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產(chǎn)業(yè)思考 | 劉懷平：節(jié)能減排和數(shù)字化將成為我國(guó)鋼鐵行業(yè)未來(lái)十年發(fā)展主題

昆岳互聯(lián)

日期：2022-08-02

2022年2月，工業(yè)和信息化部、 發(fā)展和改革委員會(huì)、生態(tài)環(huán)境部三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，力爭(zhēng)到2025年80%以上鋼鐵產(chǎn)能完成超低排放改造，噸鋼綜合能耗降低2%以上，水資源消耗強(qiáng)度降低10%以上，確保2030年前碳達(dá)峰，打造30家以上智能工廠，電爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量比例提升至15%以上。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須把節(jié)能減排和數(shù)字化作為我國(guó)鋼鐵工業(yè)未來(lái)幾年的發(fā)展主題，綠色低碳是我國(guó)鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的有效手段，智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型是我國(guó)鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。

一、節(jié)能減排是構(gòu)建鋼鐵企業(yè)綠色低碳發(fā)展重要抓手

2021年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量達(dá)到10.3億噸，占全球粗鋼產(chǎn)量的54%。鋼鐵行業(yè)是高耗能和高排放的行業(yè)之一，鋼鐵行業(yè)能源消費(fèi)量約占全國(guó)能源消費(fèi)總量的11%，碳排放量約占全國(guó)碳排放總量的15%。雙碳目標(biāo)下，碳排放的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格，碳排放的成本也會(huì)越來(lái)越高，鋼鐵企業(yè)普遍面臨綠色低碳轉(zhuǎn)型的壓力。

（一）雙碳目標(biāo)倒逼鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排轉(zhuǎn)型

雙碳目標(biāo)倒逼企業(yè)向節(jié)能減排轉(zhuǎn)型，主動(dòng)適應(yīng)綠色低碳發(fā)展要求的鋼鐵企業(yè)，將獲得未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的“制高點(diǎn)”，誰(shuí)先實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，誰(shuí)就能在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)地位。

“十四五”期間，鋼鐵行業(yè)的超低排放改造力度將空前，但在降低環(huán)保設(shè)施運(yùn)營(yíng)成本、控制二次污染排放方面，節(jié)能減排需要有更大的技術(shù)創(chuàng)新，鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型之路任重道遠(yuǎn)。

要實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、提高能效和減少碳排放，發(fā)展低碳技術(shù)是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模減污降碳的 *重要途徑。

鋼鐵行業(yè)的綠色低碳路徑按照減污降碳原理可分類六類：減少產(chǎn)量、節(jié)能技術(shù)、短流程技術(shù)、新能源替代、末端治理技術(shù)和廢棄物綜合利用。

節(jié)能減排要求鋼鐵工藝結(jié)構(gòu)的調(diào)整，不僅僅只是實(shí)施末端治理，更多要求企業(yè)從生產(chǎn)工藝路線上進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，從源頭上減少碳排放。

當(dāng)前一些大的企業(yè)已采取了應(yīng)對(duì)措施，比如寶鋼提出將把減污降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、加大節(jié)能環(huán)保技術(shù)投入；將不斷提高天然氣等清潔能源比例，加大太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源利用，布局氫能產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)清潔低碳化；將不斷提高爐窯熱效率、深挖余能回收潛力，提升能源轉(zhuǎn)換和利用效率，大幅降低能源消耗強(qiáng)度，嚴(yán)控能源消耗總量，推動(dòng)我國(guó)鋼鐵行業(yè)加快綠色發(fā)展，發(fā)揮示范效應(yīng)。

總體上，我國(guó)鋼鐵行業(yè)突破性減污降碳技術(shù)支撐能力仍顯不足，多數(shù)仍停留在設(shè)計(jì)研發(fā)階段，尚未形成可工業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用的創(chuàng)新技術(shù)，需進(jìn)一步加大工作力度，確保技術(shù)的支撐來(lái)更好地完成鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

（二）節(jié)能減排重塑鋼鐵企業(yè)的商業(yè)邏輯

在綠色低碳發(fā)展背景下，鋼鐵企業(yè)在減排壓力與降本動(dòng)力的雙重驅(qū)動(dòng)下，急需打破傳統(tǒng)商業(yè)模式的束縛，從而實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)下商業(yè)模式的重塑。

