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1、钢铁工业能源节约与环境保护钢铁工业能源节约与环境保护 蔡九菊蔡九菊 张春霞张春霞 东东 北北 大大 学学 钢铁研究总院钢铁研究总院 2005年年9月月6日日报告内容报告内容（1 1）我国能源状况和未来需求我国能源状况和未来需求（2 2）钢铁工业的能源消耗与环境负荷变化钢铁工业的能源消耗与环境负荷变化（3 3）节能理论基础节能理论基础（4 4）钢铁企业的物质流和能量流钢铁企业的物质流和能量流（5 5）节能方向和技术支撑节能方向和技术支撑第一节第一节 我国能源状况和未来需求我国能源状况和未来需求 1.1 1.1 我国的能源现状我国的能源现状 我我国国已已上上升升为为世世界界能能源源生生产产和和消消
2、费费大大国国一一次次能能源源消消费费量量居居世世界界第第二二, , 生生产产量量居居世界第三。世界第三。(1) (1) 能源生产和消费能源生产和消费 20042004年全国一次能源生产量年全国一次能源生产量18.4618.46亿吨标准煤亿吨标准煤 消费量消费量19.719.7亿吨标准煤。亿吨标准煤。煤（t）原油（t）天然气（m3）发电装机容量千瓦发电量千瓦时其中水电千瓦时19.561.75341.284.021870328020042004年全国一次能源生产量（年全国一次能源生产量（10108 8） 类别名称消费量较2003年上升 百分比能源煤炭18.7亿吨14.4石油2.9亿吨16.8 天然
3、气415亿立方米18.5 水电3280亿千瓦时15.6 核电501亿千瓦时15.6 原料钢材2.7亿吨12.1 氧化铝1284万吨9.7 水泥9.6亿吨12.4 万元GDP能耗1.58标准煤12.4 20042004年全国一次能源消费量年全国一次能源消费量 中国的能源消费以煤炭为主，所占比例约中国的能源消费以煤炭为主，所占比例约70%70%左右，左右，2020世纪世纪8080年代以来，在我国一次能源消费中，石油、天然气年代以来，在我国一次能源消费中，石油、天然气和水电（含核电）的消费基本维持平稳增长，煤炭增长很和水电（含核电）的消费基本维持平稳增长，煤炭增长很快。实际上是煤炭的消费量左右了能源
4、消费总量的增长。快。实际上是煤炭的消费量左右了能源消费总量的增长。 我国能源消费结构及与世界平均水平比较我国能源消费结构及与世界平均水平比较中国（）世界（）年份19801990200020032003煤炭72.276.266.167.126.5石油20.716.624.622.737.3天然气3.12.12.52.823.9一次电力4.05.16.87.412.3 可可以以看看出出，无无论论是是石石油油、天天然然气气，还还是是一一次次电电力力，我我国国清清洁洁能能源源所所占占比比例例均均落落后后于于世世界界平平均均水水平平。要要想想优优化化我我国国的的能能源源结结构构，降降，低低煤煤炭炭在在一
5、一次次能能源源消消费费中中的的比比例例，必必须须建建立立多多元元化化的的能能源源供供应体系，开发利用清洁能源，实现各种能源平衡发展。应体系，开发利用清洁能源，实现各种能源平衡发展。注：注： “一次电力一次电力”是指水电、核电、风电和太阳能发电总量。是指水电、核电、风电和太阳能发电总量。 （2 2）我国能源消费存在的问题）我国能源消费存在的问题 v据据测测算算，每每燃燃烧烧1 1吨吨高高硫硫煤煤，约约产产生生202030kg 30kg SOSO2 2，至至少少花消花消5050元的治理费。排放元的治理费。排放1 1吨吨SOSO2 2的经济损失约的经济损失约50005000元。元。1 1）能源消费以
6、煤为主，环境问题日益突出。）能源消费以煤为主，环境问题日益突出。v以煤为主的能源结构是造成大气污染的主要原因，使用煤以煤为主的能源结构是造成大气污染的主要原因，使用煤炭与使用油、气相比，不仅技术难度大，而且能源消耗高，炭与使用油、气相比，不仅技术难度大，而且能源消耗高，并排放大量的粉尘、酸雨和温室气体（并排放大量的粉尘、酸雨和温室气体（COCO2 2）。）。v20042004年年我我国国原原油油消消费费量量达达到到2.92.9亿亿吨吨，比比20032003年年增增长长16.8%16.8%，2 2）优质能源需求上升，石油安全不容忽视。）优质能源需求上升，石油安全不容忽视。42004 2004 年
