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工业节能技术进展及应用效果

2020-10-10 11:28 来源: 网络
  随着工业化进程的不断发展,我国工业技术水平已经有了很大提高,单位工业能源强度不断下降。工业节能离不开先进技术的研发和应用,这将在保证工业能耗达峰、挖掘节能潜力和实现绿色转型发展上发挥重要作用。



  一、我国工业能耗及节能技术现状

  工业能耗强度持续快速下降,消费总量峰值预期出现在2020年左右且保持高位。多项研究表明,我国工业部门能耗峰值很可能在2020年左右出现,较早地先于建筑、交通等能源消费部门。而这个“拐点”并不会明显出现在某一年,而是会伴随着能耗的逐渐稳定而略有反复。

  工艺技术装备大型化趋势明显,部分行业技术装备达到甚至领先国际水平。近年来,我国主要工业产品中约有40%的产品质量接近或达到国际先进水平,行业节能先进技术开发和应用也取得显著突破,推动产品单位能耗持续下降,已有一大部分大型企业的工艺水平达到国际先进水平。

  企业为主体的节能技术创新体系尚未形成,对工业绿色发展的科技支撑还不够显著。我国重点统计钢铁企业科技研发投入只占主营业务收入的1.1%,远低于发达国家3%的水平。节能技术创新和成果产业化的配套政策不健全,中小型企业数量众多且节能技术研发和应用能力较弱,已有先进节能技术的市场化应用仍然存在障碍。以上原因使得许多高耗能工业产品的单位能耗平均水平比国际先进水平高出15%左右。

  二、工业节能技术进展及节能潜力

  清华大学的研究表明,我国工业部门现有节能减排措施已经比较充分,但必须继续保持节能政策的延续性和已有力度,以保障2020年工业节能和总量的控制目标。

  电力行业。我国燃煤发电强度居世界较先进水平,1GW超超临界机组拥有量为世界最多。预计我国在2020年后将完全掌握先进的700℃超超临界机组应用技术,并成为之后20年内最先进的燃煤机组,该型机组效率将达到42%,煤耗将降低到236g/kWh。此外,正在发展的特高压技术和智能电网,也将显著减少电力输配的能源损耗。

  钢铁行业。我国钢铁产业主体技术装备大型化、自动化、高效化取得显著进步,但是随着新增产能增速的减缓,产业整体技术装备水平的进步将主要依靠淘汰落后和技术改造。

  水泥行业。我国水泥行业单位产品综合能耗高于国际平均水平,但大型新型干法水泥工艺装备已达世界先进水平,日产万吨的水泥成套装备可以自行设计与制造。我国新型干法水泥熟料产量占水泥熟料总产量的81.38%,日产4000吨及以上新型干法生产线成为主流窑型,其熟料产能占新型干法熟料产能的56.57%。我国新型干法熟料单位煤耗接近国际先进水平,生产工艺结构调整使水泥单位产品能耗持续下降。然而,2030年前水泥单位电耗受限于新型工艺的突破只能稍有改善,在立窑淘汰完成后水泥窑炉的热效改进空间小。化石替代燃料和生物质燃料使用上,国际上发展迅速但我国仅开始示范,远低于世界平均的12.5%。

  电解铝行业。当前,我国电解铝工业整体技术装备水平已达到国际先进水平,单位产品能耗比国外平均能耗要低1000kWh以上,整体技术与装备已实现了出口,具备占领国际市场特别是发展中国家市场的能力。

  三、我国工业节能未来展望

  工业能耗预计2020年左右达到顶峰。传统工业发展着重于提高技术效率,却很难遏制消费规模和产能的增长,而后者是影响未来能耗水平的关键因素。消费行业(交通、建筑)需求将持续增加拉动工业(钢铁、水泥、电解铝等)产量增长,预期工业产量在“十三五”期间达到峰值且进入平台整理期,并随着工业化后期阶段的出现,工业能耗预计达到峰值。我国制造业能耗拐点的出现,将为消费(交通、建筑)排放增量提供空间。

  智能设备与信息化将推进工业节能快速发展。在国际工业发展进程中,智能设备与工业的结合为节能提供了精细化管理和深入挖潜的可能,利用工业能源大数据进行能源诊断、改造和提升是未来工业节能的重要方向。通过信息技术、物联网技术、数值模拟、智能体等对工艺流程及能源消耗进行优化,提高组织效率,是未来节能技术的重要突破点。

  跨行业协同节能成为未来发展的趋势。随着工业节能工作的不断深入,单一行业内部能源效率的提升逐渐接近瓶颈,边际成本不断提升。同时,越来越多的先进技术研发致力于多行业联产系统的开发和应用。工业部门不同行业之间的联产,如冶金、化工、建材、电力通过物质流、能量流和废物流的优化,提升多联产系统能效和产品产值;工业和农业联产,如利用钢铁、电力等企业的低温余热资源用于海水淡化和生态养殖等。我国工业与各产业之间、工业与其他产业之间的联产节能潜力还值得进一步的深入挖掘。

  未来节能技术政策应注重柔性化设计。未来工业节能技术政策应注重柔性设计,不搞一刀切,针对工业行业特点和企业需求制定更有针对性的节能引导政策。

  加强企业自主节能和能源系统优化。重视企业节能的自主性的调动,转变思路进一步挖掘系统节能潜力。企业的一些传统做法或行为在不知不觉中浪费了能源。例如,工人用压缩空气冷却马达,压缩空气喷嘴超长时间不更换等,因此加强对企业一线员工的系统节能培训并深入挖潜,是提高企业自主节能的有效途径。

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