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创新转型 赢在蓝海. “ 十二、五 ”时期中国钢铁行业节能减排的 形势和创新转型发展. 温燕明 2011 年 7 月北京. 目录. 一、我国钢铁工业创造了举世嘱目的生产力，发展峰值即将到来，竞争激烈； 二、资源效率、环境质量取得跨越式进步，节能减排潜力依然巨大。 三末来五到十年中国钢铁企业处于创新转型发展的重要机遇期 四、发挥流程优势创新发展，提升钢铁企业核心竞争力。 五、几点认识。. 一、 钢铁工业创造了举世瞩目的生产力我国 钢铁工业发展峰值 即将到来，.
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创新转型赢在蓝海 “十二、五”时期中国钢铁行业节能减排的 形势和创新转型发展 温燕明 2011年7月北京
目录 • 一、我国钢铁工业创造了举世嘱目的生产力，发展峰值即将到来，竞争激烈； • 二、资源效率、环境质量取得跨越式进步，节能减排潜力依然巨大。 • 三末来五到十年中国钢铁企业处于创新转型发展的重要机遇期 • 四、发挥流程优势创新发展，提升钢铁企业核心竞争力。 • 五、几点认识。
一、钢铁工业创造了举世瞩目的生产力我国 钢铁工业发展峰值 即将到来， 我国粗钢产量已经连续14年据世界第一位。新世纪以来，我国钢铁工业进入了连续10年的高速发展期，依年均18.5％的增长速度，于2009年达到5.68亿吨。人均产钢量超过420kg，超过了工业化国家人均300kg的用钢水平和供钢水平。2010年全国粗钢产量达到6.267亿吨，世界产钢14.12亿吨。中国钢铁产量从占世界的0、1％到占世界的44.3％ 1980～2008中国钢铁产量
2010年中国粗钢蓄积量已达57.5亿吨，2012-2013年中国将超越美国。专家预测假设比美国多20%达85亿吨，到2015年也会完成，2011中国钢产量将进入稳定增长期。2010年中国粗钢蓄积量已达57.5亿吨，2012-2013年中国将超越美国。专家预测假设比美国多20%达85亿吨，到2015年也会完成，2011中国钢产量将进入稳定增长期。 • 1、从发达国家钢铁工业发展阶段粗钢蓄积量看中国钢铁业的峰值即将到来。 • 粗钢蓄积总量是世界通用衡量一个国家工业化进程的重要指标。 • 完成工业化的美国粗钢蓄积总量71亿吨，日本38亿吨，前苏联56亿吨，
二、资源能源效率、环境质量取得跨越式进步、节能减排潜力依然巨大二、资源能源效率、环境质量取得跨越式进步、节能减排潜力依然巨大 我国钢铁工业从1980年起，经历了单体设备节能、工 序节能、系统节能等发展阶段，节能降耗取得显著进展。 钢铁工业的吨钢综合能耗（全行业）从1980年的2.040降到2000年的1.180tce/t ，下降率为42.16% ，（2000年以后统计对象改为大中型企业，不再统计全行业的能耗指标 ）； 大中型钢铁企业的吨钢综合能耗从1980年的1.646下降到2005年的0.741 tce/t，下降率为54.98%；吨钢可比能耗从1980年的1.285下降到2005年的0.714 tce/t，下降率为44.44%。 （2005年以后，外购电的折折标系数用“电热当量值”。经粗略核算，两者之差将使我国的实际吨钢能耗少计100 kgce/t。）
0.63 图：我国钢铁行业吨钢综合能耗变化趋势
