实现“双碳”目标是一场从能源革命到产业革命的深刻变革。“双碳”目标下加快建设新型能源体系,能源结构将发生根本性变化,电力将逐渐成为主要的能源消费品种。作为工业发展的基础,能源结构的变革势必深刻影响工业生产体系。我国工业领域经过数十年的发展,已经形成了以化石能源为主、相对固定的生产工艺体系,而未来要更好地适应新型能源体系,工业终端必须转向以绿电为核心的新型工艺体系
我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向的关键时期,提出从“能耗双控”逐步转向“碳排放双控”,打破了“能耗双控”对可再生能源利用的约束,也倒逼企业加快电气化发展。工业领域贯彻“节能优先”战略,加快终端电气化发展,既可以充分挖掘需求侧灵活性资源,促进新能源的消纳,也有利于实现“能-碳-电”协同优化,推动工业领域高质量发展。
钢铁行业作为传统行业的典型代表,在我国的现代化进程中承担着重要使命,但目前电气化率较工业平均水平低10 个百分点以上。以长流程生产工艺为主导的生产体系也使钢铁行业成为我国碳排放量最高的制造业行业,正面临着“能-碳-电”协同优化变革的挑战。钢铁行业涉及面广、产业关联度高、消费拉动大,生产过程具有多工序、众参数等特性,先行先试促进钢铁行业电气化发展,不仅有利于钢铁行业实现可持续的高质量发展也有利于探索构建“钢-化-建-能”一体化新型智慧生产体系,推动钢铁行业与电力、建材、石化化工、有色金属等传统行业的耦合发展,是工业电气化发展的重中之重。
为此,本研究以国家战略为引领,在剖析工业领域电气化发展现状和趋势的基础上聚焦钢铁行业,基于钢铁生产全流程的主要用能形式和工艺,系统分析钢铁行业电气化发展可行技术,测算钢铁行业电气化发展潜力,提出不同目标、不同阶段下钢铁行业电气化发展战略和技术路径。课题组预计,通过能源替代、原料替代和综合技术应用,电炉钢、氢冶金和基于二氧化碳资源化利用的炼钢技术(简称“CO,炼钢”)等先进工艺推广,废钢资源和铁矿石高效利用,数字化管理水平提升,电力供应清洁低碳化等措施,钢铁行业有望实现以下目标:2030年,电气化率提升至14%,碳排放量较2022年将减少15%;2050 年,电气化率提升至46%,碳排放量较2022年将减少85%;2060年,电气化率提升至 57%,碳排放量较 2022 年将减少 PG电子 PG平台95%。
钢铁行业电气化发展是一项复杂的系统工程,需要解决可再生能源利用不足、电能替代和能源替代技术推广力度不够、废钢管理体系不完善等问题。为打破政策引领、技术工艺、资源保障、能源保障、市场机制等方面的约束,需要政府、企业、科研机构、金融机构等多方面的协同合作。为此,课题组提出以下建议:
(1)完善钢铁行业电气化发展顶层设计及配套政策。将电气化发展纳入钢铁行业碳达峰碳中和整体规划,明确以降碳为导向的钢铁行业电气化发展短期和中长期目标及路径制定钢铁行业电气化发展的“两图一表”,科学设定时间表、路线图、施工图,指导企业PG电子 PG平台开展电气化发展行动。同时,结合不同阶段钢铁行业电气化发展重点,完善配套政策,强化对钢铁行业电气化发展的支持,
(2)加快钢铁行业电气化发展核心技术的创新研发和推广应用。对成熟的电气化技术,将其纳入转型金融支持目录,鼓励以企业为主体加快开展试点示范、产业化应用和迭代升级,创新中长期甚至超长期的金融工具支持项目落地实施。对处于研发和示范阶段的电气化技术,鼓励企业与高校、科研院所共建研发机构,加大研发投入,提高金融支持力度,加强成果转化。在具备条件的企业和园区开展试点示范,探索“钢-化-建-能”-体化新型智慧生产体系集成示范,形成可复制经验以点带面促进全行业电气化发展。
(3)推动钢铁行业优化能源和资源结构强化保障。完善废钢回收利用体系,加强废钢资源的规范化管理,降低废钢成本,提升电炉炼钢经济性。鼓励企业将新能源开发利用及绿电应用纳入企业低碳发展总体规划并合理推进实施。鼓励企业建立以“绿电+储能为核心的智慧能源管控系统,实现智慧能源管控及源网荷储多向互动,挖掘源侧增量潜力及荷侧可调节响应能力,提升电力供应的安全性、稳定性、可靠性。为使用绿电的钢铁企业提供更多政策支持和经济激励,引导钢铁企业主动参与电力市场交易购买绿电。


