《中共中央國務院關於完整準確全麵貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，提出到“2025年非化石能源消費比重達到20%左右；2030年非化石能源消費比重達到25%左右
；2060年，清潔低碳安全高效的能源體係全麵建立，非化石能源消費比重達到80%以上”“把節約能源資源放在首位
，大幅提升能源利用效率”。2022年政府工作報告明確提出“有you序xu推tui進jin碳tan達da峰feng碳tan中zhong和he工gong作zuo
，落luo實shi碳tan達da峰feng行xing動dong方fang案an

，推tui動dong能neng源yuan革ge命ming
，確que保bao能neng源yuan供gong應ying，立li足zu資zi源yuan稟bing賦fu，堅jian持chi先xian立li後hou破po
，通tong盤pan考kao慮lv，推tui動dong能neng源yuan低di碳tan轉zhuan型xing。”《“十四五”現代能源體係規劃》更是作出了“我國步入構建現代能源體係的新階段”的判斷。

　　近日，習近平總書記在文章《正確認識和把握我國發展重大理論和實踐問題》中對能源和“雙碳”工作作出重要論述
，文章再次強調了“堅持節約優先”“發展可再生能源

，推動煤炭和新能源優化組合，增加新能源消納能力”“要深入推動能源革命”等重要觀點。

　　鋼鐵是國民經濟的重要基礎產業，同時也是能源消耗大戶
，冶金工業規劃研究院長期致力於幫助鋼鐵行業、企業提升能源利用水平，總結提出我國鋼鐵能源轉型曆程按照時間和能源種類兩個維度大致分為四個階段，即一次能源“使用”階段、二次能源“利用”階段、新舊能源“混用”階段以及未來能源“通用”階段，並分別進行了回顧、剖析與展望。需要說明的是，這四個階段之間並沒有明確的邊界
，兩個階段之間也會存在一定時間段的交疊期。

　　一次能源“使用”階段——節約優先

　　一次能源“使用”階段從“五五”開始，我國提出“能源開發與節約並重，把節約放在優先位置”的方針
，將節能納入國家經濟和社會發展計劃
，鋼鐵工業大力加強節能工作，鋼鐵企業的能源管理逐步走上了科學化和製度化軌道。

　　進入“七五”以後，鋼鐵工業能源工作主要是搞好“三個轉向”，即節能工作的著眼點從單體設備
、工序的節能轉向企業的整體節能；節能管理方式從經驗管理轉向現代化管理，提高管理工作水平和效率；節能管理體係從單一節能部門轉向整個企業管理體係的分工協作綜合管理。通過氧氣轉爐取代平爐、連鑄取代模鑄、一火成材取代多火成材等係列生產結構調整及工藝流程優化，鋼鐵製造流程逐漸趨於連續化、緊湊化、減量化。

　　“九五”以後，鋼鐵工業工作重點是生產設備技術改造和建設大型節能裝置，如發展連鑄、tigaopenmeibi。zhongguogangtiegongyecongdantijienengkuozhandaoxitongjieneng，tongguoshengchanjiegoutiaozhenghegongyiliuchengyouhuadengcuoshi
，shidegangtiegongyedungangnenghaodiyicichuxiandafuduxiajiang，nenghaozhibiaoxiajiang200kgce/t。

　　在一次能源“使用”階段，能源使用相對粗放，甚至在一定時間段重油曾被廣泛用作高爐噴吹燃料
，加熱爐、鐵礦石燒結和鐵礦石球團法的點火、焙燒等。

　　從“十五”開始進入二次能源“利用”階段，鋼鐵行業開始大力推廣應用“三幹、三利用”節能減排新技術，“三幹”即幹熄焦
、高爐幹法除塵、轉爐幹法除塵

；“三利用”即可燃氣體
、工業用水和工業廢棄物的全麵回收和綜合利用。在《冶金流程工程學》的指引下，我國鋼鐵企業開始關注鋼鐵製造流程“能源轉換功能”的開發，這個階段更加注重實現係統能源效率的最大化
，逐步推進實現從單體工序節能向係統節能的真正轉變。

　　鋼鐵生產消耗的一次能源中約40%以某種形式的熱能釋放出，其溫度上至1500℃
，下至近於環境溫度的廣泛範圍，主要分為副產煤氣、排氣餘熱、固體餘熱及廢汽廢水餘熱：副產煤氣包括高爐煤氣、焦爐煤氣及轉爐煤氣，一般歸為餘能，但其顯熱及壓力能屬於餘熱
；排氣餘熱多為爐窯排出廢氣帶走的熱，占餘熱資源總量的一半左右，溫度範圍為250℃～1000℃；固體餘熱包括燒結礦、紅焦炭、高爐渣
、轉爐渣及鑄坯等，一般在500℃以上
；廢汽廢水餘熱包括蒸汽冷凝水、鍋爐汽包的排汙水（90℃～100℃）、高爐衝渣水（70℃～90℃）等。可以說，鋼鐵工業的二次能源是一座巨大的寶藏庫
，亟待開發利用。