我国钢铁工业走过了三个节能进程，即将进入新阶段 • 回顾中国钢铁工业的节能降耗发展历程，大致经历了三个阶段。 • 第一个15年，主要着重第一、二载能体的工序节能、单体设备节能； • 第二个15年，主要着重以流程优化为主的系统节能，包括连铸、喷煤、一火成材、三干一电等新工艺，以及淘汰落后工艺及装备，采用能源的“梯级利用、高效转化”等措施； • 我们分析，下一个15年应是能源高效转化，能量流智能调度、集成匹配优化，以能源价值最大化为目标的能源结构、用能方式系统优化的新阶段。
从能源转化功能的角度，系统分析钢铁流程中的碳素流代谢过程：冶金生产过程中消耗的有效能量仅占28.3％，而转化为余热余能的占71.7％，达到14.34 GJ/t钢材，折合490kgce /t钢材。 余热余能利用价值巨大！能源利用方式及结构潜力巨大！提高能源管理及系统能源效率的空间巨大！
过去，国内钢铁企业关注工序能耗的下降，特别是一、二类载能体单耗的下降，也关注了过程余热余能的回收利用。但在余热余能的高效转化、余热余能回收的高效利用方面关注度不够，潜力依然很大。 据对国内20家有代表性的钢铁企业余热余能资源回收利用情况的调查显示：2005年这些企业余热资源平均回收率为25.8％，其中产品显热回收率为50.04％，烟气显热回收率为14.92％，冷却水的显热回收率只有1.90％，各种渣的显热回收率仅为1.59％。但基本上是高质低效回收，能质效率低、经济效益差。 而国外先进国家对余热余能资源（包括副产煤气）的回收率已达到90％以上，如日本新日铁达到了92％。
钢铁企业节能减排，差距明显、形势紧迫 2010年大中型钢铁企业：余热余能自发电仅34％左右。高炉煤气放散281、0亿M3；焦炉煤气放散6、52亿M3；转炉煤气放散36、28亿M3；折标准煤454、5万吨。 全国工业能耗约占全国总能耗70％，其中钢铁工业16、1％。2010年我国钢铁工业总能耗约为5、13亿吨标准煤，创造GDP3、57万亿为全国GDP的8、9％。 日本2010年总能耗6、6亿吨标准煤，创造GDP5、47万亿美元（相当36、4万亿人民币）。与日本比我国钢铁约为日本全国能耗的77、7％，创造的GDP为日本的9、8％。 十二、五国家能耗将控体在40亿吨，“十一、五”年增6、6％，“十二、五”为3、3％钢铁行业面临日益严俊的资源、能源约束。
中国钢铁改革开放三十年产能实现了跨越式发展、节能减排取得了巨大成功、环境质量明显改善、运行效率明显提高。中国钢铁改革开放三十年产能实现了跨越式发展、节能减排取得了巨大成功、环境质量明显改善、运行效率明显提高。 但如何适应市场新形势，发挥流程产业优势，做特、做强主业；拓展流程三大功能开发钢铁能源转化、能源高效利用及相关产业发展的新价值、新服务、新特色、新市场，提高环境可容度，成为钢铁产业创新转型发展的历史命题。 要么创造绿色未來，要么面临绿色冼牌。 • 三、未来五到十年中国钢铁工业处于创新转型发展的重要机遇期
我国吨钢能耗与先进产钢国的差距 2005 2005年，吨钢可比能耗比先进产钢高出 9.85%（64） - 17.23%（112） 2010年，我国的实际吨钢能耗高出国际先进水平不足100 kgce左右，10%。
中国钢铁与世界先进产钢国的最大差距，不是规模、技术和装备，而是资源能源消耗与废物排放的平均水平尚未满足可持续发展的要求。余热余能回收效率低。 中国钢铁与世界先进产钢国的最大差距，不是规模、技术和装备，而是资源能源消耗与废物排放的平均水平尚未满足可持续发展的要求。余热余能回收效率低。 • 差距与潜力存在于节能观念、节能管理模式、节能技术的创新能力、和对余热余能系统集成优化的能力。 • 节约用能我们重点钢铁企业的工序能耗已达到或接近国际先进水平。但科学用能不足、潜力巨大： • 钢铁生产的本质是元素的分离与组合及能源的转化与经济高效利用。流程的转换价值成为新阶段的关注点。 • 科学用能是“稳定有序、连续紧凑、高效转化、耦合匹配”状态的能源流高效转化、能源流网络高效优化集成的、系统能效最高的、运行成本最低的、环境影响最小的，运行模式。