鋼鐵企業(yè)要將雙碳約束引入到企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，不僅要對(duì)產(chǎn)品生成過(guò)程中各個(gè)構(gòu)成要素進(jìn)行碳足跡和碳含量的分析和控制，還要爭(zhēng)取因踐行減污降碳而產(chǎn)生的環(huán)保功能收益，當(dāng)鋼鐵企業(yè)獲得碳減排優(yōu)勢(shì)后，充裕的碳排放額度也將為企業(yè)帶來(lái)可觀的收益和良好的公眾形象。

鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排不僅僅關(guān)乎企業(yè)的市場(chǎng)形象，更關(guān)乎其在市場(chǎng)的生存與發(fā)展，未來(lái)鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展依托于對(duì)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)投入，擁有綠色低碳發(fā)展模式的鋼鐵企業(yè)兼具環(huán)境責(zé)任擔(dān)當(dāng)和良好的可持續(xù)發(fā)展前景。

率先構(gòu)建低碳技術(shù)壁壘的鋼鐵企業(yè)，則能更快地實(shí)行綠色低碳經(jīng)營(yíng)模式，從而比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更具有競(jìng)爭(zhēng)力，就可以在同行業(yè)、同產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中獲得綠色低碳發(fā)展的“先占優(yōu)勢(shì)”。

憑借“先占優(yōu)勢(shì)”，鋼鐵企業(yè)可進(jìn)一步增加企業(yè)價(jià)值，并盡可能地獲得增量資本，進(jìn)入一個(gè)良性的污染物減排和碳減排循環(huán)。

（三）節(jié)能減排提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

碳排放權(quán)就是發(fā)展權(quán)。與國(guó)外相比，我國(guó)鋼鐵行業(yè)的環(huán)境保護(hù)水平與 產(chǎn)能的差距在縮小，但是差距依然存在。2021年，我國(guó)重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗達(dá)550千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，遠(yuǎn)高于德國(guó)251千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸、美國(guó)276千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，較國(guó)際 水平存在較大差距。

目前我國(guó)對(duì)廢氣中污染物的治理還主要停留在關(guān)鍵污染物指標(biāo)的超低排放整改上，而工業(yè)發(fā)達(dá) 鋼鐵企業(yè)對(duì)煙塵，二氧化硫，氮氧化物的治理基本完成，正致力于第三代污染物二氧化碳，二噁英控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

我國(guó)鋼鐵行業(yè)工藝流程結(jié)構(gòu)以長(zhǎng)流程為主，電弧爐短流程煉鋼工藝生產(chǎn)的粗鋼產(chǎn)量?jī)H占總產(chǎn)量10%左右，遠(yuǎn)低于美國(guó)68%、歐盟40%、日本24%的發(fā)展水平；廢鋼比僅為18.7%仍有較大提升空間。以廢鋼為原料的電弧爐短流程，能耗僅為長(zhǎng)流程的1/3。

雖然鋼鐵行業(yè)在各生產(chǎn)工序節(jié)能取得了巨大成績(jī)，但與國(guó)外在工藝流程上的差距將使得鋼鐵行業(yè)平均能耗指標(biāo)仍有下降空間。

參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)比拼的不再是生產(chǎn)要素的粗放投入，而是要依賴科技創(chuàng)新。節(jié)能減排有助于強(qiáng)化我國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和環(huán)境治理，促進(jìn)達(dá)成“雙碳”目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，對(duì)于提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力以及 競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

二、數(shù)字化是構(gòu)建鋼鐵企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的主要路徑

鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要有兩大目標(biāo)：一是用數(shù)字技術(shù)重塑鋼鐵企業(yè)組織和流程，提高工作效率、降低能耗物耗、降本增效；二是支持鋼鐵企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，賦能雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。落實(shí)雙碳戰(zhàn)略，需要節(jié)能減排與數(shù)字化深度融合，綠色發(fā)展成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的底色，數(shù)字化則是節(jié)能減排的主要路徑。

