铜冶炼企业单位产品能耗变化趋势与标准修订

林若虚｜文

本文分析了铜冶炼行业能耗变化的趋势，并阐述了铜冶炼部分能耗修订的要点及后续执行思路，旨在以标准推动铜产业的绿色低碳发展。

2004 年—2023 年，随着新装备、新工艺的不断应用，我国铜冶炼行业的单位产品能耗整体保持稳步下降的趋势。“十三五”期间，为使能耗限额标准切实反映现阶段企业生产实际情况，对原能耗标准进行修订。本文分析了铜冶炼行业能耗变化的趋势，并阐述了铜冶炼部分能耗修订的要点及后续执行思路，旨在以标准推动铜产业的绿色低碳发展。

铜冶炼单位产品能耗变化趋势及分析

1.能耗变化趋势

中国铜冶炼行业的发展自20 世纪80年代以来，一直在稳步推进。随着经济的发展，中国铜冶炼行业的市场规模也在不断扩大，到2023 年铜冶炼产能已经达到1 300多万吨，预计到2025年将达到1 400万吨。

在“双碳”目标的背景下，我国各项环保政策日趋严格，促使铜冶炼技术和装备不断升级，铜冶炼相关技术水平不断提升。但是，近年来我国铜资源的持续高强度的需求，不仅加重了国内铜精矿资源的日益短缺问题，另一方面，可供冶炼原料的品质也参差不齐，品位波动较大，而品质的降低将直接导致冶炼能耗的增加。对国内铜冶炼企业入炉原料的调研结果显示，绝大多数铜冶炼企业所使用的铜精矿平均入炉品位在逐年下降。与此同时，随着国家对高能耗企业环保措施的重视程度日渐加剧，规模以上企业往往都配备了相对完备的废物处置处理设备设施，这些环保设施的能耗一般会占到产品总能耗的3%～5%，甚至会出现更高的占比。此外，智能装备的应用虽然提高了有色行业整体的数字化水平，但也在一定程度上带来了耗能的问题。

理论上，随着原料品位的下降及配套设施的增加，单位产品的能耗也随之增加，数据显示，2012 年，我国的铜冶炼综合能耗为424.29千克标煤/吨；2023年，铜冶炼综合能耗为213.6千克标煤/吨。十年来，铜冶炼综合能耗总体保持下降趋势，且在2012年之后，铜冶炼行业的整体能耗呈现较为平稳的波动态势。

2.原因分析

目前，我国铜冶炼产业无论从规模、技术装备、节能环保和资源利用等方面，都已位居世界前列，节能降碳技术的广泛应用抵消了上述导致能耗上升的不利影响，主要有以下几方面原因：

第一，先进技术的应用和推广。针对关键环节，国内铜冶炼企业开展了高质量阳极技术、电解槽综合能源优化、数字化智能电解槽、铜冶炼多金属回收及能源高效利用、熔炼炉渣热量高效回收等一批共性关键技术的研发应用。如重点推动短流程冶炼、旋浮炼铜、铜阳极纯氧燃烧等节能低碳技术改造，在电解工艺段采用双层覆盖技术保温，以及围绕尾矿、大修渣、白烟尘、砷滤饼、酸泥等固体废物，积极开展无害化处置利用技术开发和推广等。

第二，装备设施的改造和淘汰。如通过熔炼、精炼环集烟气管路进行优化，可减少无组织烟气外溢量，从而降低环保风机负荷，达到减少用电量的目的。淘汰能耗高的风机、水泵、电机等用能设备，推进通用设备升级换代等。

第三，严格政策约束，淘汰落后低效产能。企业严格执行节能、环保、质量、安全技术等相关法律法规和《产业结构调整指导目录》等政策，坚决淘汰落后低效的过剩产能。

除以上几点外，产品能耗还受企业的生产作业率及管理水平影响，各企业实际生产水平不一，因此对其影响程度也是各不相同。总体而言，在以上措施的影响下，我国铜冶炼行业整体能耗水平在不断下降，工艺水平在不断进步。

能耗标准修订背景

“十三五”期间，为有效推进铜、铅、锌等有色重金属行业，尤其是冶炼行业的供给侧结构性改革，促进行业技术进步，推动行业高质量发展，同时，为确保行业节能降碳工作的开展，引导全行业绿色低碳转型，实现“双碳”目标，工业和信息化部先后发布了《铜冶炼行业规范条件》（工业和信息化部公告2019年第35号）、《铅锌行业规范条件》（工业和信息化部公告2020年第7号）等有色金属重点领域行业规范，对铜、铅、锌冶炼企业的能耗水平进行严格管控。与此同时，国家发展改革委也发布了《关于发布<高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平（2021年版）>的通知》（发改产业〔2021〕1609号）等文件，其中，对铜、铅、锌等重金属冶炼能耗的标杆值和基准值进行了限制和规定。以上文件的发布，均为顺利开展工业企业节能监察、加快推动能效“领跑者”企业的遴选工作奠定了基础，旨在引导企业严格控制碳排放强度，减少碳排放量，为提升企业能效水平提供支持。