　　在此期間
，隨著副產煤氣發電、TRT（BPRT）
、燒結餘熱發電、幹熄焦等餘熱餘能利用技術廣泛應用，鋼鐵企業煤氣損失率逐年降低、自zi發fa電dian比bi例li不bu斷duan提ti高gao，鋼gang鐵tie工gong業ye二er次ci能neng源yuan利li用yong取qu得de顯xian著zhu進jin步bu。副fu產chan煤mei氣qi是shi利li用yong相xiang對dui較jiao好hao的de二er次ci能neng源yuan，副fu產chan煤mei氣qi除chu供gong應ying生sheng產chan係xi統tong外wai，富fu餘yu的de被bei送song至zhi煤mei氣qi電dian廠chang轉zhuan化hua為wei電dian力li。得de益yi於yu發fa電dian技ji術shu進jin步bu
，目mu前qian高gao參can數shu煤mei氣qi發fa電dian機ji組zu的de效xiao率lv超chao過guo40%
，重點大中型鋼鐵企業餘熱餘能自發電率超過53%。重點大中型鋼鐵企業噸鋼轉爐煤氣回收量平均值達到117m3，TRT（BPRT）配備率達99%以上，幹熄焦配備率達93%以上
，同時擁有世界上最大單機低熱值燃氣-蒸汽聯合循環發電機組，超臨界煤氣發電、燒結餘熱回收利用技術、飽和蒸汽發電技術等已經處於世界領先水平。

　　鋼gang鐵tie二er次ci能neng源yuan利li用yong也ye存cun在zai一yi些xie尚shang未wei解jie決jue的de問wen題ti，包bao括kuo餘yu熱re餘yu能neng的de回hui收shou往wang往wang重zhong視shi回hui收shou輕qing視shi利li用yong效xiao率lv

，能neng源yuan介jie質zhi長chang距ju離li輸shu送song，煤mei氣qi及ji蒸zheng汽qi存cun在zai階jie段duan性xing不bu平ping衡heng及ji耦ou合he利li用yong方fang麵mian仍reng有you提ti升sheng潛qian力li
，部bu分fen耗hao能neng設she備bei介jie質zhi使shi用yong沒mei有you做zuo到dao能neng級ji匹pi配pei和he溫wen度du對dui口kou，熔rong融rong鋼gang渣zha餘yu熱re等deng中zhong低di溫wen餘yu熱re尚shang未wei利li用yong等deng。目mu前qian，焦jiao化hua燃ran燒shao室shi排pai煙yan餘yu熱re
、燒結餘熱、高爐餘熱、轉爐煉鋼餘熱
、電爐餘熱、zhagangjiareluyanqiyuredengyureziyuan
，wenduxiangduijiaodi，liuliangbodongjiaoda。duiyuyureziyuanbodongwenti，duoshuqiyeshezhizhengqixureqilaijiejue，danxiaoguorengbulixiang。gangtieqiyedezhengqixuqiuliangjiaoshao，zhinengchanshengdipinweibaohezhengqiyongyufadian，xiaolvjiaodi。gangtieercinengyuan“利用”示意圖見圖1。

圖1 鋼鐵二次能源“利用”示意圖

　　新舊能源“混用”階段——協調互補

　　隨著“雙碳”目標的提出，“碳中和”戰(zhan)略(lve)目(mu)標(biao)要(yao)求(qiu)調(tiao)整(zheng)能(neng)源(yuan)結(jie)構(gou)大(da)力(li)發(fa)展(zhan)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)
，但(dan)是(shi)包(bao)括(kuo)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)在(zai)內(nei)的(de)全(quan)社(she)會(hui)以(yi)煤(mei)為(wei)主(zhu)的(de)能(neng)源(yuan)結(jie)構(gou)短(duan)期(qi)內(nei)不(bu)會(hui)改(gai)變(bian)
，鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)進(jin)入(ru)新(xin)舊(jiu)能(neng)源(yuan)“混用”階(jie)段(duan)。在(zai)這(zhe)個(ge)階(jie)段(duan)，需(xu)要(yao)統(tong)籌(chou)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)與(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)協(xie)調(tiao)互(hu)補(bu)
，在(zai)立(li)足(zu)以(yi)煤(mei)為(wei)主(zhu)的(de)能(neng)源(yuan)稟(bing)賦(fu)基(ji)本(ben)國(guo)情(qing)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)
，以(yi)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)為(wei)支(zhi)撐(cheng)逐(zhu)步(bu)加(jia)強(qiang)新(xin)能(neng)源(yuan)的(de)應(ying)用(yong)和(he)消(xiao)納(na)。