鋼鐵行業(yè)的碳排放來(lái)源于生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用等過(guò)程各個(gè)階段，單純依靠過(guò)去人為的管理經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)不能適應(yīng)未來(lái)低碳綠色發(fā)展趨勢(shì)，因此必然要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、專業(yè)化、科學(xué)化、數(shù)字化管理。

鋼鐵企業(yè)應(yīng)充分利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型新機(jī)遇，加快數(shù)字化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的全流程、全領(lǐng)域深度應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)能源更有效的利用，為節(jié)能減排提供決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)“綠色制造”。

AI、5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù)為節(jié)能減排綠色發(fā)展提供了許多新的契機(jī)。數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以有效改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率、提升生產(chǎn)過(guò)程管理的 性，實(shí)現(xiàn)用工和成本的“雙下降”，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和碳減排的“雙提升”。因此，如何充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)，賦能鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，成為催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式的關(guān)鍵。

但也要看到，我國(guó)鋼鐵行業(yè)數(shù)字化水平參差不齊，大部分企業(yè)仍然存在數(shù)據(jù)自動(dòng)采集率低、信息化孤島現(xiàn)象嚴(yán)重、數(shù)字化模型構(gòu)建難度大、平臺(tái)化程度低等問(wèn)題，在信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、管理、集成方面，創(chuàng)新能力較弱。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)長(zhǎng)期和持續(xù)投入的工程，鋼鐵企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也并非一蹴而就，它還面臨著科技支撐不足、資金投入不夠、觀念轉(zhuǎn)變不到位、數(shù)字化人才短缺等一系列痛點(diǎn)。

數(shù)字化在寶鋼和南鋼得到了很好的應(yīng)用實(shí)踐。例如，寶鋼通過(guò)“熱軋1580智能車間”項(xiàng)目，搭建自動(dòng)化、無(wú)人化、智慧化平臺(tái)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)管理。在制造端，寶鋼在操作崗位領(lǐng)域引入機(jī)器人作業(yè)，在工廠節(jié)點(diǎn)引入無(wú)人機(jī)以及傳感器等方式追蹤工人生命體征、設(shè)備運(yùn)行狀況、產(chǎn)品質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息，降低了人工監(jiān)測(cè)成本，降低了6.5%的工序能耗及30%的內(nèi)置質(zhì)量損失，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了10%的全自動(dòng)投入率提升。截至2020年，寶鋼通過(guò)數(shù)字化提高了83%的規(guī)劃效率、30%的設(shè)備使用周期以及16%的勞動(dòng)效率。

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2030年，各行業(yè)受益于數(shù)字化轉(zhuǎn)型所減少的碳排放量預(yù)計(jì)將達(dá)到121億噸，其中能源、制造業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，可以減少15%的全球碳排放。數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)各行業(yè)減排效果和價(jià)值顯著，對(duì)我國(guó)2030年實(shí)現(xiàn)整體碳達(dá)峰具有重要戰(zhàn)略意義。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵載體

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是構(gòu)建全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈全面聯(lián)接的新型生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，是各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵載體和方法論。當(dāng)前以5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、數(shù)字孿生為代表的新興技術(shù)正處于創(chuàng)新高度活躍和密集的時(shí)期，技術(shù)成果亟需實(shí)際場(chǎng)景落地，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域所具備的廣闊場(chǎng)景需求正使得其與新興技術(shù)的融合應(yīng)用從技術(shù)落地走向效率化應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)客戶群體、應(yīng)用場(chǎng)景、功能支持三個(gè)維度劃分為基礎(chǔ)級(jí)、專業(yè)級(jí)、企業(yè)級(jí)、行業(yè)級(jí)、雙跨級(jí)五大類。

基礎(chǔ)級(jí)是以通用型云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、AI中臺(tái)等為代表的提供某項(xiàng)或多項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)功能的平臺(tái)。

專業(yè)級(jí)是聚焦于企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、經(jīng)營(yíng)管理、設(shè)備運(yùn)維等某一業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的平臺(tái)。

企業(yè)級(jí)是以服務(wù)特定企業(yè)為準(zhǔn)則，圍繞企業(yè)業(yè)務(wù)痛點(diǎn)和場(chǎng)景需求打造的平臺(tái)。

