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山东是煤炭消费大省,产业结构长期偏重。在完成“十三五”煤炭压减任务的基础上, 山东省要在“十四五”继续压减10% 的煤炭消费,任务尤为艰巨。在碳达峰碳中和背景下, 以重点耗煤行业为切入点开展煤炭压减工作,是全省煤炭压减的重要抓手,也是促进行业绿色低碳高质量发展的有效途径。
一、山东省重点耗煤行业整体情况
钢铁、电解铝、化工、水泥、石化5 大重点耗煤行业的煤炭消费量占全省煤炭消费总量的57%(含电力热力等二次能源消费产生的间接煤炭消费),是山东省的主要耗煤行业。“十三五”期间,全省煤炭消费总量减少了10%,但5 大重点耗煤行业的煤炭消费量仍略有增长。本报告以5 大重点耗煤行业为切入点,研究重点耗煤行业减煤路径, 并提出相关政策建议。
二、“十四五”重点耗煤行业减煤路径
(一)钢铁行业
“十四五”时期,山东通过推进钢铁行业布局优化、结构调整、固基延链,促进产业绿色低碳转型,不断提高产业发展质量和效益。
推进钢铁产能布局优化。“十四五”期间,山东加快实施产能置换、兼并重组,调整全省钢铁产能布局,传输通道城市和胶济铁路沿线地区的钢铁产能应退尽退,打造日照- 临沂沿海先进钢铁制造和莱芜- 泰安内陆精品特钢两大钢铁产业基地。“十四五”末, 沿海地区钢铁产能占比提升到70% 以上。
提高短流程电炉炼钢比例。山东钢铁行业的优化整合、产能转移为短流程电炉炼钢的整体布局提供了契机,当前节能低碳发展需求强烈,可再生能源发电比例不断提升, 也为电炉炼钢提供了良好的发展环境。预计到2025 年,短流程炼钢占比将达到20% 左右,废钢在钢铁原料中占比达到30%左右。
推广节能新技术、新装备。钢铁行业的工艺装备水平是能源利用水平的重要影响因素。通过推广铁水一罐到底等工艺技术,促进冶金工艺紧凑化、连续化;推动各类低温烟气、冲渣水和循环冷却水等余热回收,充分利用各类余热余压资源;加快淘汰落后低效设备, 推广节能型水泵等产品,合理配置电机功率,提升系统节电能力。
促进钢焦一体化发展。淘汰土法炼焦(含改良焦炉)、炭化室高度小于4.3 米顶装焦炉、炭化室高度小于5.5 米焦炉及热回收焦炉、单独厂区100 万吨以下独立焦化企业。按照钢焦一体化配套原则,控制焦炭产能,优化布局,通过关停并转、产能置换等方式, 推动焦化产能向优势企业集聚,提高钢铁企业综合竞争力。
提高清洁能源占比。“十四五”期间,企业将通过发展分布式新能源等方式,进一步减少煤电占比,提高清洁能源占比。预计到2025 年,随着全省电力结构的调整以及企业主动发展新能源,钢铁行业电力消费中煤电占比可降低约8%。
在各项措施顺利推进的前提下,钢铁行业在“十四五”期间预计可形成740 万吨的减煤潜力,其中,产能布局优化可以贡献490 万吨的减煤潜力,提高短流程电炉炼钢比例可形成减煤150 万吨的潜力,节能技改和发展清洁电可分别形成30 万吨、70 万吨的减煤潜力。
(二)电解铝行业
面对压减煤炭消耗、实现“双碳”目标的新发展形势,电解铝行业除了减煤,更需要从全产业链的角度重新规划全省铝产业,打造新优势。
推进产能转移。在全国电解铝产能新一轮的调整中,电解铝行业布局将由以“火电铝” 为中心转向以“水电铝”为中心,山东省电解铝行业已开始筹划并实施产能向具备清洁能源优势的地区转移,魏桥集团、南山铝业等均有向云南转移电解铝产能的意向,若能顺利实现转移,山东省电解铝产能将降至450 万吨/ 年。