　　鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)可(ke)發(fa)展(zhan)的(de)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)有(you)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)和(he)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)，鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)大(da)麵(mian)積(ji)的(de)廠(chang)房(fang)具(ju)有(you)發(fa)展(zhan)屋(wu)頂(ding)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)的(de)天(tian)然(ran)優(you)勢(shi)，臨(lin)江(jiang)靠(kao)海(hai)的(de)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)具(ju)有(you)發(fa)展(zhan)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)的(de)資(zi)源(yuan)條(tiao)件(jian)。可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)有(you)間(jian)斷(duan)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)先(xian)天(tian)不(bu)足(zu)，較(jiao)難(nan)實(shi)現(xian)連(lian)續(xu)穩(wen)定(ding)供(gong)能(neng)的(de)要(yao)求(qiu)

，而(er)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)有(you)豐(feng)富(fu)的(de)二(er)次(ci)能(neng)源(yuan)，能(neng)夠(gou)與(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)形(xing)成(cheng)良(liang)性(xing)互(hu)補(bu)。因(yin)此(ci)，如(ru)何(he)實(shi)現(xian)新(xin)能(neng)源(yuan)消(xiao)納(na)成(cheng)為(wei)鋼(gang)鐵(tie)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)的(de)關(guan)鍵(jian)環(huan)節(jie)。鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)在(zai)引(yin)入(ru)新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)後(hou)，會(hui)給(gei)企(qi)業(ye)用(yong)能(neng)安(an)全(quan)性(xing)和(he)用(yong)能(neng)經(jing)濟(ji)性(xing)帶(dai)來(lai)一(yi)定(ding)的(de)影(ying)響(xiang)。首(shou)先(xian)

，引(yin)入(ru)新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)對(dui)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)原(yuan)有(you)電(dian)力(li)利(li)用(yong)、餘熱餘能發電均形成影響

，引起電網關口電量的大幅波動；其(qi)次(ci)

，新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)的(de)大(da)容(rong)量(liang)接(jie)入(ru)，企(qi)業(ye)自(zi)發(fa)電(dian)比(bi)例(li)提(ti)高(gao)，午(wu)間(jian)將(jiang)富(fu)餘(yu)電(dian)量(liang)以(yi)低(di)價(jia)上(shang)網(wang)，晚(wan)高(gao)峰(feng)以(yi)峰(feng)價(jia)從(cong)電(dian)網(wang)購(gou)電(dian)，效(xiao)益(yi)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang)。某(mou)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)引(yin)入(ru)新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)對(dui)現(xian)有(you)係(xi)統(tong)的(de)影(ying)響(xiang)見(jian)圖(tu)2。企業自發電200MW，其中煤氣發電180MW（2台100MW）
、餘熱發電13.4MW，TRT發電5.9MW
，不足部分約150MW由電網購入
；引入300MW地麵光伏及20MW屋頂光伏後，晴天正午最大富餘功率約138MW
，晚間差額約150MW。

圖2 某鋼鐵企業引入新能源發電對現有係統的影響

　　儲chu能neng係xi統tong可ke以yi有you效xiao解jie決jue能neng量liang供gong求qiu之zhi間jian在zai時shi間jian和he空kong間jian上shang不bu匹pi配pei的de矛mao盾dun，是shi新xin能neng源yuan與yu可ke再zai生sheng能neng源yuan發fa展zhan的de核he心xin支zhi撐cheng。在zai這zhe個ge階jie段duan，需xu要yao基ji於yu鋼gang鐵tie流liu程cheng特te點dian
，利li用yong鋼gang鐵tie二er次ci能neng源yuan可ke調tiao節jie性xing強qiang的de優you勢shi，以yi儲chu熱re
、電化學儲能
、空分儲能、煤氣櫃等儲能係統為重要橋梁，與可再生能源構建多能互補與儲能相結合的能源體係（見圖3），並探索可再生能源與副產煤氣、餘熱餘壓自發電機組相銜接的智慧電力供應網絡建設，促進能源結構清潔低碳化。

