能效提升是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的核心舉措?！半p碳”目標(biāo)提出以來，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，節(jié)能工作取得積極成效。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗由2012年的602.7千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸下降至2022年的551.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸。國家相關(guān)部委以及《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》等政策文件對能源轉(zhuǎn)型提出了新要求；2022年12月9日，《鋼鐵行業(yè)能效標(biāo)桿三年行動方案》正式啟動，第三大鋼鐵改造工程——極致能效工程進(jìn)入實(shí)質(zhì)性實(shí)施階段。結(jié)合國家要求及行業(yè)形勢，鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)定不移地發(fā)揮自身的能源轉(zhuǎn)換功能優(yōu)勢及能效潛力，創(chuàng)新優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，突出原料用能導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。本文結(jié)合實(shí)際談?wù)剬︿撹F行業(yè)推進(jìn)極致能效工程的思考和建議，上篇主題為“挖掘能源轉(zhuǎn)換潛力，實(shí)現(xiàn)極致能效提升”，下篇主題為“創(chuàng)新優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，助力鋼鐵流程碳中和”。本期為上篇。

　　我國鋼鐵工業(yè)以高爐—轉(zhuǎn)爐長流程生產(chǎn)為主，一次能源消耗結(jié)構(gòu)主要為煤炭，節(jié)能降碳、改造升級潛力較大。國家在能效方面啟動的相關(guān)工作，意在以能效標(biāo)桿為切入點(diǎn)，全面提升鋼鐵行業(yè)的競爭力，實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

　　能效提升是目前鋼鐵行業(yè)減碳的優(yōu)先工作，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。筆者認(rèn)為，鋼鐵企業(yè)應(yīng)深度開發(fā)能源轉(zhuǎn)換功能價(jià)值，以實(shí)現(xiàn)極致能效提升，主要路徑包括主體工序能耗達(dá)標(biāo)、余熱深度回收及梯級利用、能源網(wǎng)絡(luò)分布式耦合優(yōu)化、煤氣發(fā)電能效（自發(fā)電）提升、跨行業(yè)協(xié)同與碳?xì)湓卦侠民詈系取?/div>

　　現(xiàn)有鋼鐵生產(chǎn)流程中的焦化副產(chǎn)品化產(chǎn)利用、副產(chǎn)煤氣及余熱發(fā)電、高溫熔渣制備水泥及其他建材等技術(shù)已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，具有跨冶金、化工、電力、建材等行業(yè)聯(lián)產(chǎn)的特征?？缧袠I(yè)協(xié)同與碳?xì)湓卦像詈侠脤⒊蔀殇撹F工業(yè)實(shí)現(xiàn)更大范圍系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑和運(yùn)營模式。

　　筆者認(rèn)為，基于能源綜合梯級利用原理，以提高系統(tǒng)能效為目標(biāo)，在工業(yè)園區(qū)等跨行業(yè)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，通過能源綜合梯級利用和橫向多行業(yè)互補(bǔ)，打破能源轉(zhuǎn)化在行業(yè)間的壁壘，實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)和跨行業(yè)不同能源形式的耦合利用，可進(jìn)一步提高全社會整體能源利用效率，是當(dāng)前及未來能源可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)路徑。主要包括以下幾個方向：煤氣充當(dāng)周邊水泥窯等的燃料、副產(chǎn)煤氣用于化產(chǎn)、余熱蒸汽用于海水淡化、余熱供暖（供冷）等，使鋼鐵企業(yè)成為社區(qū)、城市的清潔能源供應(yīng)中心。

　　煤氣、蒸汽用于周邊企業(yè)燃料及熱源。從能效及經(jīng)濟(jì)性角度考慮，對于附近有其他產(chǎn)業(yè)的鋼鐵企業(yè)而言，把副產(chǎn)煤氣、蒸汽外售的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于發(fā)電利用。鞍鋼鲅魚圈通過外銷煤氣給華能、外銷蒸汽給嘉里糧油，每年創(chuàng)效近8000萬元；南京鋼鐵通過華潤壓縮空氣等能源保供模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源供應(yīng)有效協(xié)同。

　　副產(chǎn)煤氣用于化產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)降碳、固碳和高價(jià)值利用。副產(chǎn)煤氣中含有CO、H2和CH4等成分，可以作為化工合成的基本原料氣。焦?fàn)t煤氣制備的化工產(chǎn)品主要有天然氣、甲醇、乙醇、乙二醇等。此外，焦?fàn)t煤氣還可以用于合成氨進(jìn)而生產(chǎn)尿素化肥等，從焦?fàn)t煤氣中分離提取的氫也是重要的氫能來源。轉(zhuǎn)爐煤氣提純的CO可與焦?fàn)t煤氣分離的H2結(jié)合，合成乙醇、乙二醇或者生產(chǎn)草酸、甲酸等化工產(chǎn)品，也可以采取發(fā)酵蒸餾的方式，通過加入氨制成燃料乙醇，同時產(chǎn)生副產(chǎn)沼氣和蛋白粉飼料。目前，已有很多鋼企在這方面開展了應(yīng)用，如山鋼日照、河北安豐等企業(yè)建有焦?fàn)t煤氣制天然氣裝置，滄州中鐵、達(dá)州鋼鐵、黑龍江建龍等建設(shè)了焦?fàn)t煤氣聯(lián)合高爐煤氣制甲醇裝置，晉南鋼鐵建設(shè)了焦?fàn)t煤氣聯(lián)合轉(zhuǎn)爐煤氣制乙二醇裝置，石橫特鋼建設(shè)了轉(zhuǎn)爐煤氣制甲酸裝置。

　　余熱蒸汽用于海水淡化。低溫多效蒸餾（LT-MED）海水淡化所需溫度低，采用抽引凝結(jié)換熱、氣液兩相防腐換熱、熱水高效閃蒸及蒸汽抽射增壓等技術(shù)，可回收鋼鐵低品質(zhì)余熱作為LT-MED海水淡化裝置的熱源。這一技術(shù)已在首鋼京唐應(yīng)用，該方法實(shí)現(xiàn)了能源的梯級利用，以及蒸汽、煤氣、工業(yè)廢水及濃海水的零排放。

　　余熱供暖（供冷）、建設(shè)城市余能利用中心。鋼企充分開發(fā)利用低品位余熱、沖渣水余熱、煙氣余熱等，可為周邊社區(qū)、城市供暖供熱，減少地區(qū)燃煤設(shè)施及相應(yīng)的碳排放。目前，鋼鐵企業(yè)的高品質(zhì)余熱已基本得到利用，下一步需要深度挖掘余熱資源與節(jié)能技術(shù)改造，利用生產(chǎn)余熱供應(yīng)周邊冬季供熱及生活熱水，推進(jìn)產(chǎn)城融合，實(shí)現(xiàn)共融發(fā)展。據(jù)筆者了解，截至2022年底，撫順新鋼鐵社會供暖面積達(dá)887萬平方米，噸鋼供暖面積達(dá)到世界領(lǐng)先水平（2.2平方米）。（熊超 溫燕明）

（作者熊超系冶金工業(yè)規(guī)劃研究院總設(shè)計(jì)師，溫燕明系原濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)副總經(jīng)理）