隨著國(guó)內(nèi)余熱發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，2020年我國(guó)鋼鐵余熱發(fā)電前景向好[圖]

    余熱發(fā)電是指利用生產(chǎn)過程中多余的熱能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。余熱發(fā)電不僅節(jié)能，還有利于環(huán)境保護(hù)。余熱發(fā)電的重要設(shè)備是余熱鍋爐。它利用廢氣、廢液等工質(zhì)中的熱或可燃質(zhì)作熱源，生產(chǎn)蒸汽用于發(fā)電。由于工質(zhì)溫度不高，故鍋爐體積大，耗用金屬多。用于發(fā)電的余熱主要有高溫?zé)煔庥酂?，化學(xué)反應(yīng)余熱、廢氣、廢液余熱、低溫余熱，低于200℃等。

    鑒于此，在工業(yè)上，余熱一般優(yōu)先供生產(chǎn)自用，當(dāng)有剩余時(shí)，雖然直接利用(如暖通空調(diào)用或動(dòng)力用)對(duì)能源的利用率要更高一些，但限于暖通空調(diào)用量較小且季節(jié)變化較大的特點(diǎn)，以及作為動(dòng)力用要求負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，該種利用方式具有一定的局限性。更多地，則是選擇采用余熱發(fā)電的技術(shù)對(duì)能源進(jìn)行回收利用。

    余熱的回收利用途徑很多。一般說(shuō)來(lái)，綜合利用余熱最好；其次是直接利用；第三是間接利用（產(chǎn)生蒸汽用來(lái)發(fā)電）。如鋼鐵工業(yè)：鋼鐵廠中的焦?fàn)t。目前我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)具有各種不同規(guī)格的大小焦?fàn)t50多座，除了上海寶鋼的工業(yè)化水平達(dá)到了國(guó)際水平，其余廠家能耗水平都很高，大有潛力可挖。煉鋼廠中的轉(zhuǎn)爐煙氣發(fā)電，發(fā)電系統(tǒng)，可配置發(fā)電量為3000Kw的電站80座。煉鋼廠中的電熔爐，現(xiàn)如今全國(guó)有20多座，其中65噸級(jí)可發(fā)電量在5000Kw/座以上。

    余熱發(fā)電行業(yè)主要有三種模式，分別為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式、工程總承包模式和合同能源管理模式。目前各個(gè)模式都有運(yùn)用，但從發(fā)展歷程來(lái)看，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式最早出現(xiàn)，隨后工程總承包模式隨著余熱發(fā)電行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)，而合同能源管理模式在2007年前后快速崛起，因其具有合作方風(fēng)險(xiǎn)低、節(jié)能效率高等特點(diǎn)，更能適應(yīng)市場(chǎng)需求，從而得到快速發(fā)展。

    我國(guó)工業(yè)部門可回收的余熱資源中，鋼鐵、有色、建材、化工、石化、輕紡等六行業(yè)占總數(shù)的90%左右。目前我國(guó)投入運(yùn)營(yíng)或立項(xiàng)研究的余熱發(fā)電技術(shù)主要分布在水泥行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、石化行業(yè)等，其中水泥行業(yè)余熱發(fā)電經(jīng)過十多年的發(fā)展已接近國(guó)際先進(jìn)水平，而其他行業(yè)的余熱發(fā)電還基本處于起步階段。

    2018年能源消耗總量達(dá)到46.20億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，較2017年的44.86億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，為近年來(lái)最大值。

2012-2018年中國(guó)一次能源消耗總量及同比增長(zhǎng)情況

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    相關(guān)報(bào)告《2020-2026年中國(guó)鋼鐵余熱發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及投資方向研究報(bào)告》

    我國(guó)是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)，從上世紀(jì)末開始，鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)十幾年位居全球第一，然而大而不強(qiáng)。除了高性能、高技術(shù)、高附加值的產(chǎn)品需要依賴進(jìn)口外，我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)能耗也非常高。根據(jù)鋼鐵行業(yè)能耗數(shù)據(jù)顯示，鋼鐵工業(yè)是能源消耗大戶，約占全國(guó)總能耗的13%左右；是物耗大戶，生產(chǎn)1t鋼材，約需消耗23t自然資源；是污染物排放大戶，廢水排放占工業(yè)廢水總排放量的8.53%，粉塵排放總量占中國(guó)工業(yè)粉塵排放總量的15.18%，CO2排放量占全國(guó)9.2%，固體廢棄物排放占全國(guó)工業(yè)總排放量的17%，SO2排放占全國(guó)總排放量的3.7%。

