加强二次能源利用促进钢铁绿色制造

一、钢铁绿色、低碳制造必须加强二次能源利用（一）节能降耗是钢铁行业低碳发展的必由之路绿色制造不仅限于环境治理，而是强调清洁生产的理念，源头消减、过程控制和末端污染治理相结合。

一般意义上的环境治理是对已被污染的环境进行治理，使之恢复到被污染前的面貌，这种方法往往导致企业生产制造成本增加，有可能削弱市场竞争力。

绿色制造需要从过程科学、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，解决好环境污染与可持续发展这对矛盾。

中国钢铁工业的长流程工艺为特点的生产过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，低碳排放也成为钢铁绿色制造中的一项新的重要内容。

1.国际碳减排形势严峻由温室气体引起的全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。

我国政府在气候变化方面，也做出了积极应对。

2010年10月18日中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》中多次提到“气候变化”一词，并指出要积极应对全球气候变化，把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标，有效控制温室气体排放。

此前，国务院常务会议决定，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40~45%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法。

可以看出，控制和减少温室气体排放已经引起我国政府高度重视，近期召开的国际德班气候谈判大会，中国代表团也多次强调争取目标的实现。

在“十二五”期间，国家也将采取一系列措施以保证这一目标的实现。

钢铁行业由于其生产特点，承担着为下游各行业提供大宗钢铁原材料的任务，尤其在经济快速发展时期，钢铁行业产品输出量大，使得钢铁行业能源输入量很大，且以煤炭消耗为主，占能源消耗总量70%以上，而CO2排放主要来源就是化石燃料的燃烧，因此钢铁行业碳排放问题必然引起关注，这也将成为钢铁行业生存发展的制约性问题。

2.钢铁行业碳减排途径提高能源利用效率和二次能源利用，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，首先要加强节能降耗，提高二次能源利用效率。

钢铁企业CO2排放与能源（化石燃料和电力）消耗密切相关。

因此，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。

包括减少外购能源，采用以干熄焦、TRT、煤气综合利用、蓄热式燃烧技加强二次能源利用促进钢铁绿色制造□中国钢铁工业协会术、热送热装等节能措施，提高能源转换效率和汇集放散热能实现外供都是降低CO2排放强度的有效手段。

其次，从二次能源利用技术应用现状及减排潜力分析看，企业中低温余热综合利用还有较大潜力，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，还要加强淘汰落后、控制总量增长。

有效控制总量才是最有效的CO2总量减排手段。

钢产量总量控制直接关系到资源、能源、环境、土地、物流、投资等可持续发展的关键因素的分配与占用，因此控制钢铁总量应作为总量减排CO2的首要途径。

从长期来看，一要注重废钢资源的利用，降低铁钢比。

由于电炉短流程主要使用再生资源—废钢，所以电炉短流程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。

另外还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。

（二）钢铁工业能源利用现状1.能源消耗总量上涨压力大近年来，由于钢产量的大幅增加，钢铁工业能源消耗总量也在不断上涨。

虽然随着钢铁工业节能工作的不断深入，吨钢综合能耗持续降低，能耗总量涨幅低于粗钢产量涨幅，如图1所示，但总体来说，钢铁行业仍面临能耗上涨的压力。

2.节能力度逐渐加大，节能观念转变我国钢铁工业在产量迅速增长的同时，也注重节能降耗。

随着节能工作的推进，吨钢综合能耗不断降低。

回顾近三十年的节能历程，钢铁企业所开展的节能降耗工作大体可以归纳为以下三个阶段。

20世纪80年代：以完善工艺生产为主要目标。

减少“跑、冒、滴、漏”，煤、油改气（高、焦煤气回收），该阶段采用局部性和单体性节能技术，起点较低；20世纪90年代：以节能降本增效为目标。

淘汰落后工艺（如平改转、连铸替代模铸等），发展小型连轧、高速线材等“一火成材”改造，热装热送、富氧喷煤、高炉长寿化等共性关键技术，以及大规模高炉、焦炉和转炉煤气的回收利用；进入21世纪：以节能减排、可持续发展为目标。

推广“三干三利用”：干熄焦、高炉煤气干法除尘和转炉煤气干法除尘；水的综合利用、以副产煤气为代表的二次能源利用，以高炉渣、转炉渣为代表的固体废弃物综合利用；工艺结构进一步调整优化，二次能源回收与能源管控建设相结合，进一步提高了能源回收利用效率，相应减少了相当一部分的二氧化碳及污染物排放。

总体来说，钢铁工业节能理念的变化有三个层次，第一层次是生产工艺设备和流程改造与优化、余热余能利用技术推广等，这一层次节能理念只是注重生产工艺设备和流程改造与优化的附带节能效果及单一技术、单一设计的节能效果；第二层次，是在钢铁生产流程功能拓展的指导下，在关注钢铁生产流程能源转换功能、能量流网络优化，这一层次的节能理念是将原有的注重工艺、技术和流程改善的节能转向了流能源程转换功能与流程制造功能并重，是节能理念的重要提升；第三层次的节能理念，则是将全社会范围内的能效提高，这一层次的节能其节能效果不在企业内体现，主要在社会，体现了钢铁厂的社会责任。