现有节能理论、分析、评价和调控等方法不足以满足未来钢铁企业科学用能的需要。尤其在研究余热资源的回收利用时，必须同时依据热力学第一和第二两大定律，不仅要看热量的“数量”损失，还要看热量的“质量”贬值。 • 节能工作要从关注能源“量”的节约，转向更关注“高效转化”、“能质”、“能级”、“能级匹配”、“系统能效”，追求能源转换效率、能源使用效率、能源囬收效率、用户配匹效率、为低品质能源找到有价值的用户。即能源全寿命周期及时空耦合匹配的效率价值。 • 追求系统能效、资源高附加值利用，成为钢铁企业培育新型竞争力的“兰海”，核心是创新。即要创新观念、创技术、创新管理、创新企业发展模式。
四、创新转型发展，提升钢铁企业核心竞争力 1、钢铁企业用能误区 • 把高品位的蒸汽经过节流后降为低品位的蒸汽使用； • 余能囬收以低压蒸汽、热风、热水低品质能源为主，回收能源用户不匹配。大量二次能源高值低用，低质能源无用户； • 把高炉煤气和焦炉煤气混合供给工业炉作燃料； • CDQ生产低压蒸汽；煤气生产中低蒸汽汽鼓风； • 高炉加湿鼓风： • 蒸汽喷射真空用于炼钢精炼等等
3、创新观念、认知节能潜力； • 要么创造绿色未来，要么面临绿色洗牌； • 钢铁流程的本质是元素分离、集成；能源转化及经济利用。 • 节能是钢企减排、质量、成本、资源，企业竞争力之源。综合要素优化之根。 • 企业节能发展实现三个转变：1、企业节能发展模式 • 要从模仿为主向自主创新为主转变。 • 2、企业节能价值由单一关注制造节能价值向关注流程 • 综合系统能效价值转变。 • 3、企业节能运行体系要由主业为主向适度多元和社会 • 功能能效价值及社会融合服务价值转变。 • “节能潜力寓于不平衡之中”。
4、 钢铁企业的节能方向 （1）提高能源系统生产、转换、加工等环节的能源转换效率，降低燃料及动力消耗。以“ 等效替代、梯级利用、高质高用、低质先用”为原则，加强对钢铁联合企业“能量流”运行规律的研究和“能量流网络”的建设，通过转换、改制、优化、缓冲、调控，优化，提高能源系统转换效率，使能量耗散最少。达到 按质用能、温度对口、梯级利用、热尽其用”的系统能效最大的目标。 （2）降低各生产工序原料、溶剂料、零部件和耐火材料等非能源物质的单耗及其载能量。重视本工序的原料消耗，尤其是主要原料—铁水、烧结矿的消耗，这是节能工作的基础。 （3）降低各生产环节燃料、电力、氧气、蒸汽和工业水等能源动力的单耗及其载能量，这是节能工作的重要方向。 （4）回收生产过程中散失的各种余热、余能和废弃物等。加强余热余能的回收与利用。
（5）钢铁行 业是两高一资的流程产业（高能耗、高排放、资源依赖型）要开发流程工业的“三大功能”用工艺过程能质转换的创新优化、集成能源价值资源价值、用装备的创新优化集成转化效率价值，用信息自动化技术创新集成过程系统能效价值，实现过程能源流、物质流-内循环度的提高及成本下降； • （6）实现物质流价值创新-支化度提高及物质流价值提高， • （7）实现过程成本消耗较低，排放受控，动态有序的持续运行，其本质是价值再造过程。追求低能耗、低排放、产业集群型，构建智力依赖型企业。
5、创新技术实现能源高效转化、高效利用、高效回收的跨越式节能目标5、创新技术实现能源高效转化、高效利用、高效回收的跨越式节能目标 （1）：目前国外己有节能技术，中国基本引进。要引进吸收再创新，降低推广成本，全面系统建设，追求系统实效。 如实现全干熄焦、高炉转炉全干法除尘、烧结余全收发电、钢坯全热送、轧钢全一火成材、煤气结构全面优化实现绿色燃烧等等； （2）：大力自主创新，挖掘新潜力、增加新效益。创新技术己成为冶金企业节能的不竭源泉。 如焦炉荒煤气余热回收、烧结矿余热回收、炼钢900度烟气余热回收、炼钢精炼干式真空、高炉转炉渣余热回收、冶金煤气资源化利用都潜巨大。 （3）：要高度关注，减量化技术、原燃料处理技术、“界面”技术、余热余能囬收利用技术。