    盡管近年來(lái)，鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)效益不斷提高，能耗和污染均呈下降趨勢(shì)，但由于我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)體量大，從高能耗、低附加值產(chǎn)品向低能耗、高附加值產(chǎn)品過渡需要較長(zhǎng)時(shí)間。因此從能耗絕對(duì)值來(lái)看，我國(guó)鋼鐵行業(yè)能耗巨大，2017年達(dá)到4.86億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2018年因鋼鐵生產(chǎn)創(chuàng)新高，故能耗達(dá)到5.85億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，也突破了新高。

2011-2018年鋼鐵行業(yè)能源消耗情況（單位：億噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

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    鋼鐵的生產(chǎn)流程以及高能耗，決定了其余熱資源豐富。煉鋼的主要原材料為鐵礦石，煤在經(jīng)過煉焦環(huán)節(jié)煉制成焦炭后，與鐵礦石一起進(jìn)入燒結(jié)環(huán)節(jié)，之后在高爐里進(jìn)行煉鐵、轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行煉鋼，最后在加熱爐中進(jìn)行軋鋼。若用廢鋼作為原材料煉鋼，則首先將廢鋼放入電爐里變成鋼水，再通過加熱爐進(jìn)行軋鋼。整體來(lái)講，鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，在干熄焦、燒結(jié)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、加熱爐軋鋼、電爐等環(huán)節(jié)中均有余熱產(chǎn)生，可回收環(huán)節(jié)和種類較多，余熱資源回收空間大。

    在鋼鐵行業(yè)，余熱資源約占能源消耗量的33%左右，據(jù)此推測(cè)鋼鐵行業(yè)余熱資源量，2018年約為1.93億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，資源體量巨大。

2011-2018年中國(guó)鋼鐵行業(yè)余熱資源總量（單位：億噸標(biāo)準(zhǔn)煤）

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    從鋼鐵生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)余熱資源分布來(lái)看，每個(gè)環(huán)節(jié)均有余熱產(chǎn)生，但主要集中在高爐煉鐵環(huán)節(jié)，其產(chǎn)生的余熱資源占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)的40%以上；焦化、煉鋼、軋鋼則較為相當(dāng)，占比均在16%-18%左右。

中國(guó)鋼鐵行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)余熱資源分布情況（單位：%）

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    從各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的余熱資源種類來(lái)看，鋼鐵余熱資源種類較為豐富，主要包含余壓、煙氣、煤氣和顯熱等，其中煤氣余熱資源量較多，但目前煤氣余熱收集利用率較高，且為了煤氣煉鋼將呈下降趨勢(shì)。因此在綜合考慮余熱資源量、余熱品味高低、經(jīng)濟(jì)效益以及技術(shù)成熟度后，目前鋼鐵行業(yè)余熱發(fā)電市場(chǎng)主要集中在干熄焦、燒結(jié)和轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)節(jié)。

鋼鐵生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)中各種來(lái)余熱資源分布情況（單位：%）

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    近年來(lái)，節(jié)能減排、調(diào)結(jié)構(gòu)是鋼鐵行業(yè)的主旋律?！朵撹F工業(yè)調(diào)整升級(jí)規(guī)劃（2016-2020年）》也提出：到2020年，鋼鐵工業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革取得重大進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)根本性脫困；能源消耗和污染物排放全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，總量雙下降；培育形成一批鋼鐵智能制造工廠和智能礦山。鋼鐵余熱發(fā)電技術(shù)方面，則提出：全面推廣燒結(jié)礦余熱回收、鋼渣高效處理及深度綜合利用技術(shù)；重點(diǎn)推廣燒結(jié)煙氣多種污染物協(xié)同治理，高溫高壓干熄焦，超高壓煤氣鍋爐發(fā)電，中低溫?zé)煔庥酂峄厥张c利用技術(shù)；示范推廣豎爐式燒結(jié)礦顯熱回收利用技術(shù)，焦?fàn)t煤氣初冷系統(tǒng)余熱高效利用；預(yù)測(cè)性的發(fā)展?fàn)t渣余熱回收和資源化利用技術(shù)。

    隨著國(guó)內(nèi)余熱發(fā)電行業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)余熱發(fā)電行業(yè)將進(jìn)入“后水泥”時(shí)代，而鋼鐵行業(yè)將成為其最大的、可挖掘性最高的領(lǐng)域，鋼鐵余熱發(fā)電前景向好。