7、，石油、天然气、水电等优质能源消费量占能源年，石油、天然气、水电等优质能源消费量占能源消费总量的消费总量的29%29%，比，比1990 1990 年提高年提高5.2 5.2 个百分点，个百分点，v石油占消费总量的比重由石油占消费总量的比重由1990 1990 年的年的16.6%16.6%提高到提高到20042004年的年的21.0%21.0%，提高，提高 4.4 4.4个百分点。个百分点。4我国自我国自19931993年成为石油净进口国以来，石油的对外依存年成为石油净进口国以来，石油的对外依存度逐年上升。度逐年上升。v国内原油产量为国内原油产量为1.751.75亿吨，仅比亿吨，仅比200320
8、03年增长年增长2.9%2.9%，v石油对外依存度从石油对外依存度从20022002年的年的33%33%升至升至20042004年年45%45%左右。左右。 自自1990 1990 年年以以来来，工工业业用用能能始始终终保保持持在在70%70%左左右右的的水水平平，尽尽管管统统计计口口径径不不完完全全一一致致，但但与与国国外外相相比比，我我国国工工业业用用能能的的比比重重明明显显偏偏高高。我我国国在在工工业业化化进进程程中中，调整经济结构的任务十分艰巨。调整经济结构的任务十分艰巨。3 3）工业能耗居高不下，结构调整任重道远）工业能耗居高不下，结构调整任重道远 2002 2002 年，一、二、三
9、产业和生活用能分别占能源年，一、二、三产业和生活用能分别占能源消费总量的消费总量的4.4%4.4%、69.3%69.3%、14.9%14.9%和和11.4%11.4%， 能能源源利利用用效效率率的的高高低低最最好好用用单单位位产产品品能能耗耗来来表表示示。我我国国高高能能耗耗产产业业的的产产品品能能耗耗比比世世界界先先进进水水平平高高15-50% 15-50% ，其其中典型产品能耗与国外比较如下表所示。中典型产品能耗与国外比较如下表所示。4 4）能源利用效率低，节能任务艰巨）能源利用效率低，节能任务艰巨9090年代初，发达国家的能源效率约为年代初，发达国家的能源效率约为41%41%。钢（钢（k
10、gce/tkgce/t钢）钢）中国中国715715（20022002年）年）日本日本656656（20022002年）年）乙烯（乙烯（kgce/tkgce/t）中国中国12101210日本日本870870水泥（水泥（kgce/tkgce/t）中国中国181181日本日本124124火力发电（火力发电（kgce/kwhkgce/kwh）中国中国385385日本日本322322v 我我国国的的矿矿产产资资源源多多以以贫贫矿矿共共生生矿矿为为主主。在在矿矿石石预预处处理理过程中消耗不少资源，尾矿处理量和排放量很大。过程中消耗不少资源，尾矿处理量和排放量很大。5 5）污染严重，环境不堪重负）污染严重，
11、环境不堪重负v 我国二次资源严重短缺，天然资源如铁矿、铝矿等的我国二次资源严重短缺，天然资源如铁矿、铝矿等的消耗量相对过高。消耗量相对过高。二次资源短缺的主要原因，是我国钢铁、铝、铜等产品的产二次资源短缺的主要原因，是我国钢铁、铝、铜等产品的产量持续高速增长。量持续高速增长。v 我国能源将长期以煤为主我国能源将长期以煤为主，煤的利用效率低，污染重，煤的利用效率低，污染重，节能难度大。节能难度大。v 我国还没有摆脱我国还没有摆脱“先污染后治理先污染后治理”的老路，如果继续的老路，如果继续沿着沿着“末端治理末端治理”这条路子走下去，资源将难以为继，这条路子走下去，资源将难以为继，环境不堪重负。环境
12、不堪重负。1.2 1.2 我国能源的未来需求我国能源的未来需求 根据根据20202020年节约型社会的奋斗目标年节约型社会的奋斗目标“经济翻两番，经济翻两番，均耗降一半均耗降一半”，即，即GDPGDP翻二番，能源翻一番，万元翻二番，能源翻一番，万元GDPGDP消耗降一半，可得未来我国的能源需求。消耗降一半，可得未来我国的能源需求。时间时间20002000200120012002200220032003200420042010201020202020GDPGDP（亿元）（亿元）8.948.949.739.7310.5110.51 11.7211.7212.4712.4717.8817.8835.
