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  • 在过去的二三十年里,美国钢铁工业在能源效率、环保以及产业竞争力等方面都取得了巨大进步。过去美国钢铁工业的能源消耗大约占美国总能源消耗的6%,而在2000年前后钢铁工业的能源消耗大约占美国能源消耗总量的2%~3%,到2010年进一步下降到1.5%。

    美国钢铁工业的能源消耗为何能够一降再降?鉴于1998年之后,美国钢铁工业协会对相关数据的保密工作加强,因此,本文将以1998年前后美国业内人士提交给美国能源部工业技术办的研究报告里所涉及的钢铁工序能耗及总能耗数据为基础,分析美国钢铁工业的节能情况。

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    在1998年美国钢铁工业各工序的能源消耗占总量的百分比中,炼铁占总能耗的38%,铁前(烧结、焦化、炼铁,不含球团)占比42%,电炉炼钢占比15%。美国钢铁工业中一半以上的COG(焦炉煤气)用作焦炉自身燃料,BFG(高炉煤气)用来产生蒸汽、预热热风炉或向其他流程供热。 表1所示为1998年美国钢铁工业长流程和短流程各工序折合吨钢的能耗。

    开展MECS使节能工作取得重大进展

    通过对美国钢铁工业的调研考察得知,美国钢铁工业的能源消耗统计目前主要由美国能源部能源信息处负责。该处通过对制造业开展能源消耗调查(Manufacturing Energy Consumption Survery,简称MECS),从而对钢铁工业等制造业的能源消耗进行分析与管理。

    MECS是每4年1次(1994年之前是每3年1次)的制造业能源消耗的抽样调查,到2006年为止共进行了7次,分别是1985年、1988年、1991年、1994年、1998年、2002年和2006年。MECS是由美国联邦法律授权强制执行的,由EIA(美国能源信息署)设计和主办,由美国统计局管理数据收集工作。MECS根据北美工业分类系统对工业和企业类型进行分类。其中第33111类对应于钢铁生产及铁合金生产制造业;第331111类是钢铁生产企业,主要是由从事以下一种或多种工业生产的企业组成:一是直接还原铁生产;二是生产熔融或固态生铁;三是生铁炼钢;四是炼钢;五是炼钢及成型,如条钢、钢板、棒材、线材等;六是炼钢及钢管生产。

    MECS搜集的内容主要包括:所有可燃能源介质的购销、输送及转换量,用作燃料的消耗量,作非燃料或原料的消耗量及燃料油和汽油的库存容量等;电力、蒸汽及其他锅炉动力产品的购销、输入量及转换量、输出量等,用途广泛的能源介质的消耗量;燃料替代能力;能源管理规划项目参与情况;节能技术应用情况;建筑数量及面积;统计局统计的产值、职工数据及工业增加值等。

    2006年MECS对钢铁工业的统计数据显示,美国钢铁工业消耗了相当于3743万吨标准煤的能源,约占美国制造业总能耗的7%。

    不过,有三点值得注意。一是美国钢铁工业所消耗的能源并不对动力介质进行统计。根据美国钢铁工业协会资料《2007 Annual Statistical Report》《2007年度统计报告》可知,2006年美国钢铁工业的氧气外购量为67.86亿立方米,自产仅1.94亿立方米,外购氧气量占其总消耗量的97%,也就是说,美国钢铁工业的动力和公辅系统的内涵与中国钢铁工业是不一样的。中国钢铁工业与美国的正好相反,其动力介质以自产为主,并且其他公辅系统(如食堂等其他生活辅助系统)也包含在内。二是美国钢铁工业消耗的球团矿与烧结矿比例大致为6︰1。在美国,由于球团主要建在矿厂,不将其能耗计算在钢铁工业内,1998年球团生产的能耗约为66.96千克标准煤/吨。三是外购其他辅助原料的生产能耗也不在钢铁工业能耗中统计。

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    可见,MECS统计的美国钢铁工业得到的能耗总量与中国钢铁工业的能耗总量是有很大差异的,因为中国钢铁工业动力介质基本实现自给自足,还包含了球团工序以及食堂等生活辅助系统等。因此,在进行钢铁工业国际间的能效对标时,不能简单地去对比两个国家公布的能耗总量,能效对标不仅要深入分析不同国家钢铁工业间统计口径的差异,进而确定相同的对标口径,还要考虑电炉钢比、能源结构、产品结构等因素的影响。

    此外,根据MECS对节能技术的统计可知,美国钢铁工业所理解的节能技术主要包括建筑环境的计算机控制、过程计算机控制、废热回收和变频调整电动机的应用等。经过与美国钢铁工业相关专家的交流得知,能源价格和投资回报期是美国钢铁企业选择节能技术的两个重要立足点。可见,能源(如电等)价格的低廉是导致美国钢铁工业几乎不采用CDQ(干熄焦)、TRT(高炉炉顶余压发电)等中国通常意义上的钢铁工业节能技术的主要原因,这也从另一个角度说明美国钢铁工业目前在节能技术方面还存在较大的节能潜力。

    值得注意的是,钢铁工业进行国际间的能效对标时,不能简单地去对比两个国家公布的能耗总量,要深入分析不同国家钢铁工业间统计口径的差异,进而确定相同的对标口径,还要考虑电炉钢比、能源结构、产品结构等因素的影响。

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