钢铁行业转炉煤气回收利用率财经分析报告
一、行业现状概述:从“粗放排放”到“精准回收”的转型
转炉煤气是钢铁生产过程中
转炉吹炼阶段
的副产物(主要成分为CO,占比约60%-70%),其回收利用率是衡量钢铁企业节能降耗能力的核心指标之一。据行业公开资料,2022年国内钢铁行业转炉煤气回收利用率约为
88%-92%
,2023年以来随着技术迭代与政策驱动,行业平均水平逐步提升至
90%以上
。其中,头部企业(如宝钢、鞍钢、沙钢)的回收利用率已突破
95%
,而中小企业受技术与管理限制,仍徘徊在85%-90%区间。
从国际对比看,日本、韩国等钢铁强国的转炉煤气回收利用率早在2020年就已达到
95%以上
,国内行业仍有5个百分点的提升空间。这一差距既反映了国内钢铁企业在技术与管理上的短板,也意味着巨大的节能降碳潜力。
二、影响因素分析:技术、管理与市场的三重驱动
1. 技术因素:核心瓶颈与突破方向
转炉煤气回收的关键技术在于
除尘与回收系统
。传统的
OG法(湿法除尘)因除尘效率低(约98%)、煤气带水多,导致回收利用率仅为85%-90%;而
LT法(干法除尘)
通过静电除尘技术,除尘效率可达
99.9%,煤气品质(CO含量、热值)显著提升,回收利用率可提高至95%以上。例如,宝钢股份2023年投产的150吨转炉采用LT法后,回收利用率较OG法提升了8个百分点,年增加煤气回收量约1800万立方米。
此外,
转炉煤气深度净化技术
(如焦油去除、硫氧化物脱除)与
智能监测系统
(如实时CO浓度预测、炉口微差压控制)也是提升回收效率的关键。前者可提高煤气的燃烧稳定性(减少因杂质导致的设备故障),后者通过AI模型优化吹炼参数(如氧枪位置、造渣剂加入量),降低煤气放散率。
2. 管理因素:从“经验驱动”到“数据驱动”的升级
转炉煤气回收的稳定性高度依赖
生产操作的一致性
。例如,转炉吹炼周期的波动(如延长或缩短)会导致煤气产生量的剧烈变化,若回收系统未及时调整,易造成煤气柜超压或负压,被迫放散。头部企业通过
数字化管理平台
(如宝钢的“智慧炼钢系统”),将转炉操作参数(如吹氧量、炉温)与回收系统(如风机转速、煤气柜压力)联动,实现“吹炼-回收”的动态匹配,放散率从传统的5%-8%降至
2%以下
。
此外,
设备维护能力
也是重要变量。回收系统的核心设备(如风机、煤气柜、阀门)若出现故障,会导致回收中断。例如,某中型钢铁企业2023年因风机轴承损坏,导致转炉煤气回收中断3天,直接损失煤气量约120万立方米,相当于多消耗标准煤约66吨(按0.55吨标准煤/万立方米计算)。
3. 市场因素:内部需求与外部政策的双重约束
转炉煤气的
内部消化能力
是回收利用率的重要支撑。钢铁企业通常将回收的煤气用于
发电、加热炉加热、烧结机点火
等环节,若内部需求不足(如产能过剩导致加热炉负荷降低),会导致煤气柜满负荷,被迫放散。例如,2021年钢铁行业产能过剩期间,部分企业的转炉煤气回收利用率较2020年下降了3-5个百分点。
此外,
碳减排政策
(如碳排放权交易)也间接推动了回收利用率的提升。转炉煤气的CO含量约60%,若直接放散,每立方米煤气会产生约1.25公斤CO₂(按CO燃烧生成CO₂计算)。若回收利用率从85%提升至95%,每吨钢可减少CO₂排放约
15公斤
(按转炉煤气产生量120立方米/吨钢计算)。对于年产能1000万吨的企业,年减少CO₂排放约15万吨,可节省碳排放权交易成本约
300-450万元
(按20-30元/吨CO₂计算)。
三、标杆企业案例:技术与管理的协同效应
1. 宝钢股份:LT法+智能系统的“双轮驱动”
宝钢股份是国内转炉煤气回收的标杆企业,其150吨转炉采用
LT干法除尘技术
,结合
AI智能监测系统
(实时预测CO浓度与煤气量),实现了“吹炼过程中煤气回收的动态调整”。2023年,该转炉的煤气回收利用率达到
96.2%
,较2020年提升了7.8个百分点。年增加煤气回收量约2100万立方米,折合成标准煤约1155吨,直接经济效益约
924万元
(按800元/吨标准煤计算)。
2. 鞍钢集团:设备改造与管理优化的“组合拳”
鞍钢集团2022年对旗下120吨转炉的煤气回收系统进行了
设备升级
(将原有OG法改为LT法,增加煤气柜容量至5万立方米),同时引入
数字化管理平台
(将转炉操作与回收系统联动)。改造后,转炉煤气回收利用率从2021年的
85%提升至2023年的
93%,年减少煤气放散量约1440万立方米,节省标准煤约792吨,经济效益约
633.6万元
。
3. 沙钢集团:“煤气-蒸汽-发电”一体化的价值延伸
沙钢集团采用
转炉煤气-蒸汽-发电
一体化系统,将回收的煤气用于锅炉燃烧产生蒸汽,再驱动汽轮机发电。2023年,该系统的转炉煤气回收利用率达到
94.5%
,年发电约1.2亿千瓦时(按每立方米煤气发电0.8千瓦时计算),直接经济效益约
7200万元
(按0.6元/千瓦时计算)。此外,该系统还减少了外购电的需求,降低了企业的用电成本(约占钢铁生产总成本的5%-8%)。
四、经济效益测算:从“节能”到“增效”的量化分析
以某
100万吨/年产能的转炉车间
