加强管理，大力开展各项节能技术，2004年的能耗指标好于2003年。(详见表2) 表2 重点钢铁企业各工序能耗情况单位：kgce/t

四是钢铁企业之间工序能耗差距大，节能潜力大。由于中国钢铁工业产业集中度低、技术装备水平差距大、企业数量多、企业规模和装备容量差距大，造成中国钢铁工业是各种类型、多层共同发展的状态。这种情况也就造成了企业之间各工序能耗水平差距大，也可以说节能潜力非常大。( 详见表 3)

表3 2004年重点钢铁企业各工序能耗单位：kgce / t

五是一批钢铁企业已掌握了先进生产技术，其工序能耗已达到或接近国际先进水平。1999年，各工序国际先进的能耗指标是：焦化为128.1kgce／t，烧结为 58.89kgce／t，炼铁为437.93kgce ／t，转炉为-8.88kgce／t，电炉为198.6 kgce／t，热轧为47.82kgce／t，冷轧为80.28kgce／t。2004年，我国重点企业之中各工序能耗值先进的企业如下：

焦化工序能耗指标：宝钢(88.13)、攀钢(99.50) 、通钢(117.29) 、邯钢(121.04) 、柳钢(123.47) 、莱钢(126.39) 、临钢(102.94) 、邢钢(127.74) 。

烧结工序能耗指标：杭钢(52.06)、新余(52.35) 、酒钢(56.09)、新兴铸管(54.62)、太钢(56.50)、首钢(56.00) 。

炼铁工序能耗指标：宝钢(395.41)、新余(420.26)、新疆八钢(426.92)、梅山(428.46)、太钢(434.69)、新兴铸管(432.22)、莱钢(438.34)。

转炉工序能耗指标：武钢(-3.77)、湘钢(-2.28)、宝钢(-0.32)、酒钢(4.82)、本钢(6.21)、涟钢(7.89)、马钢(7.39)、太钢(9.38)。

电炉工序能耗指标：沙钢(146.31)、淮钢(159.66)、济钢(112.87)、莱钢( 175.61)、石钢(178.13)、太钢(179.70)、宝钢(182.66)、杭钢(159.95)、南昌(190.94)、广钢(192.79)、南京(192.82)、安钢(193.87)、冶钢(195.33) 。

热轧宽带工序能耗指标：包钢(50.18)、邯钢(57.07)、德龙(71.81)、唐钢(71.63)、攀钢(76.79)、宝钢(79.09)、马钢(79.56)、鞍钢(79.94)。

冷轧宽带工序能耗指标：马钢(78.53)、攀钢(80.7)、鞍钢(81.03)。

热轧窄带工序能耗指标：涟钢(60.61)、莱钢(58.51)、杭钢(59.31)、天铁(53.48)。

热轧无缝管工序能耗指标：新冶钢(117.66)、天津钢管(136.17)、安钢(152.05)、新余(169.77)、宝钢(177.76)。

我国钢铁企业能耗现状分析

一、钢铁企业节能工作的重点

据统计，全国炼铁系统占钢铁工业总能耗的69.41％( 其中烧结为6.06%，球团为0.49%，焦化为14.6%，炼铁为48.17%)，而其他工序只占较小的比例 ( 转炉为2.27 ％，电炉为3.08% ，轧钢为9.60％等)。这说明，炼铁系统应当承担钢铁工业节能降耗和降成本的重任。炼铁系统是钢铁工业节能的重点。

我国转炉工序能耗与国际先进水平差距最大，从表4可以看出，我国转炉工序能耗与国际先进水平相比，差值为35.45kgce/t, 比其他工序差值都大。其主要原因是我国转炉炉容偏小，回收转炉煤气能力不足。我们应大力开展转炉工序的节能工作。日本炼钢工序能耗占生产总能耗的3 ％，而我国是5.95％，炼钢节能也应成为我国钢铁工业的节能重点之一。

