摘要:响应国家“双碳”战略,稳妥推进碳达峰碳中和,做到在发展中降碳、在降碳中实现更高质量发展。我们围绕石家庄市能耗占比较大的钢铁、水泥、电力行业开展调研,着力抓好重点用能单位的节能降碳工作,督导企业将节能工作放在重要的战略位置,并通过不断地装备升级和智能化改造,寻找能源向低碳乃至零碳方向转型路径,建立新型能源体系,提高能源资源高效利用,努力走出一条绿色低碳可持续发展的新路,推动企业落实“双碳”目标。
关键词:低碳;绿色发展;碳管理
Promote Energy-saving, Carbon Reducing, and Green Development of Key Energy Consuming Units
Zhao Hui
Shijiazhuang Green Development Service Center Hebei Shijiazhuang 050021
Abstract: We conduct research around the steel, cement, and power industries that account for a large proportion of energy consumption in Shijiazhuang City, focusing on the energy-saving and carbon reduction work of key energy consuming units. We supervise enterprises to place energy-saving work in an important strategic position, and through continuous equipment upgrading and intelligent transformation, we seek ways to transform energy towards low-carbon and even zero carbon, establish a new energy system, and improve the efficient utilization of energy resources, Strive to find a new path of green, low-carbon, and sustainable development, and promote enterprises to implement the "dual carbon" goals.
Keywords: Low carbon; Green development; Carbon management
工業是能源消费和碳排放的重点领域,能源消费占全社会总量的65%左右,降低能源消耗、提高资源利用效率是实现碳达峰碳中和目标的主要途径。推进重点用能单位能源绿色低碳转型,鼓励重点用能单位形成低碳、零碳能源消费模式,协助重点用能单位做好节能降碳改造升级,提高生产工艺和技术装备绿色化水平,是我们工作的重点。为更好的贯彻落实国家相关政策,结合我市重点行业,开展对钢铁、水泥、电力行业调研。
1.钢铁行业
钢铁工业作为国民经济的基础产业,是综合国力和国防实力的体现,在建设现代化强国战略中占举足轻重的地位,在绿色、低碳发展总要求中处在首当其冲的重要位置。多年来,我国钢铁产品产量位居世界第一,河北省钢铁产品产量居于全国之首,并且超过了中国以外的任何国家。《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》明确了“十四五”时期的政策要点:以总量控制为前提,以创新发展为引领,以绿色低碳、智能制造为重点,保持去产能政策的稳定性和前瞻性,提高供需的适配性、有效性[1]。钢铁企业要进一步节能减碳、绿色发展,需要继续做好极致能效技术应用,在高炉煤气回收利用方面开展精脱硫深度净化治理;在生态环保治理方面提升脱硫脱硝精益化智能管控、提高除尘系统除尘效果;对生产系统智能化进行升级改造提升智控水平;降低生产用水量、提高废水处置回用率,节约水资源;提升冶金固废资源化综合利用水平,减少资源浪费;完善能源消耗总量和强度调控管理制度,从能耗双控逐步转向碳排放总量和强度双控,力争实现企业超低排放,强化企业绩效管理考核,真正实现绿色发展、高质量发展。
石家庄市的钢铁企业有电弧炉炼钢流程钢铁企业、小型专业特钢企业和高炉-转炉流程钢铁企业,每家企业都具有不同的特点和优势。企业立足产品特点,以专业化、智能化、绿色化为着力点,构建以市场为导向、以价值创造为基础的技术创新体系,通过技术和服务管理模式的创新,由生产制造型向技术服务型转化,不断推动高质量发展。在能耗“双控”制度下,企业要增加产能,能源消耗量势必会增加,“双碳”目标任务就会更加艰巨,为此企业积极应对制定了绿色低碳发展规划,从碳达峰、碳稳步下降、碳深度下降到碳中和分阶段稳扎稳打,建立全产业链和产品全生命周期绿色发展体系 ,确保了落实“双碳”目标工作有的放矢。企业采取有效举措如下:一是升级装备,采用国内一流装备提升自动化和智能化水平,通过自动化提效、能源信息化精准管控实现节能降耗;二是采用变频调速、节能泵、智能烧炉、BPRT、SHRT等节能技术降低电能消耗;三是建设分布式光伏,提升绿电占比;四是研发高附加值品种,提质增效;五是大力开发工业余热、余压、余能等回收利用,遵循“科学用能、高质高用、梯级利用、能级匹配”的原则,做到综合平衡、合理调配和高效回收利用;六是全面对标,在综合利用和产品升级上做“加法”,在资源消耗和污染排放上做“减法”,争做环保标杆、创绿色工厂;七是提升双碳管理水平,成立企业碳资产管理专职机构,从理清企业生产过程中碳足迹下手,掌握碳排放总量及重点管控工序,建立细化到企业车间、工序的碳排放绩效考核制度,全面提升企业双碳管理能力,为实现企业低碳绿色发展提供保障。