13、7635.76能耗能耗/ /万元万元GDPGDP（吨标煤）（吨标煤）1.451.451.331.331.411.411.431.431.581.581.161.160.7250.725总能耗（亿吨标煤）总能耗（亿吨标煤）13.613.613.4913.4914.8214.82 16.7816.7819.719.720.820.826.0626.06 未未来来2020年年煤煤炭炭在在能能源源结结构构中中的的比比例例缓缓慢慢下下降降，但但以以煤煤为为主主的的能能源源结结构构不不会会发发生生根根本本改改变变，石石油油的的比比例例略略有有下下降降，天天然然气气的的比比例例增增长长较较快快，水水电电、核
14、核电电、新新能能源源虽虽有有增增加加，但但所所占份额不大。占份额不大。能源种类2000年（基准）（）2010年（）2020年（）煤炭67.965.26358.656.6石油29.628.922.221.822.8天然气2.64.87.17.19.7水电5.27.66.98.67.5核能0.361.21.12.92.5新能源0.290.50.42.72.9一次能源总量（亿吨标煤）13.621232629第二节第二节 钢铁工业的能源消耗与环境负荷变化钢铁工业的能源消耗与环境负荷变化2.1 2.1 我国钢铁工业的能源消耗我国钢铁工业的能源消耗 （1)19801)198020022002年吨钢能耗的变
15、化年吨钢能耗的变化0.698下降率下降率45.71.180下降率下降率42；1.6461.2852.0401.7461.5601.4401.1061.0170.9800.781 0.77 0.77 下降率下降率53.253.2（2 2）我国钢铁工业的节能效果与分析）我国钢铁工业的节能效果与分析p pi i各工序的钢比系数；各工序的钢比系数；e ei i各工序的工序能耗。各工序的工序能耗。影响吨钢综合能耗（影响吨钢综合能耗（E E）的直接因素有两类：）的直接因素有两类： 第一类，各生产工序的钢比系数（第一类，各生产工序的钢比系数（p pi i）；）； 第二类，各生产工序的工序能耗（第二类，各生产
16、工序的工序能耗（e ei i）。）。 在分析钢铁工业能耗时，同时分析钢比系数和工序能耗这两类在分析钢铁工业能耗时，同时分析钢比系数和工序能耗这两类因素的方法，称作因素的方法，称作e-pe-p分析法。分析法。计算公式：计算公式：直接节能量直接节能量间接节能量间接节能量v 19801980198019802002200220022002年各工序平均工序能耗变化（年各工序平均工序能耗变化（年各工序平均工序能耗变化（年各工序平均工序能耗变化（kgce/tkgce/tkgce/tkgce/t产品产品产品产品) ) ) ) 年份年份焦化焦化烧结（含烧结（含球团）球团）炼铁炼铁平炉平炉转炉转炉电炉电炉轧钢轧钢1980217104556200673782661985187905351564832521119901857952612338303187199518078509111313191772000159704651402927411920021506845427230101变化率变化率*-30.88-34.62-18.35-30.00-59.70-39.15-62.03变化率的计算方法： v 1