行業(yè)級(jí)是針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域某一細(xì)分行業(yè)，圍繞行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)開(kāi)展平臺(tái)服務(wù)的平臺(tái)。

雙跨級(jí)是目前 *具普適性的平臺(tái)，具備服務(wù)工業(yè)體系下跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的技術(shù)能力。

傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化和信息化本質(zhì)是把生產(chǎn)操作和管理流程通過(guò)軟硬件系統(tǒng)的方式予以固化，從而建立了垂直制造體系，這一體系下負(fù)責(zé)不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)或流程的子系統(tǒng)間彼此孤立，即使不同自動(dòng)化廠商間的設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的部署位置相鄰為伴，彼此之間的數(shù)據(jù)也絕無(wú)交集，這也就形成了鋼鐵企業(yè)存在大量煙囪式的系統(tǒng)和碎片化的信息。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由平臺(tái)+云+網(wǎng)+智能硬件+工業(yè)軟件等要素構(gòu)成，主要包括邊緣層、 IaaS 層、Daas層、PaaS 層、 SaaS 層以及貫穿上述各層級(jí)的系統(tǒng)安全體系，充分滿足了企業(yè)的“省錢、省事、省心”的數(shù)字化應(yīng)用需求。

平臺(tái)將知識(shí)、機(jī)理等隱性經(jīng)驗(yàn)固化成其自身顯性核心資源，結(jié)合更具廣度和深度的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、建模和利用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化閉環(huán)，為企業(yè)帶來(lái)“降本、安全、高效、便捷、可靠”五大價(jià)值。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，借助人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、IoT等技術(shù)聯(lián)接鋼鐵企業(yè)中“人、機(jī)、網(wǎng)、場(chǎng)”，打通信息孤島，促進(jìn)各類數(shù)據(jù)有序流動(dòng)，為鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供智能感知、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)分析等能力支撐，利用智能技術(shù)與工業(yè)知識(shí)的有機(jī)融合，推進(jìn)鋼鐵企業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還能促進(jìn)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈緊密協(xié)同，引導(dǎo)企業(yè)延長(zhǎng)價(jià)值鏈，催生智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、規(guī)?；ㄖ频刃履Ｊ叫聵I(yè)態(tài)，培育形成新動(dòng)能。

以專注工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排的昆岳工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（INECO平臺(tái)）為例，目前已形成智慧環(huán)保運(yùn)維、數(shù)字化能耗管控、碳資產(chǎn)管理、環(huán)品匯、“智改數(shù)轉(zhuǎn)”、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈保障和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)園區(qū)”等綜合解決方案。

在智慧環(huán)保運(yùn)維方面，昆岳工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)緊密圍繞環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)的監(jiān)控與預(yù)測(cè)、維修、使用等信息，運(yùn)用人工智能技術(shù)對(duì)涉及設(shè)備健康的因素進(jìn)行全面分析和管控。

通過(guò)更全面、綜合、及時(shí)、準(zhǔn)確的信息可視化、預(yù)測(cè)性維護(hù)和簡(jiǎn)化作業(yè)流程來(lái)提高設(shè)備的可靠性和可用性，減少設(shè)備停機(jī)造成的延誤，并通過(guò)預(yù)測(cè)和認(rèn)知分析加快設(shè)備維修進(jìn)度。幫助客戶實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)少人化無(wú)人化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理集中化和遠(yuǎn)程化，提升能源利用效率，實(shí)施監(jiān)測(cè)環(huán)保指標(biāo)和碳排放量、及時(shí)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)減污降碳的數(shù)字化管理。

雙碳目標(biāo)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。雙碳目標(biāo)加速了鋼鐵行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，誰(shuí)率先全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，誰(shuí)就能在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)。未來(lái)，鋼鐵企業(yè)一定要堅(jiān)持“節(jié)能減排”和“數(shù)字化”兩條腿走路，走高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和道路。

我們堅(jiān)信只有將“節(jié)能減排”和“數(shù)字化”深度融合，才能加快鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，才能助力鋼鐵企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，綠色低碳發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型將成為推動(dòng)鋼鐵行業(yè)變革創(chuàng)新的新引擎。