多措并举突破钢铁行业节能瓶颈

钢铁行业一直以来是能耗大户，尽管近年来我国钢铁企业吨钢能耗持续下降，但仍然存在能源使用不合理的问题。根据中国钢铁工业协会信息统计部*新统计资料，2015年，统计的钢协会员生产企业总能耗比2014年下降6.00％，吨钢综合能耗比2014年下降2.13％，吨钢可比能耗比2014年下降0.44％，吨钢耗电比2014年增长0.78％。而2014年吨钢耗电同比2013年升高0.50％。从统计数据看，尽管吨钢能耗持续降低，但吨钢耗电量不降反升，成为制约钢铁工业发展的瓶颈。
在钢铁工业中叶轮机械被广泛采用。其中烧结风机、高炉鼓风机、排烟风机等风机类设备是钢铁行业的耗电大户；余压透平、蒸汽轮机、燃气轮机等设备是钢铁余能发电的主要设备。国内叶轮机械节能技术水平低下一直是难以突破吨钢耗电量瓶颈的主要因素。与钢铁工业大多数通用设备不同，叶轮机械属于高端制造业，工作转速高、运行可靠性要求高、加工精度要求高。国内钢铁工业叶轮机械从制造加工到运行维护等都处于低端水平，造成了钢铁行业耗电量居高不下，具体表现为以下几个方面。
*一，对设备效率重视不够。国内中小型钢铁行业普遍为粗放式发展方式，对设备节能意识不强。在设备选购过程中设备价格和可靠性一般作为首要的指标考虑。目前钢厂大部分风机的运行效率在50％—70％范围内，而国际上先进风机的效率普遍在85％左右；有很大比例的风机功率与系统不匹配，“大马拉小车”现象严重；变频风机还未得到全面推广和使用。究其原因，首先，企业对节能的经济价值认识不足，并未理解选用高效率设备尽管前期投入增加但降低了生产成本；其次，设备供应企业间恶性竞争，压低价格的同时不注重技术研发，提升效率；*后，设备真实效率检测困难，钢铁企业没有能力和动力去严格考核设备供货商产品的真实效率。
第二，设备运行节能管理不足。设备实际运行中没有严格按照节能规范的要求运行，突出问题如风机漏风问题、入口烟气回流倒灌、产能减少时部分耗电设备未降低负荷等问题。这些问题中既有生产过程中缺乏管理的原因，也有对节能认识不足的原因。
第三，国内设备制造水平相对落后。当前尽管国内在钢铁行业设备制造领域取得了很大的进步，大量设备实现了国产化，但仍然与国际先进设备制造水平存在较大差距。例如在高炉煤气和焦炉煤气等可燃气体回收利用方面，国内仅能提供蒸汽轮机设备进行回收发电，发电效率普遍在20％左右；而国际上常用的CCPP技术可以将发电效率提高到45％以上，可以多发一倍的电能。但由于CCPP技术的核心设备燃气轮机国内没有任何企业具备设计和生产能力，国际上设备供应由少数几家企业所垄断，使得设备的购买和维修成本都居高不下，目前仅有少数大型国有钢铁企业采用CCPP技术。
第四，企业节能改造动力不足。随着国家经济增长放缓，钢铁等产能过剩现象严重，钢铁企业普遍亏损，大部分企业处于维持生产运行状态。企业没有能力和意愿在节能设备改造上追加投资。节能改造需求不足也使得上游设备供应企业失去节能技术研发的动力，纷纷将主营业务转向其他行业。
当前，国家对钢铁工业节能减排的关注程度上升到了前所未有的高度，如何破解钢铁行业电耗居高不下的问题，笔者提出以下几点建议。
首先，政府应制定更严苛的钢铁行业节能规范。节能设备建设初期需要增加固定资产投入，一些钢铁企业从投资等角度考虑不愿意增加节能设备投入，这就需要在建设审批期间强制其安装必要的节能设备。以TRT设备为例，国内上世纪80年代才有部分高炉安装采用，但是随着国家钢铁行业建设规范的出台，强制新建高炉安装TRT设备后，取得良好的社会效益和经济效益。目前国内在变频风机使用、CCPP装置发电等领域设备安装率与国际先进钢铁企业存在较大差距，应该通过政府强制规范提高设备安装率。
其次，应将节能产业化市场化。现有的钢铁节能机制僵化，多为钢铁企业前期设备投入后在运行过程中逐渐收回成本的方式。前期资金投入量大增加了钢铁企业经营风险，降低了企业节能投入的意愿。应该探讨多种经营模式的节能机制，引入更多的资本参与到钢铁节能中，降低钢铁企业自身投资的风险。同时，政府应根据节能设备改造后实际创造的社会效益给予必要的财政补贴和支持。
再次，提升设备供应企业技术水平。政府以科技投入的方式，鼓励叶轮机械制造企业提升设备效率，并研发新型节能设备，打破国外企业技术垄断。特别是在CCPP等高端设备制造方面，应该加大政府投入的力度。CCPP的核心设备为燃气轮机，尽管在《十三五规划纲要》中明确将“航空发动机和燃气轮机”列为科技创新2030重大项目的首位，但具体实施中应明确钢铁工业CCPP在项目中的定位与作用。鉴于国内CCPP燃气轮机设备的重大需求，应加大技术支持的力度。
*后，提高钢铁生产企业运行管理水平。在钢铁产能过剩利润率低下的背景下，更应该严格生产过程管理，通过降低钢铁生产过程中能耗降低生产成本，提升市场竞争力。
由上面分析可以看到，钢铁行业减少吨钢能耗困难涉及到方方面面的因素，其中既有技术因素，也有市场因素和宏观经济形势因素。
随着全氧高炉炼铁技术的逐步推广会进一步增加空分过程中的耗电量，使得钢铁行业节电需求更为突出。同焦炭、原煤能源价格等相比，钢铁企业运行中用电的能源成本*高，节电需求也*为强烈；从国外的经验看，国内吨钢耗电量比国外先进钢企要高50％左右，节电潜力巨大；*近两年钢铁行业吨钢耗电量不降反升，节电任务紧迫。在钢铁行业去产能的压力下，推进钢铁行业节电技术应该得到社会更高的关注。(作者系中国科学院工程热物理研究所高级工程师)