如何從戰略角度看待
鐵礦行業“節能降碳一體化”改造
冶金工業規劃研究院 呂振華
5月1日,新修訂的《鐵礦開采和選礦單位產品能源消耗限額》(GB31335-2024)正式實施。跟之前相比,新標準的主要變化有兩個:一是將原《鐵礦露天開采單位產品能源消耗限額》(GB31335-2014)、《鐵礦地下開采單位產品能源消耗限額》(GB31336-2014)、《鐵礦選礦單位產品能源消耗限額》(GB31337-2014)3個標準合為1個;二是增加能耗限額等級,能耗限額值較之前標準不同程度下降,即對能耗的要求進一步提高。
展望“十五五”,我國鐵礦資源開發將進入綠色低碳新階段,降低能源消耗和能源成本對礦山企業提升競爭力、實現可持續發展具有重要意義。鐵礦企業要立足新發展階段,貫徹新發展理念,積極通過強化節能理念、實施工藝和設備節能改造升級、加強能源管理、建設新能源體系等路徑,不斷降低能耗水平,同時將節能與降碳相結合,從戰略高度實施“節能降碳一體化”改造,推動鐵礦產業綠色轉型升級。
我國鐵礦行業能耗整體情況
“十四五”以來,在國內相關政策激勵下,我國鐵礦石原礦產量穩中有增,2024年累計生產鐵礦石原礦10.4億噸,同比增長1.2%,已經成為國內生產規模最大的金屬礦種。
據統計,2022年我國采礦業能源消費總量為18258萬噸標準煤,其中黑色金屬礦采選業能源消費總量為1757萬噸標準煤,占比為9.6%。
整體來看,鐵礦采選能耗在整個黑色金屬產業鏈中占比相對較小。據統計,2022年我國黑色金屬冶煉及壓延加工業能源消費總量達到66011萬噸標準煤,而黑色金屬礦采選業能源消費總量為1757萬噸標準煤,僅是冶煉及壓延加工業的2.7%,在整個黑色金屬產業鏈中總量較小。
我國鐵礦行業能源消費結構以電力為主。目前我國黑色金屬采選業能源消費種類以電力為主,約占能源消費總量的50%以上,此外還有煤炭、柴油等傳統化石能源。
能耗主要集中在運輸(提升)和磨礦工序。在礦山生產過程中,采礦環節的能耗主要集中在礦石運輸或提升工序,約占40%~50%;選礦環節主要集中在磨礦工序,碎磨流程的能耗占選礦總能耗的40%~60%。
鐵礦行業降低能耗存在3個問題
一是對能耗重視程度有待加強。相比鋼鐵冶煉企業,目前國內鐵礦采選企業對降低能耗的重要性認識相對不足,主要表現在:能源管理體系不完善,礦山企業大多尚未設置獨立的能源管理部門或人員,多由生產部門或設備部門兼管;管理方式比較粗放,難以做到分工序或分設備精細化管理;計量設備配置不全,導致統計數據效率低、準確性和可靠性較差。
二是行業平均能耗與新國標要求仍有差距。據統計,2020年—2024年,我國鐵礦行業重點統計單位的平均能耗水平基本保持穩定,但整體水平仍然偏高。按照修訂后的《鐵礦開采和選礦單位產品能源消耗限額》(GB31335-2024)要求,露天采礦工序能耗處于3級到2級之間,地下采礦工序能耗處于2級到1級之間;選礦(磁選)工序能耗則尚低于3級水平,整體水平不容樂觀。
圖為我國鐵礦重點統計單位平均能耗
三是化石能源仍然占有較大比例。在鐵礦行業能源結構中,煤炭、柴油等化石能源仍占有很大比例,其中煤炭主要分布在北方企業中,多用于冬季鍋爐采暖;而柴油則主要用于鏟運和運輸工序。
對鐵礦行業節能的7點建議
“十五五”期間,隨著鐵資源開發計劃的推進和實施,預計我國鐵礦石產量和能源消費總量還將進一步增長。因此,大力推進節能降耗既有利于礦山企業降本增效,又有助于降低整個行業的能源消耗總量。為此,筆者提出7點建議。
一是要建立全過程節能理念。在項目決策和設計階段就要關注能耗因素,包括項目所在地的能源政策、外部能源條件、能源采購成本等;在礦山生產運營期,要從工藝、設備、管理、新能源建設等多方面推動能源節約,降低能源成本。
二是要重視工藝優化節能。優化采選生產工藝系統,采礦環節采用更加節能的技術工藝,如露天礦山優先選取膠帶運輸方式,并合理布置破碎站和排土場的位置,盡量減少礦巖運輸距離,從而減少運輸環節的能耗;選礦環節盡量實現以破代磨,多破少磨,增加破碎環節的段數,通過技術改造,合理調節控制排礦口排除礦物的間隙,降低破碎礦物的粒度。
三是要重視主體設備節能。推動采選設備低能耗和大型化改造,結合生產條件優先選用大型高效的采選設備,如高壓輥磨設備等;推進設備電氣化,用電動設備替代柴油設備,如用電動礦卡逐步替代柴油礦卡,從而降低能耗并減少碳排放;升級磨礦介質,采用陶瓷球部分替代鋼球作為磨礦介質,可以有效降低磨礦介質消耗,降低磨礦電單耗,節約磨礦成本。
四是要重視通用設備節能。優先選用高效節能電機,對重點用能設備更新升級,加快淘汰不符合現行國家能效標準要求的落后低效電機;結合設備能效水平和運行維護情況,對低效運行的風機、泵、壓縮機等系統開展匹配性節能改造和運行控制優化等。
五是要加強能源管理。完善能源管理組織體系,建設能耗數據自動采集系統和智能監控平臺;強化主要生產單元能源績效指標管理,重點跟蹤鏟裝、運輸、破碎、磨選等工序能耗、介質單耗、工藝能源參數的控制情況,完善能源管理指標考評體系與能效對標體系,加強重要能源利用指標的控制,實現能源指標的持續優化。
六是要建設新能源體系。結合區域風能、光能等資源,構建符合企業特點的多能互補能源體系及多能存儲的儲能系統,提升太陽能、綠電等清潔能源應用比例,替代傳統化石能源,實現能源結構優化。
七是要將節能與降碳充分結合。節能側重減少能源消耗,降碳聚焦減少碳排放,但兩者均以推動綠色低碳轉型為方向。在實踐過程中要將兩者充分結合,以“節能優先,降碳協同”為原則,統籌考慮,互相促進,實現能耗與碳排放“雙降雙控”。
(來源:冶金工業規劃研究院)
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