(转炉容量120吨,吹炼周期30分钟/炉)为例,测算转炉煤气回收利用率提升的经济效益:
1. 基础数据假设
- 转炉煤气产生量:120立方米/吨钢(标准状态);
- 煤气热值:1700大卡/立方米(折合成标准煤约0.58吨/万立方米);
- 标准煤价格:800元/吨;
- 碳排放权价格:25元/吨CO₂;
- 回收利用率提升幅度:从85%提升至95%(增加10个百分点)。
2. 经济效益计算
年增加煤气回收量
:120×100万×(95%-85%)= 1200万立方米
;
年节省标准煤量
:1200万×0.58 = 696吨
;
直接节能效益
:696×800 = 55.68万元
;
碳减排效益
:1200万×1.25(CO₂排放系数)×25 = 37.5万元
;
总经济效益
:55.68 + 37.5 = 93.18万元
。
3. 规模化效应
若企业拥有
10座转炉
(年产能1000万吨),则总经济效益将放大至
931.8万元
。此外,若结合
煤气发电
(每立方米煤气发电0.8千瓦时),年发电收入约
1200万×0.8×0.6 = 576万元
,总经济效益将突破
1500万元
。
五、政策驱动作用:从“强制要求”到“激励引导”的转变
1. 国家层面:双碳目标下的刚性约束
《“十四五”现代能源体系规划》明确要求,“钢铁行业单位GDP能耗比2020年下降13.5%”,转炉煤气回收利用率是重要考核指标。《钢铁行业碳达峰实施方案》进一步提出,“到2025年,钢铁企业副产物煤气回收利用率达到95%以上”,将回收利用率与企业的产能置换、环保许可挂钩(未达到要求的企业不得新增产能)。
2. 地方层面:补贴与税收优惠的激励
部分地区(如上海、江苏、浙江)出台了
转炉煤气回收补贴政策
,对回收利用率达到95%以上的企业给予
5-10万元/年
的补贴(每提高1个百分点,补贴增加1万元)。例如,上海市2023年出台的《钢铁行业节能降碳行动方案》规定,“转炉煤气回收利用率达到95%的企业,每年补贴8万元;达到97%的企业,每年补贴12万元”。
3. 金融层面:绿色信贷的支持
银行等金融机构针对
转炉煤气回收改造项目
推出了
绿色信贷
(利率较普通贷款低1-2个百分点)。例如,某钢铁企业2023年申请了5000万元绿色信贷用于转炉煤气回收系统改造,年利息支出较普通贷款减少约
50-100万元
,降低了项目的融资成本。
六、未来趋势展望:技术迭代与模式创新的融合
1. 技术趋势:从“单一回收”到“深度利用”
LT干法除尘技术
将成为主流:预计2025年国内钢铁企业采用LT法的比例将从2023年的40%提升至
60%,推动行业平均回收利用率达到92%以上
;
煤气深度净化技术
:将进一步去除煤气中的焦油、硫氧化物(如采用活性炭吸附或催化氧化技术),提高煤气的燃烧稳定性(减少设备故障);
煤气储能技术
:利用电池或压缩空气储能设备存储多余的煤气(解决峰谷需求差异),例如,宝钢2024年试点的“转炉煤气储能系统”,可存储10万立方米煤气,解决了夜间煤气需求不足的问题。
2. 管理趋势:从“数字化”到“智能化”
AI模型预测
:通过收集转炉操作数据(如吹氧量、炉温、造渣剂加入量),建立AI模型预测煤气产生量(误差小于5%),优化回收系统的操作(如风机转速、煤气柜压力);
数字孪生系统
:构建转炉煤气回收系统的数字孪生模型(实时模拟系统运行状态),提前预警设备故障(如风机轴承温度异常),减少回收中断的次数(预计可降低故障停机率30%以上
)。
3. 模式趋势:从“内部循环”到“外部协同”
产业链协同
:钢铁企业与周边企业(如发电厂、水泥厂)合作,将多余的转炉煤气外卖(如通过管道输送),提高煤气的利用率(例如,沙钢2023年与周边发电厂合作,外卖转炉煤气约2000万立方米,增加收入约1200万元
);
碳交易协同
:通过转炉煤气回收减少的碳排放,可参与碳排放权交易(如出售给高碳排放企业),增加企业的非主营业务收入(预计占企业总收入的1%-2%
)。
七、结论与建议:从“跟随”到“引领”的路径选择
转炉煤气回收利用率的提升,不仅是钢铁企业
节能降碳
的必然选择,也是
降低生产成本、提高经济效益
的重要途径。对于企业而言,应从以下几个方面入手:
技术升级
:优先采用LT干法除尘技术,结合煤气深度净化与智能监测系统,提升回收利用率;
管理优化
:引入数字化管理平台,实现“吹炼-回收”的动态匹配,减少煤气放散;
模式创新
:探索“煤气-蒸汽-发电”一体化或产业链协同模式,提高煤气的附加值;
政策利用
:积极申请绿色信贷、补贴与税收优惠,降低改造项目的融资成本。
对于行业而言,应加强
技术标准制定
(如转炉煤气回收利用率的行业标准)与
信息共享
(如标杆企业的经验推广),推动中小企业提升回收利用率(预计可带动行业平均回收利用率提升
3-5个百分点
)。
总之,转炉煤气回收利用率的提升,是钢铁行业实现“双碳”目标的重要抓手,也是企业提升核心竞争力的关键环节。随着技术迭代与政策驱动,未来钢铁行业转炉煤气回收利用率将继续提升,头部企业有望突破
97%
,中小企业也将逐步缩小与头部企业的差距。