圖3 鋼鐵多能互補與儲能相結合的能源體係示意圖

　　未來能源“通用”階段——聯通共享

　　人類的終極能源將是綠電
、綠氫為核心的能源係統

，鋼鐵行業亦是如此。

　　近日
，國家發展改革委、國家能源局等十部門聯合印發了《關於進一步推進電能替代的指導意見》
，mingquetichujinyibutuozhandiannengtidaideguangduheshendu，tigaodiannengzhanzhongduannengyuanxiaofeibizhong
，dalituijingongyelingyudianqihua。dianlichangqiyilaiyizhishigangtiegongyezhanbicigaodezhongyaonengyuan（按當量值口徑占比約6%），伴隨著電力的逐步“綠化”，未來鋼鐵行業更要持續推進電氣化
，大幅提高電能的應用比例
，加快推廣以電代煤
、以電代油、yidiandaiqi。caiyongdianluzhijieyelianfeigang，kezuidachengduyongdiannengtidaimeileinengyuanshixianjiantan，youqishicaiyonglvdianyelianshi，jihukezuodaolingtanpaifang。jinshuhuaweiboshaojie、燒結SHRT
、高爐BPRT、精煉機械真空泵
、軋鋼電加熱
、煤氣管道電伴熱
、電能重卡、電動皮帶廊等均是非常好的電能替代場景。

　　盡管電能替代會在鋼鐵脫碳進程中發揮重要作用，但是80%左zuo右you來lai源yuan於yu原yuan料liao與yu生sheng產chan高gao品pin位wei熱re能neng的de碳tan排pai放fang無wu法fa通tong過guo電dian能neng替ti代dai實shi現xian脫tuo碳tan，氫qing能neng是shi解jie決jue這zhe一yi問wen題ti的de有you效xiao途tu徑jing。氫qing能neng在zai鋼gang鐵tie的de應ying用yong場chang景jing包bao括kuo氫qing冶ye金jin、氫能重卡、熱處理爐保護氣等，其中氫冶金包括高爐富氫冶煉、氫基豎爐直接還原、氫基熔融還原等，國內外已經開展了大量的技術探索，國內中國寶武
、河鋼
、酒鋼
、晉南鋼鐵等企業都已經在氫冶金研發應用方麵取得一定進展，氫能的利用是鋼鐵工業脫碳過程中的關鍵。

　　氫能屬於二次可再生能源，既可以作為儲能側的“穩定器”，也可以作為用電側的“燃料源”
，可充當能源緩衝載體提高能源係統柔性。未來，氫能將扮演高效清潔的可再生二次能源、盤活智慧的能源載體
、綠色低碳的工業原料三重角色，大力發展氫能、強化綠氫與綠電的互補是最終優化解決可再生能源轉型替代的關鍵。甲醇（CH3OH）是氫的優質載體，以氫製取甲醇實際上是將氫的能量轉移到甲醇中；甲醇與氫氣相比運輸成本更低
、genganquan，dangxuyaoyongqingqishikeyitongguocaoguanchehuoguandaoyunshuzhixiangyingquyu，tongguoqihuazhuangzhizhiquqingqi。jiachuntongshishijibendehuagongzhongjianti
，ketidaiqiyoujiguangfandiyingyongyuhuaxuegongye，keyijiejuewoguoyetiranliaoduanqueheqingjietidaiwenti。

　　在(zai)未(wei)來(lai)建(jian)設(she)以(yi)新(xin)能(neng)源(yuan)為(wei)主(zhu)體(ti)的(de)新(xin)型(xing)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)背(bei)景(jing)下(xia)，鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)應(ying)以(yi)電(dian)能(neng)替(ti)代(dai)和(he)氫(qing)能(neng)替(ti)代(dai)為(wei)主(zhu)線(xian)，綠(lv)電(dian)和(he)綠(lv)氫(qing)的(de)組(zu)合(he)可(ke)以(yi)通(tong)用(yong)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)的(de)各(ge)個(ge)環(huan)節(jie)。因(yin)此(ci)
，構(gou)建(jian)以(yi)“綠電+綠氫”為wei核he心xin的de能neng源yuan係xi統tong，以yi甲jia醇chun作zuo為wei優you質zhi載zai體ti，加jia上shang氫qing冶ye金jin技ji術shu的de創chuang新xin與yu應ying用yong，使shi鋼gang鐵tie擺bai脫tuo對dui化hua石shi能neng源yuan的de依yi賴lai，從cong源yuan頭tou上shang解jie決jue碳tan排pai放fang問wen題ti
，是shi實shi現xian低di碳tan甚shen至zhi“零碳”排放的最佳途徑。同時依靠“互聯網+”加快能源數字化
、智能化升級，提高能源係統靈活感知及高效運行能力，最終實現能源係統聯通共享。鋼鐵以“綠氫+綠電”為核心的能源係統示意圖見圖4。