2.水泥行业
水泥作为建筑行业的主要建材,存在很多应用优势,为此水泥生产企业在积极探索新型生产工艺技术来提高水泥生产效率和品质,从而实现节能降碳。“双碳”政策下,碳达峰峰值的高低,主要决定于单位产品熟料的碳排放强度,而提前实现碳达峰,峰值点低可为实现碳中和奠定基础、创造有利条件。企业间的整合更有利于节能技术的推广应用。
目前在水泥行业普遍应用节能减排技术有高效节能通用技术装备(高效电机、风机与泵、空压机、调速技术等)、高能效水泥熟料烧成技术(六级高效低阻预热预分解系统、两档窑/三挡窑、分级燃烧、第四代篦冷机等烧成系统技术装备)、高效粉磨(料床粉磨、辊压机终粉磨等)技术、水泥窑协同处置技术(固废预处理、循环经济技术)、替代燃料应用技术(垃圾可燃衍生物(RDF)、固废回收燃料(SER)等)和水泥窑富氧煅烧技术等。
2023年建筑材料行业大会上明确提出,水泥行业提前实现碳达峰已成为现实,建材行业全面实现碳达峰,迈向碳中和的时代正在到来。水泥行业整体对碳排放总量的控制力度决定了行业未来实现碳中和难度的高低,“十四五”“十五五”期间,加快技术创新、实施节能减排尤为重要。以“第二代”新型干法水泥技术装备为支撑,更多节能减排新技术将得到大力推广和应用,包括烧成工序的高能效低氮预热预分解技术;提高研磨效率的高效节能料床;水泥窑协同处置中的对废弃物安全无害化处置和替代燃料技术;提高水泥窑余热回收减少热损的高性能隔热保温技术;降低燃料消耗的原燃料均化配置技术;企业能源管控中心智控提升技术;新型低碳品种的水泥熟料生产技术;为实现环保低排放的高效率大型袋除尘技术和高效脱硫和脱硝技术等。
3.电力行业
为了满足经济高速发展的需求,中国电力消费长期处于增长趋势。2022年末全国发电装机容量达25.6亿千瓦,比上一年增长7.8%。电力装机结构延续绿色低碳转型,非化石能源装机占比近半,可再生能源装机历史性超过煤电装机。2022年我国电力新增火电装机4471万千瓦,煤电行业持续淘汰落后产能,煤电机组清洁高效灵活性水平进一步提升[2]。为确保现有电力系统安全稳定运行,部分机组已超期服役(如华能国际电力股份有限公司上安电厂一期2台进口亚临界湿冷350MW机组)或邻近30年服役期,如果不对此类煤电机组进行淘汰,势必会影响到电力行业碳达峰和碳中和目标的实现。
针对煤电带来的经济支持作用和“碳锁定”影响,目前已广泛应用于煤电企业的节能技术有:提高汽轮机蒸汽参数技术;汽轮机排汽二次进入锅炉进行再热技术;管道系统优化技术;在除尘器入口或脱硫塔入口设置串联的低温省煤器,充分回收烟气余热,提高机组热效率,降低引风机电耗;设置独立外置蒸汽冷却器,充分利用抽汽过热焓,提高回热系统热效率;优化设计汽轮机通流部分,采用新型材料和新型汽封技术提高汽轮机能效;锅炉运行优化调整;热力及输水系统改造;汽轮机冷端系统改进及运行优化,提高机组运行真空节能提效;高压除氧器乏汽回收;采用先进的低氮燃烧器技术,大幅降低氮氧化物生成浓度;新型除尘技术等。
2021年底,国家发展改革委、国家能源局发布《全国煤电机组改造升级实施方案》指出,按特定要求新建的煤电机组,除特定需求外,原则上采用超超临界且供电煤耗低于每千瓦时270克标准煤的机组。到2025年,全国火电平均供电煤耗降至每千瓦时300克标准煤以下,大力推动煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”[3]。通过对我市电力企业现状调研发现,企业部分现役机组供电煤耗指标与目标指标300克标准煤存在较大差距,因此“十四五”期间节能降耗任务艰巨,若无法完成改造机组将面临淘汰关停,或转为应急备用电源。因此电力企业在确保安全稳定供应前提下,要不断对发电的成本、碳的排放进行一个系统的优化和提升,以提升燃煤发电的竞争力。电力企业可通过对标管理等手段,从机组运行的经济性、可靠性方面出发,明确技改规划目标,并将总体目标细化分解,促进机组能效水平不断提高;健全节能长效机制,定计划促实施,开展机组优化调整、烟气余热回收利用等一系列技术改造,降低能耗;积极采用先进技術,加大科技创新投入,加强科技成果转化;推进智能发展,加快可再生能源发展,大力推进大数据分析应用,以实现绿色电力,提升市场总体效率[4]。
4.几点建议
“十四五”开局以来,绿色已成为企业高质量发展的鲜明底色。以绿色化、低碳化、智能化为导向,通过节能提效、资源能源循环利用等措施,提升重点行业发展水平,推进我市重点用能单位节能降碳绿色发展,特提出以下建议:4.1采用先进的节能低碳技术,实现节能降碳