一直以来，节能降碳都是有色金属行业的重点工作。此前，在重金属领域，已陆续发布了GB 21248-2014《铜冶炼企业单位产品能源消耗限额》、GB 21249-2014《锌冶炼企业单位产品能源消耗限额》等7项强制性国家标准以及YS/T 1412-2020《钴冶炼企业单位产品能源消耗限额》1项推荐性行业标准，该批标准绝大多数标龄已超过7年。随着冶炼行业在“十三五”期间的快速发展，新工艺、新装备得到全面应用，环保等新理念也在迅速普及，因此，企业生产的能源消耗水平也在不断提升。为了使能耗限额标准切实反映现阶段企业生产实际情况，满足《有色金属工业“十四五”发展规划》的要求，为企业未来发展提供思路，并为环保等监管部门提供监督和核查依据，同时，也为推动强制性能耗限额标准精简整合进程，根据国家标准化管理委员会（以下简称“国标委”）整合修订强制性国家标准的要求，将以上8项重金属领域单位产品能耗限额标准进行整合修订，为确保标准的适用性，本次修订增加了铋单位产品能耗限额部分。整合后，标准GB 25323-2023《有色重金属冶炼企业单位产品能源消耗限额》（以下简称“2023版标准”）目前已由国标委于2023年5月23日发布，实施日期为2024年6月1日。以下部分主要对该标准中铜冶炼部分的修订内容进行介绍。

修订要点

1.能耗限额等级与限额值

2023版标准将单位产品能耗限额等级先进值、准入值及限定值分别更改为1级、2级及3级。在指标的确定过程中，根据国家发展改革委及工业和信息化部对行业整体能耗水平的要求，也开展了广泛和大量的行业数据调研工作，并基于行业实际生产情况对三个等级的指标进行了调整。

以铜冶炼企业为例，对国内28家企业近三年的产量及能耗数据进行了调研，2021年，该28家铜冶炼企业产量总和约为763.2万吨，占全国产量的72.8%，且年产量绝大部分超过10万吨/年，基本可反映出我国铜冶炼行业实际水平。能耗等级的划分按照累积5%、20%及80%原则进行，在实际指标修订过程中，根据企业实际生产水平及行业集中度对比例进行调整，使实际指标体现当前铜冶炼发展的真实水平，并且也可达到严格控制企业能源消耗水平、鼓励先进工艺、淘汰落后产能的目的。经过调整，指标均有明显的降低（见表1和表2）。

表1 铜精矿冶炼工艺铜冶炼单位产品能耗限额等级（kgce/t)

表2 粗、杂铜冶炼工艺铜冶炼单位产品能耗限额等级（kgce/t)

需注意的是，本次修订在粗杂铜冶炼部分对原料的界定进行了明确，即当入炉原料平均铜含量大于等于97.5%时，属于粗铜冶炼工艺；当入炉原料平均铜含量小于97.5%时，属于杂铜冶炼工艺，如此可进一步简化原料归类，使标准在实际使用过程中便于操作。

2.考核原则

2023版标准中明确了能耗的考核原则，即：当企业同时具备全部工序时，应按最终产出单位产品综合能耗指标考核；当企业具备部分工序时，应按所具备的各工序产出单位产品综合能耗指标单独进行考核；当企业进行多品种产品生产时，应分别按各产品所对应的单位产品综合能耗指标单独进行考核。

增加的部分进一步使考核的目标得到明确，企业生产何种产品，就使用所对应产品的能耗指标进行考核，这样可有效避免核算漏洞，如部分企业未具备所有工序却按全流程工序进行计算，会使计算得到的能耗水平明显下降。同时，该部分也进一步为2014版标准的产品产量的规定条款提供支撑，再次明确了能耗指标的计算原则应以生产得到的产品为准。

3.冷料的处理方式

本次修订过程中，明确了铜冶炼过程中加入冷料后的处理和计算方式。如吹炼工序能耗，具体过程为从冰铜开始到产出粗铜为止，包括包子吊、转炉或其他吹炼炉及相关配套系统等消耗的各种能源量。修订增加了在本工序中投入外购粗、杂铜，统计时需剔除外购粗、杂铜产出粗铜产量和相应的能耗。因此，标准明确了在本工序中投入外购冷料的，统计时需按投入外购冷料与产出产品的比例剔除相对应的能耗和产品的产量。具体的计算方法为：冷铜熔化需要的能耗按热平衡方式计算，设备运行能耗按冷铜与铜精矿含铜比例分摊，冷铜包括转炉中加入的杂铜、粗铜、回用的残极等铜原料。

对冷料处理方式的明确，可以正确评估现有铜冶炼企业在生产过程中的实际能耗水平，可有效避免重复计算的问题，同时，也可进一步区分原生矿冶炼与再生料冶炼，有效引导铜冶炼产业的规范运行。

总结

鉴于能耗指标将作为确定高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平，以及加快重金属重点领域阶梯电价政策落地实施的重要依据，本次有色重金属冶炼产品能耗标准的修订，也可确保有色重金属冶炼产品能耗限额指标的科学性和客观性，使标准符合有色重金属冶炼企业实际生产情况，有效推动行业节能降耗工作的开展。通过该9种重金属产品能耗标准的发布和实施，将使现有的产业结构与用能结构得到优化，特别是在铜冶炼领域，能源资源利用效率将大幅提升，推动形成一批新的节能、低碳型绿色冶炼工厂。本次修订也将指导国内重金属企业产品生产，淘汰落后产能和工艺装备，推动高效节能技术水平的提高，最终加快行业“双碳”目标的实现。同时，也需进一步加强标准实施效果的调研和评价，作为强制性国家标准，将直接引导未来几年国内铜冶炼企业乃至重金属冶炼企业的可持续发展，因此，需全面和深入了解标准实施后所起到的实际作用，评估标准的实时适用性，做到及时调整和完善，使标准真正落到实处。