表4 2004年重点钢铁企业各工序能耗比较单位：kgce / t

二、钢铁企业产生的可燃气体的回收利用情况

国外工业发达国家转炉煤气回收量大于lOOm3/t 钢，而我国2004年企业最高值才为 95m3／t 钢，全国重点钢铁企业平均吨钢回收煤气量为 42m3/t钢，比上年度有所下降，而且尚有21个企业的转炉煤气没有回收。对转炉煤气进行回收和余热利用( 可产生蒸汽)，能够实现转炉炼钢工序负能耗作业。

转炉煤气的发热值在7000kJ/m3～8400kJ/m3，比高炉煤气的热值要高得多 (高炉煤气热值为2800kJ/m3～3500kJ/m3)，应当充分回收和合理利用。

钢铁企业所购入的煤炭能值有34.12％在生产过程中转变为可燃气体 ( 包括高炉、转炉、焦炉煤气 ) 。在正常生产状态下，每吨铁可产生 1700m3～2000m3 的煤气，每吨钢可回收80m3～120m3 煤气，每吨焦可产生350m3～430m3煤气。在联合钢铁企业中，可燃气体产生量是很大的。充分回收和合理利用这些煤气，对钢铁企业的节能影响是巨大的。

2004年，我国重点钢铁企业的煤气回收和使用情况不太理想。有18个企业高炉煤气放散率大于10％，最高的为24.88％；有8个企业焦炉煤气放散率大于10％，最高的为23.31％；有21个企业转炉煤气没有回收，有5个企业转炉煤气回收量小于30m3／t钢。

能源利用方式粗放、浪费严重、效率不高的问题未得到根本性解决。中国能源利用效率为33%，矿产资源总回收率仅为30%，分别比国外先进水平低10个百分点和20个百分点。

能耗高是我国钢铁工业发展过程中一直存在的问题，尽管近年来在不断降低，但是与国外先进技术相比，还存在很大差距。以高炉综合能耗为例，国外先进国家的高炉焦比已达到每吨３００公斤以下，燃料比小于每吨５００公斤，而我国重点钢铁企业入炉焦比为每吨４２６公斤，部分其它企业为４８８公斤，燃料比在每吨５６０公斤左右。

业内人士指出，加快余能回收建设，提高余能回收技术和管理水平是缩小与世界先进水平差距的工作方向。二次能源中，各种副产煤气占比例最大，总计达到约５９.３５％。目前高炉渣、钢渣显热尚无有效回收利用技术；高炉煤气显热、烧结和焦化废烟气显热由于工艺操作原因，尚未进行回收利用。这几部分的二次能源量约占总量的１１.９２％。如果考虑充分利用现有的先进技术和设备，二次能源回收利用率可以达到约７２.６％。因此，二次资源回收利用潜力较大。环保方面，我国钢铁生产传统的炼焦等长流程工艺造成较大的粉尘、废渣、废气等的污染，仅固体废弃物每年就产生１.３６亿吨。这些差距也为工业排放物的综合利用提供了巨大的潜力。

我们应当正确对待能耗指标的评价、对比，分析出各企业内部的节能潜力，努力实现企业经济效益的最大化。例如，提高高炉喷煤比是大方向，但高喷煤比会使煤气发热值降低，低热值的高炉煤气在应用上有难度。钢铁企业应当寻求本企业最佳喷煤比、高炉煤气热值、最大量使用高炉煤气的条件，合理匹配这些指标之间的最佳值。

应当承认，企业在提高“双高”产品比例的同时，必然会使能耗上升。如添置铁水预处理、炉外精炼设备就要耗能。采购低价褐铁矿，烧结工序能耗就要升高，生产球团时需要细磨 ( 特别是磁铁矿硬度高 ) 也要提高能耗，投入环保设施也要耗能等。

以科学发展观为指导，按照可持续发展和循环经济的理念，从提升核心竞争力的高度，大力推进节能降耗，使能源管理水平再上一个台阶。面对当前能源供应紧张，宝钢能耗指标在国内钢铁行业领先优势逐步缩小的严峻形势，宝钢分公司建立了全过程的能源管理标准，健全能源系统指标对标、评价体系，并加快第一批３９个节气项目的实施。通过深入的管理挖潜和系统优化，宝钢分公司2005年１至９月吨钢综合能耗降至６８３千克标煤，处于国际先进水平；蓄热燃烧技术、系统节能技术等一批节能技术也开始推广应用。