提高清洁能源占比。山东省电解铝生产的电力供应一直都来自于自备电厂,而自备电厂全部为火力发电,能源结构很难改变。未来应创造条件,推动山东省电解铝生产从全部使用自备电向部分或全部使用网电转化。鼓励企业利用工业园区闲置的屋顶资源以及赤泥堆场,建设分布式光伏发电项目,自发自用,扩大清洁能源占比。力争2025 年电解铝行业用电构成中清洁电力占比达到8%。
加强节能技改,提升电解铝能效。综合发挥能耗、排放等约束性指标作用,严格执行有关标准、政策,加强监督检查,选取电解铝行业节能先进适用技术,支持企业实施改造, 引导低效产能有序退出。重点推动电解铝新型稳流保温、电解槽节能改造、电解槽大型化、电解槽结构优化与智能控制、石墨化阴极和高质量阳极的产业化应用。尽可能降低空槽率, 减少因空槽运行产生的能源浪费。加大对电解槽的余热回收力度,推进余热用于厂区生活热水及建筑采暖,或用于发电系统助燃氧气源。
在各项措施顺利推进的前提下,电解铝行业在“十四五”期间预计可形成2420 万吨的减煤潜力,其中,产能转移可以贡献2200 万吨的减煤潜力,发展清洁电和节能技改可分别形成200 万吨、20 万吨的减煤潜力。
(三)化工行业
“十四五”化工行业要不断优化布局、壮大集群、完善链条、做强园区,打造高端化工产业体系,促进山东化工产业高端、绿色、可持续发展。
优化化工行业产能布局。对化工行业开展全面梳理排查,不符合标准要求且改造升级无望、手续不齐备且无法完善的企业,依法依规予以关停。按照科学规划、合理布局、总量控制的要求,将化工园区从目前的200 余个缩减到100 个以内,加快园区外企业搬迁入园,逐步扭转化工产业布局不合理、化工园区散乱的现状。加快园区基础设施建设, 推进能源梯级利用,提升清洁生产水平。引导园区内企业循环生产、产业耦合发展,鼓励化工园区间错位、差异化发展。
加大力度实施节能技改。推进能源梯级利用,采用热泵、热夹点、热联合等技术, 加强工艺余热、余压回收利用。推广高效压缩机、变压器、新型高效锅炉和换热器等高效节能设备,推动锅炉等用能设备节能改造。适度增加富氢原料比重,鼓励企业因地制宜、合理有序开发利用“绿氢”,推进煤化工与“绿电”、“绿氢”等产业耦合示范。四是鼓励开展二氧化碳规模化捕集、封存、驱油和制化学品等示范。
提高清洁能源占比。鼓励耗煤企业依托园区、企业及周边资源条件,大力发展分布式光伏等非煤电力,提升可再生电力及热力使用比重,提高非煤能源占比,间接减少煤炭消费。预计2025 年清洁电使用比例将提升8 个百分点。
在各项措施顺利推进的前提下,化工行业在“十四五”期间预计可形成650 万吨的减煤潜力,其中,优化产能布局可以贡献300 万吨的减煤潜力,节能技改和发展清洁电可分别形成150 万吨、200 万吨的减煤潜力。
(四)水泥行业
水泥行业将以高质量发展为主题,以市场需求为导向,以创新为驱动,以智能化、绿色化为引领,以节能、减排、降碳为重点任务,提高产业发展质量效益。
严控熟料和水泥产能。加快淘汰落后水泥熟料和水泥产能,到2025 年,除特种水泥和化工配套水泥生产线外,2500 吨/ 日及以下的水泥熟料生产线全部整合退出,直径3.2 米及以下水泥磨机全部整合退出。严禁新增水泥熟料、粉磨产能,严禁省外水泥熟料、粉磨产能转入。新建产能按照相关标准严格执行减量替代,新建水泥熟料生产线规模不得低于4000 吨/ 日,新建水泥磨机直径不得小于3.8 米。
加快调整原燃料结构。利用废轮胎、衍生燃料、生物质燃料、废油及溶剂、生活垃
圾、市政污泥等作为替代燃料,推进非煤燃料替代。鼓励水泥行业采用电石渣、脱硫石膏、粉煤灰、冶金渣尾矿等工业废渣替代传统石灰石原料,逐步提高工业废渣替代石灰石的比例。