6、关注工艺结构优化调整的节能减排潜力， （1）关注焦化工序对钢铁流程的节能减排的能源转化中心的作用 焦炭质量、焦炭成本、煤气优化、余热回收发电自供。
7、创新管理模式，提高系统能效 （1）优化余热余能利用方式，建设分布式电站，实现用电自给 对余热余能的利用，主要有两种方式，一是热利用，二是动力利用。对于热利用，已经得到了较好的开发，但由于钢铁流程中热量总体过剩，并且热利用的途径已非常有限，因此只能考虑动力利用，若将其转化为电能，则可扩大其利用途径。 余热余能中，煤气具有较高的 火用 值，可作为发电的理想燃料。应采用CCPP或与电力系统联合发电，追求规模效益。除煤气以外，其他余热资源温度超过700℃的占71.8%，具有较高的火用 值，因此这部分余热资源从质量上来讲，具有发电的可行性。 改变将余热余能低效回收转化为低品质蒸汽、热水等低火用值工质，不易集中高效和匹配耦合使用的回收方式，通过建设分布式电站，将不同种类余热余能转化为统一形式的高能级的电能，就近回收，就近输送，就近使用，余热余能转化效率高、输送效率高、使用效率高。应追求效益规模。
清华炉 （2）煤气资源产业链：利用焦炉煤气、转炉煤气可生产商品甲醇63.47万吨/年、H2 1万m3/h、乙二醇20万吨/年、醋酸产品20万吨/年，投资42亿元，年产值39.6亿元；引入清华炉生产清洁燃气，与尾气、高炉煤气实施燃气蒸汽联合循环发电，并实施余热余能分布式发电，可实现用电自给及外送。
（4）建立能源管理体系，实现能源系统管理的科学高效（4）建立能源管理体系，实现能源系统管理的科学高效 现在三体系关注了铁素流，它是形成产品的主体，也是企业实现社会价值的载体，而未关注能源流这个工艺过程的动力因素。恰恰这一因素又是直接影响产品形成的成本、资源、环境及安全。 • 能耗高－－产品合格率低、回收率低，质量不稳定； • 能效低－－污染环境，废弃物（CO2、SO2等）多； • 能耗高－－工艺运行成本高，产品成本竞争力差； • 能耗高－－资源难以持续； • 能耗高－－无法履行和谐的社会责任； 没有能源体系的管理体系结构是不全面的，没有抓住冶金企业管理的本质要素，说明冶金管理体系需要能源体系来完善。 能源管理需要文件化体系来规范、需要先进的方法论来指导、需要先进的理念来推动。能源体系的建立，将加速提升系统能效及对物能级配的有效调整。
企业管理模式的创新成为焦化企业管理进步的急切任务企业管理模式的创新成为焦化企业管理进步的急切任务 企业管理体系、管理模式与国际接轨，用先进理念管理企业、用先进模式规范企业、用先进机制推动企业进步发展。己成为先进企业的共识。 在企业面临巨大力的时候认证企业管理体系是企业提高竞争力的捷径。
能源管理体系运行模式 能源计量保障 领导和组织保障 P A D 会议和信息沟通制度 人员能力和培训 C 28
（5）能源管控中心:钢铁流程能量流全过程优化、集成、智能控制，建立能量流网络。实现能源流可视化、过程集成优化、操控智能化。（5）能源管控中心:钢铁流程能量流全过程优化、集成、智能控制，建立能量流网络。实现能源流可视化、过程集成优化、操控智能化。 能源管理控制中心与节能进程间关系
