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实习记者 杨悦 报道
记者 朱亚明 通讯员 谭承温 摄影
“目前,行业共性难题协同研发难,成功率低,而中国钢铁工业要从老大变强大,这方面也要走在世界前列。我们要借助极致能效提升工程,加强协同研发,在世界冶金史上刻下中国印记。”12月9日,在钢铁行业能效标杆三年行动方案现场启动会上,中国宝武中央研究院首席研究员、东北大学兼职博士生导师、中国钢铁工业协会专务理事张永杰如是指出,并针对能效标杆原点思考、钢铁极致能效工程、成熟技术推广应用、共性难题协同研发四个方面作了简要报告。

图为张永杰作报告
“提到原点思考,首先想到的是碳原点。‘双碳’是碳市场机制设计下的商业与技术竞争。面对欧盟CBAM,中国钢铁面临碳边境问题。受地缘政治冲突、新冠肺炎疫情全球肆虐影响,人们会考虑国家的‘双碳’政策将出现新变化。”张永杰讲道,“然而,从2022年11月11日国家自主贡献报告可以看出,‘双碳’将是长期政策,虽然节奏和策略会随国际形势略有变动,但整体不会有大变化。”
“然后就是政策原点。”他继续讲道,“国家部委陆续出台了系列文件推进能效达标杆和淘汰基准值以下水平的企业,2022年5月启动‘两清单一方案’工作,现在正在完成整体评估。这系列政策文件既是能效标杆工作的政策原点,也是极致能效工程的政策原点。最后,则是产业竞争力原点,提升能效的最终目的是提高产业竞争力。换句话说,就是要满足社会、经济、环境三重底线的挑战。此外,改革开放40余年,在流程制造业大格局基本奠定的前提下,钢铁企业竞争力逐步从资源规模、品种质量向精益运营转变。我们的产品越来越同质化,质量也基本趋于一致,和40年前有了很大差别,很多制造企业将向精益运营转变。这就算是极致能效工程产业竞争力原点,我们与国际领先同行还有很大的差距。”
张永杰表示,钢铁业正实施极致能效工程。“那么,我们到底有多少能效提升空间?根据国际能源署数据,2019年—2050年,材料效率提升对减碳的贡献率为40%,现有技术进步贡献率为21%。如果我们把材料效率提升抛开,那么现有技术进步对于能效提升又将有多少贡献率?我们要有突破性思维,要去思考,到底有多少突破、提升的空间。”他讲道,“那么,方向又在哪?根据钢铁低碳高能效框架梳理,我们突出局限于余热余能的框架,其实有很多方向。”
张永杰接着讲道:“世界钢协提出,成熟技术的推广应用存在一个由易到难的过程,而且包括管理与运营、原料质量改进、工艺可靠性及维护、产率改进、应用/引进生产率与节能技术5个步骤。‘稳定、系统、协同、精益、价值’能效低碳五原则,应该成为穿透企业各业务模块,各班组、作业区的各级管理者真正所执行的文化。其中,稳定即保证制造流(物质流)、能源流在允许范围内波动,兼顾能源物质和非能源物质的节约;协同即钢铁制造流程“物质流”与“能量流”的协同,产品与市场、经济、财务和人员等的协同;精益即定量、准确和可预测性;价值即节能、增效、减碳与经济性共赢。”
张永杰表示,除此之外,成熟技术推广应用还应坚持能效低碳13个方向,包括基础管理,原、燃料,机组效率,生产组织,源荷交互,工艺变革,界面能效,二次能源,动力系统,环境增值,数据支撑,专业协同,产业协同。“其中,源荷交互之一就是指建立产线与产品能耗大数据模型,能源发生与供给预测指导排产优化,产线生产自寻优。目前,宝钢股份宝山基地正在通过工业大脑项目来朝这个方向寻求突破。”他举例道,“在产业协同这一方向上,台湾中钢集团的例子也值得分享。台湾中钢集团形成了以某一工业基地为核心,往外输送蒸汽。通过这一模式,2020年,台湾中钢集团对外蒸汽外售量为156.2万吨,节能约478万GJ。换算温室气体减量及空污改善效果,该公司减排了约37.5万吨二氧化碳、1141吨SOx、792吨NOx及113吨颗粒物。总结来说,成熟技术快速推广及应用有很多方法可以参考,其基础是节能低碳技术库动态维护与应用、节能低碳技术库系统框架、节能低碳技术库规划、节能低碳技术多基地对标,这项工作有许多领先企业已做了多年,钢协也正组织行业力量来推进此项工作。”
最后,在谈及极致能效工程行业共性难题协同研发时,张永杰表示,共性难题协同研发难突破。但是,通过多年的积累,目前钢协对于钢铁行业极致能效共性难题有一个梳理结果,其中包括:烧结矿显热、焦炉荒煤气显热、高炉渣显热、转炉烟气头尾放散及800℃以下转炉烟气显热、铁—钢—铸—轧界面能效、数据驱动智慧能源、低温余热与副产煤气高效利用、生物质能与绿电及储能技术、产业与区域协同技术、钢铁节能减碳新材料。前五大难题对应2000万吨钢长流程钢厂的206.08万吨标煤的高效回收。“以焦炉荒煤气显热为例,现在差不多全行业有30%的焦炉都在采用这个技术,但不少工程项目实际效果并未达到设计指标。这说明,我们还有很大的创新空间,在上升管技术方面就有许多可以优化的地方,这是单体设备技术创新。吨铁有100千克标煤副产高炉煤气可外供,如何利用智能能源系统建立,副产煤气调度水平的提升,构建全厂副产煤气高效发电系统,这一厂级系统技术创新。”他补充道,“行业共性难题协调研发很难,借助极致能效工程,加强协同研发,期待在世界冶金史上留下中国印记。”