加大力度实施节能技改。推广高效能熟料烧成、富氧煅烧等先进节能技术。采用辊
压机预粉磨技术对落后的生产工艺进行改造,充分发挥水泥球磨机的研磨能力,提高生
产系统效率。推广立磨粉磨生料水泥技术、辊压机终粉磨生料技术、辊压机+ 管磨联合
粉磨水泥技术、水泥分别粉磨技术、水泥立磨粉磨技术、变频调速改造技术等节能技术。
提高清洁能源占比。“十四五”期间,水泥行业可通过发展分布式新能源等方式,
进一步减少煤电占比,提高清洁能源占比。预计到2025 年,随着全省电力结构的调整
以及企业主动发展新能源的意识越来越强,水泥行业电力消费中煤电占比可降低约8%。
在各项措施顺利推进的前提下,水泥行业在“十四五”期间预计可形成380 万吨的
减煤潜力,其中,产能控制可以贡献200 万吨的减煤潜力,调整原燃料结构、节能技改
和发展清洁电可分别形成40 万吨、70 万吨、70 万吨的减煤潜力。
(五)石化行业
“减油增化”是石化行业的发展趋势,在转型过程中,石化企业应加快结构调整和
产业转型升级,从产能控制、原料优化、工艺改革等方面推进石化行业节能降耗。
严格控制炼油产能。引导和支持地方炼化企业向基地、石化园区以及港口条件好的区域转移改造,提高集约化发展水平。加快淘汰200 万吨/ 年及以下常减压装置、采用明火高温加热方式生产油品的釜式蒸馏装置等。到2025 年将500 万吨及以下地炼企业的炼油产能分批分步进行整合转移,全省炼油产能将从2020 年的2 亿吨降至1.75 亿吨左右。
推进炼化一体化发展。推进石化行业从生产成品油为主、大宗石化原料为辅的模式,
加速向多产高附加值产品和延伸石化产业链条的炼化一体化转变。鼓励和支持企业按照炼化一体化发展思路,延长石化产业终端,积极实施产业转型升级,形成良性循环产业链。
能量梯级利用等技术,加强工艺余热、余压回收。推进精馏系统优化及改造,提高精馏
系统能源利用效率。
石化行业在“十四五”期间将大幅压减地炼产能、促进炼化一体化发展、开展节能技改,
其中,产能布局优化、节能技改可以分别贡献30 万吨、15 万吨的减煤潜力,但随着裕
龙岛等炼化一体化项目的建成投产将增加约300 万吨的煤炭消费,石化行业整体预计将
增加煤炭消费约255 万吨。
到2025 年,地炼行业区域集中度进一步提高,形成具有国际竞争力的大型企业集团和炼化一体的精细化工、绿色化工和化工新材料世界级产业基地。
大力发展清洁能源。“十四五”期间,石化行业可通过发展分布式新能源等方式,增加清洁电力使用,减少煤电用量。但随着炼化一体化的发展,石化行业产业链条不断延伸,后端化工产品生产环节用电量将继续增长,因此,石化行业整体用电量将继续增加。
通过大力发展清洁能源,力争石化行业用电增量由清洁能源补充,预计到2025 年石化行业煤电使用量将与2020 年基本持平。
加强节能技改力度。推广重油高效转化技术,提高轻质油收率。开展石化企业蒸汽动力系统诊断与优化,考虑全厂实际情况进行蒸汽平衡配置优化,推动蒸汽动力系统、换热网络、低温热利用协同优化,推广再生器取热系统、再生烟气余热回收、中压蒸汽
能量梯级利用等技术,加强工艺余热、余压回收。推进精馏系统优化及改造,提高精馏
系统能源利用效率。
石化行业在“十四五”期间将大幅压减地炼产能、促进炼化一体化发展、开展节能技改,其中,产能布局优化、节能技改可以分别贡献30 万吨、15 万吨的减煤潜力,但随着裕龙岛等炼化一体化项目的建成投产将增加约300 万吨的煤炭消费,石化行业整体预计将增加煤炭消费约255 万吨。