从静态优化到动态优化，在线即时优化； • 从过程局部优化到系统集成优化； • 从人工操作优化到智能软件在线优化； • 从单项优化到跨品种、区域转化优化； • 从局部目标优化到综合总体目标优化； • 从开环优化到闭环智能优化。 • 实现非平衡能源流，有序、高效、连续、匹配运行。
搭建能量流网络管控平台：集成仿真、计量、信息化、自动化控制技术，以优化系统、强调集成和智能化为手段，实现水、电、煤气等能源介质在线监控、适时数据生成、动态优化、全过程集中统一管理。搭建能量流网络管控平台：集成仿真、计量、信息化、自动化控制技术，以优化系统、强调集成和智能化为手段，实现水、电、煤气等能源介质在线监控、适时数据生成、动态优化、全过程集中统一管理。 实现：能源优化管理可视化、能量流过程智能管理及集成优化、 能量流耦合匹配最佳化高效利用 解决：装备裕值高、工艺指标余量大、能源转换效率低的问题。
（6）《合同能源管理》是国家以市场行为推动企业节能减排的重大政策机制。焦化企业要运用好，促进焦化企业创新转型构造蓝海。（6）《合同能源管理》是国家以市场行为推动企业节能减排的重大政策机制。焦化企业要运用好，促进焦化企业创新转型构造蓝海。 合同能源管理，是发达国家上世纪70年代以来，一种基于市场的节能项目投资机制。在市场经济国家中发展十分迅速，尤其在美国、加拿大和欧卅，己经发展成为新的节能服务产业。 我国节能服务产业经历十年发展己形成一定规模。 国家发改委、工信部大力推动此种模式，有效开展节能减排。 节能服务公司与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标，节能服务公司为实现节能目标向用能单位的节能改造提供诊断、融资、设计、改造、运行、管理等“一条龙”服务。用能单位以节能效益支付节能服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制。 此种机制为用能企业承担了技术风险、融资压力、和项目运行的高效率。焦化企业要积极用好这个好机制。
五、几点认识 1、钢铁流程工艺余热余能资源，能量流的“数量”与“质量”均与生产工艺、回收方式及装备水平密切相关，充分回收利用不同温度水平的余热资源，不只是节能的需要，也是减排的需要，更是改善流程工艺水平，提高运行质量培育企业差异化竞争力的需要，一举多得。
2、钢铁冶金是流程工业，具有功能多样性和目标多样性的显著特征，必须改变以前只关注钢铁产品生产的分解式思维。要以集成式思维来开发流程工业能质转换的物质流、能量流、信息流的全方位价值。能量流是动力，他带动流程价值的开发。在装备技术、工艺技术和管理技术创新中要有所突破，以全过程高效集成能量流技术使钢铁工业成为清洁、高效、对社会提供更多产品和服务的产业。在高层次上实现冶金工业的三大功能，实现自身的转型发展。
3、钢铁冶金是高温物理化学过程，能量的转化、传递、回收必须同时遵守热力学第一和第二两大定律，既要考虑在量上的守恒性，更要考虑在质上的贬值性。要使能量流在能量、能质、能级、用户及时空上实现耦合匹配。高效转化与物能匹配是能效的价值所在，是提高冶金企业竞争力的新领域。
4、钢铁制造流程能量流高效转化及网络化高效集成运行，是冶金流程在管理和技术上的一次革命，可以在更高层次上实现其多样性目标。是其运行质量的一次飞跃，也是提高运行质量的内在要求。其目标是： 动态有序、 连续紧凑、 高效集成、 耦合匹配。
5、在企业创新转型发展的今天，创新能力成为企业发展竞争力的标志，成为企业发展的主导推动力。5、在企业创新转型发展的今天，创新能力成为企业发展竞争力的标志，成为企业发展的主导推动力。 企业家应当成为集成有型、无型资源的能手，是把隐藏潜力变成市场优势的智者，是勇于创新的强者，在这种企业家的领导下的企业才朝气蓬勃.青春永驻，永远于市场经济的蓝海。