工业和信息化部发布《国家工业和信息化领域节能技术装备推荐目录(2022年版)》包括90项工业节能提效技术,涵盖钢铁、有色、建材、石化化工、机械、轻工、电子等行业节能提效技术,可再生能源高效利用、煤炭等化石能源清洁高效利用和重点用能设备及系统节能提效技术等,并配套编制了《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》,介绍相关技术的适用范围、原理及工艺、功能特性、应用案例等。企业可根据自身实际,开展相应节能技术应用,提升企业能效。
一方面提升重点用能设备的能效水平,在《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之九:重点用能设备及系统节能提效技术中,对电机及电机系统节能提效技术进行了介绍,并指出磁悬浮离心风机、稀土永磁无铁芯电机、特大功率高压变频变压器、变频无极变速风机、电缸抽油机等是重点用能设备及系统节能技术装备发展方向。国家对电动机、变压器能效提升制定了计划,在强化重点用能设备节能管理的同时,加快高效节能电机、变压器推广应用,可持续提高能源资源利用效率,推动工业绿色高质量发展,助力实现碳达峰碳中和目标。
另一方面推广成熟节能工艺技术,如:钢铁企业可参照《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之一:钢铁行业节能提效技术,开展重点工序、公辅设施系统节能改造、余热余压回收利用,引进全球行业领先的增材制造和薄钢带连铸连轧技术,为企业高质量发展赋能;研发高强抗震螺纹钢、高层建筑Z向钢、冷轧基料SPHD、高合金工模具材料新产品、特钢棒材高附加值品种为企业增效。水泥企业可参照《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之三:建材行业节能提效技术,通过采用先进四代中置辊破篦冷机,提高热回收效率,降低系统热耗;采用新型超薄衬板+防堵隔舱板技术对磨内结构进行升级改造,降低系统电耗。
加大余热余能的回收利用,综合考虑余热源头减量、高效回收、梯级利用等方式,重点推动各类低温烟气、循环冷却水等低品位余热回收,通过梯级综合利用实现余热余能资源最大限度回收利用,提升余热回收利用水平。
实施“节能+智能”转型工程,加速“互联网+”技术在企业产品研发、生产制造、经营管理、销售服务等全过程的应用,推进企业智能生产、智能管控、智慧评估,实现企业生产过程绿色化、经营管理数字化,提升企业绿色低碳智能制造发展水平。
4.2构建多能互补与储能系统相结合的能源体系
探索能源结构调整,开发应用新能源,发展风、光、储、氢一体化技术,降低化石能源的比例。推动分布式能源技术与企业深度融合,加大智能微电网高效集成、储能技术和装备等在重点行业的研发应用。通过建设微电网和储能装置等实现分布式可再生能源、余能余热利用、能源信息化管控等系统集成,建立多元融合、供需互动、高效配置的能源生产与消费模式。2023年12月28日,工业和信息化部办公厅将遴选确定的19个工业绿色微电网典型应用场景与案例予以公布,为企业建设工业绿色微电网提供了技术支撑。
4.3借力高校技术力量大力研究减碳技术
发挥河北科技大学、河北地质大学、河北工业职业技术大学等高校优势,鼓励企业与其开展产学研合作,搭建试验平台,对二氧化碳捕集、固碳、生物质煤炭等新的减碳技术和CO2应用场景进行探索和研究,提早储备“碳中和”技术。
4.4研发低碳产品,开展全生命周期评价,引导绿色消费
企业应打破固有思维,从低碳工艺设计、优化能源结构上下功夫,开发出更加优质的绿色产品,引导下游行业绿色消费,逐步构建低碳产业链,全面形成“碳中和”体系。
4.5提升企业双碳管理,搭建碳管理体系
在“双碳”战略目标和双循环新发展格局指引下,企业要准确掌握企业的碳排放底数,建立具有实操性的碳排放考核制度,全面提升企业双碳管理能力。更应从顶层设计出发,逐步改变能源供给方式,坚持在综合利用和产品升级上做“加法”,在资源消耗和污染排放上做“减法”,努力做优做大做强,奋力开创产业高质量发展的新局面,逐步实现“双碳”目标。
结语
综上所述,引导重点用能单位节能降碳绿色发展,将绿色低碳理念贯穿于企业生产的全生命周期,可提升企业发展空间,适应新型工业化的要求。重点用能单位应认清形势,坚持以科技创新为抓手,不断推进碳减排工作,多措并举,积极谋划碳中和、布局新发展,重塑行业定位和价值塑造,形成现代化产业体系,从而能够更充分、更安全、更及时地应对变革。
参考文献:
[1]工业和信息化部,国家发展和改革委员会,生态环境部.关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见[J].中国钢铁业,2022,(02):10-13.
[2]孙星寿.我国水泥行业已实现碳达峰[J].中国建材,2024(01):36-37.
[3]王雪辰,崔晓利.我国电力发展与改革形势分析(2023)[J].中国电力.2023,(05):15-29.
[4]《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之五:机械行业节能提效技术[J].表面工程与再制造,2023,23(02):4-5.
作者簡介:赵辉(1967年— ),女,汉族,河北辛集人,学士,高级工程师,研究方向:节能减排,企业节能降耗。