圖4 鋼鐵以“綠氫+綠電”為核心能源係統示意圖

　　結論與建議

　　碳達峰碳中和“1+N”政策體係和《“十四五”現代能源體係規劃》對未來能源發展和轉型路徑作了係統性部署，鋼鐵作為重要基礎產業
，責無旁貸地走上能源轉型變革之路。

　　鋼鐵行業走過了一次能源“使用”階段
，正在由二次能源“利用”階段走向新舊能源“混用”階(jie)段(duan)，在(zai)這(zhe)個(ge)關(guan)鍵(jian)的(de)轉(zhuan)型(xing)期(qi)

，需(xu)要(yao)統(tong)籌(chou)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)與(yu)非(fei)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)協(xie)調(tiao)互(hu)補(bu)，在(zai)立(li)足(zu)以(yi)煤(mei)為(wei)主(zhu)的(de)基(ji)本(ben)國(guo)情(qing)基(ji)礎(chu)上(shang)
，以(yi)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)為(wei)支(zhi)撐(cheng)逐(zhu)步(bu)加(jia)強(qiang)新(xin)能(neng)源(yuan)的(de)應(ying)用(yong)和(he)消(xiao)納(na)，構(gou)建(jian)多(duo)能(neng)互(hu)補(bu)與(yu)儲(chu)能(neng)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)能(neng)源(yuan)體(ti)係(xi)。

　　在(zai)未(wei)來(lai)建(jian)設(she)以(yi)新(xin)能(neng)源(yuan)為(wei)主(zhu)體(ti)的(de)新(xin)型(xing)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)背(bei)景(jing)下(xia)

，鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)應(ying)以(yi)電(dian)能(neng)替(ti)代(dai)和(he)氫(qing)能(neng)替(ti)代(dai)為(wei)主(zhu)線(xian)
，綠(lv)電(dian)和(he)綠(lv)氫(qing)的(de)組(zu)合(he)可(ke)以(yi)通(tong)用(yong)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)的(de)各(ge)個(ge)環(huan)節(jie)。因(yin)此(ci)，構(gou)建(jian)以(yi)“綠電+綠氫”為wei核he心xin的de能neng源yuan係xi統tong，以yi甲jia醇chun作zuo為wei優you質zhi載zai體ti，加jia上shang氫qing冶ye金jin技ji術shu的de創chuang新xin與yu應ying用yong，使shi鋼gang鐵tie擺bai脫tuo對dui化hua石shi能neng源yuan的de依yi賴lai
，從cong源yuan頭tou上shang解jie決jue碳tan排pai放fang問wen題ti，是shi實shi現xian低di碳tan甚shen至zhi“零碳”排放的最佳途徑。同時依靠“互聯網+”加快能源數字化、智能化升級，提高能源係統靈活感知及高效運行能力，最終實現能源係統聯通共享。

　　對於鋼鐵企業而言
，每家企業的生產方式、裝備水平
、流程結構、地域能源供應條件均有所差異，發展階段也不盡相同。因此，建議鋼鐵企業要正確認識和把握“雙碳”進(jin)程(cheng)中(zhong)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)，開(kai)展(zhan)能(neng)源(yuan)專(zhuan)項(xiang)谘(zi)詢(xun)，客(ke)觀(guan)評(ping)估(gu)能(neng)效(xiao)水(shui)平(ping)並(bing)製(zhi)定(ding)措(cuo)施(shi)以(yi)達(da)到(dao)國(guo)家(jia)政(zheng)策(ce)要(yao)求(qiu)，提(ti)升(sheng)餘(yu)熱(re)餘(yu)能(neng)自(zi)發(fa)電(dian)率(lv)降(jiang)低(di)用(yong)能(neng)成(cheng)本(ben)
，構(gou)建(jian)多(duo)能(neng)互(hu)補(bu)與(yu)儲(chu)能(neng)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)用(yong)能(neng)體(ti)係(xi)促(cu)進(jin)新(xin)能(neng)源(yuan)消(xiao)納(na)，為(wei)企(qi)業(ye)爭(zheng)取(qu)更(geng)大(da)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)以(yi)應(ying)對(dui)能(neng)耗(hao)雙(shuang)控(kong)的(de)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)，提(ti)前(qian)布(bu)局(ju)氫(qing)能(neng)等(deng)未(wei)來(lai)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)高(gao)質(zhi)量(liang)發(fa)展(zhan)。（範鐵軍）