在这三个层次的节能理念中，第一个层次的理念贯穿整个节能历程的始终，是指导节能工作的基础；第二和第三个层次的节能理念则是进入二十一世纪以来才得以逐步发展和提升的，是钢铁工业深入开展节能减排的必要内容。

钢铁工业节能理念的不断发展和提升不仅在提高钢铁工业自身能效发挥重要作用，还为提高社会整体能效水平做出重要贡献。

（三）钢铁工业节能降耗取得的成绩“十一五”期间，我国钢铁工业吨钢综合能耗下降显著，如图2所示，全国有能源指标统计的钢铁企业吨钢综合能耗从2005年的694kgce/t-s下降到2010年的605kgce/t-s，下降了12.8%。

2011年1-10月份与2010年平均水平相比，吨钢综合能耗下降了5kgce/t。

除焦化工序能耗略有上升外，其他工序能耗均有不同程度的降低，如图3所示。

图2有能源指标统计的钢铁企业吨钢综合能耗与2005年相比降幅图3有能源指标统计的钢铁企业主要工序能耗变化近年来钢铁行业为降低能耗、提高能效而采取的措施和途径可以分为以下几个方面。

1.先进节能技术的应用，促进了二次能源回收利用“三干”、“三利用”技术的推广，有效提高了能源的一次使用效率和二次回收利用率，同时可尽量多地回收电能，减少发电用煤量，提高企业用电自给率。

钢铁企业生产耗煤的能量有34%会转换为副产煤气（高炉、转炉、焦炉煤气），用好煤气就是提高能源利用效率。

因此首先要不放散或少放散副产煤气。

“十一五”期间，我国焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气的利用情况如图4所示，与2005年相比，2010年焦炉煤气回收利用率提高了0.24个百分点，高炉煤气回收利用率提高了2.98个百分点，转炉煤气回收利用率提高了2.04个百分点。

2011年1-10月份高炉煤气和转炉煤气利用率达到95.94%和92.39%，分别比2010年提高了0.34和3.55个百分点。

这些数据说明钢铁行业近几年在煤气利用和煤气管理方面有了很大提高。

图4焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气的回收利用率变化扣除副产煤气，其他二次能源回收量占企业总用能的15%。

节能设备的进步为其他二次能源进行回收利用奠定了基础，如TRT、CDQ、烧结余热回收、焦炉煤气上升管热量回收、蓄热式加热炉等。

2.各工序节能措施配备率提高2005年以前我国建成投产的干熄焦装置仅有20套，至2010年11月，我国投产运行的干熄焦装置已达104套，“十一五”期间共投产约84套，达到10117万吨/年干熄焦能力，占我国炼焦总产能4.5亿吨的22.5%，除已投产的干熄焦，在建还有近50套，按干熄焦套数和干熄焦能力，居世界第一。

重点大中型钢铁企业各类机械化焦炉从2005年286座提高到2010年314座，干熄焦率由31%提高到73%；130m2以上烧结机所占比例从2005年的21.4%提高到2010年的42.3%，达到197台。

据调研，在已实施余压发电TRT节能改造的655座高炉中，配套了干式除尘TRT的高炉2005年以前仅约49座，“十一五”期间共约550座，目前全行业共有约597座高炉，约占配套TRT高炉的90%左右，TRT 与干式TRT数量及能力，居世界第一。

重点钢铁企业1000m3以上高炉所占比例从2005年的20.6%提高到2010年的36.7%，达到215座，其中，2000m3以上高炉TRT配备率100%，1000m3以上高炉TRT配备率达到95%以上。

100t以上转炉所占比例从2005年的26%提高到2010年的44.5%，达到228座，转炉煤气回收量由2005年47m3/t钢提高到2010年的81m3/t，2010年炼钢工序实现“负能”炼钢的企业共有33家。

2005年以前有8座转炉烟气采用干法除尘。

“十一五”期间共新建36套，约有44台转炉干法除尘装备，对应的炼钢生产能力约6385万吨/年。

按转炉烟气干法除尘节水约0.1吨/吨钢、节电3.7千瓦时/吨钢,目前投运的转炉烟气干法除尘每年节水约400万吨、节电约1.48亿千瓦时。

再次，中低温余热资源利用效率取得很大进步。

“十一五”期间，钢铁企业中低温余热利用技术普及率明显提升。

如：“十五”末，利用烧结余热进行发电的企业仅有马钢1家，“十一五”末，已有20%企业利用环冷（带冷）1、2段烟气显热用于烧结余热发电。

蓄热式加热技术在轧钢工序加热炉和高炉工序热风炉等燃烧加热环节得到推广和普及，大大扩展了低热值高炉煤气的利用范围。

3.工艺技术进步促进节能“十一五”期间，我国钢铁行业生产工艺得到改进，通过优化改进工艺达到节能降耗的效果。

烧结工序采用厚料层、小球烧结，降低能耗和污染排放。

高炉贯彻精料冶炼方针，从原料精准配料，生产高品位、高强度、高碱度的烧结矿、酸性球团矿和冶金性能好的焦炭，采用熟料技术、净矿。

通过全面改进原料的质量，保证高炉能在大风量、高压、高风温、高负荷的生产条件下仍能稳定、顺行，降低焦比和提高冶炼强度。

推行高炉富氧喷煤技术，降低炼铁工序能耗。

目前我国高炉普遍采用喷煤替换部分焦炭，通过改变用能结构实现炼铁系统节能。