云貴鋼鐵與焦化行業(yè)政策分析及行業(yè)發(fā)展建議

魏沖建，袁東營 ，范慶魁，張凝凝，梁 峰，李 揚

(1.云南曲煤焦化實業(yè)發(fā)展有限公司，曲靖 655338;2.煤炭科學技術研究院有限公司 煤化工分院，北京 100013; 3.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013)

0 引 言

我國的能源結構正在向綠色低碳轉型，但煤炭作為主體能源的地位在短期內難以改變[1-2]。隨著低碳經(jīng)濟生產(chǎn)方式在全球的推廣，節(jié)能減排已成為各國工業(yè)發(fā)展的主題，與此同時，我國也提出了雙碳目標，謀求建設清潔低碳、安全高效的能源體系[3]。我國與煤相關的焦化和鋼鐵企業(yè)，其作為我國重要的經(jīng)濟支柱，污染大、碳排放高，是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的重點行業(yè)。云貴地區(qū)位于我國的西南部，煤炭資源豐富，發(fā)展了規(guī)?；慕够髽I(yè)和鋼鐵企業(yè)，但云貴地區(qū)作為傳統(tǒng)的旅游產(chǎn)業(yè)區(qū)，環(huán)保要求高，對當?shù)仄髽I(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。以下結合云貴地區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢，通過分析焦化和鋼鐵企業(yè)的現(xiàn)狀與政策，對未來的煤-焦-鋼企業(yè)提出發(fā)展建議。

1 云貴地區(qū)鋼鐵行業(yè)的現(xiàn)狀

鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎，在新中國成立70年以來，我國的鋼鐵工業(yè)也實現(xiàn)了從小到大、從弱到強的歷史性轉變，成為世界鋼鐵生產(chǎn)和出口第1大國，為推動我國的工業(yè)化和現(xiàn)代化做出了重大貢獻[4]。

“十三五”期間，在需求增長與改革深化的基礎上，鋼鐵行業(yè)的主要產(chǎn)品產(chǎn)量保持增長態(tài)勢，從2015年到2019年生鐵產(chǎn)量增長了24%，粗鋼和鋼材產(chǎn)量均增長了7.2%。在國家的支持鼓勵下，鋼鐵企業(yè)之間的兼并重組加劇，如中信集團戰(zhàn)略重組特鋼，首鋼重組長治鋼鐵、貴陽鋼鐵和通化鋼鐵等[4]。在兼并重組的推動下，2019年我國的鋼鐵集中度提升至39.3%，比2015年提升了3.1個百分點。在國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的引導下，鋼鐵產(chǎn)品的質量明顯提升，國產(chǎn)鋼材有282項品種質量達到國際先進水平，20項產(chǎn)品也達到國際先進水平節(jié)能減排降耗取得積極進展。鋼鐵行業(yè)圍繞焦化、燒結(球團)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等重點工序及智能制造、高溫煙氣循環(huán)分級凈化技術、副產(chǎn)品資源化技術等組合式系統(tǒng)集成節(jié)能減排技術排取得初步成效，噸煤能耗從572 kg標準煤下降到555 kg標準煤，下降了3%。

鋼鐵行業(yè)在我國的經(jīng)濟發(fā)展中占有舉足輕重的地位[4]，但其生產(chǎn)工藝90%以上為長流程生產(chǎn)，產(chǎn)污環(huán)節(jié)多，污染物排放量大，有的甚至主要污染物排放量已超過電力行業(yè)，成為工業(yè)污染中最大的污染物來源[5]。截止到2020年，云南和貴州2020年焦炭和鋼鐵在全國所占比例見表1。由表1可知，全國生鐵、粗鋼和鋼材產(chǎn)量分別為8.88億t、10.53億t和13.25億t，其中云南省的生鐵、粗鋼和鋼材產(chǎn)量約占全國的2.1%、2.1%和2%;貴州省占全國的0.4%、0.4%和0.6%。 云南-貴州地區(qū)鋼鐵企業(yè)分布如圖1所示，從圖1可知，鋼鐵產(chǎn)業(yè)在云南和貴州的規(guī)模不大，主要分布在云南滇東的曲靖市和貴州的六盤水市，靠近焦炭生產(chǎn)基地，有利于節(jié)省原料的運輸費用，提高產(chǎn)品的競爭力。

圖1 云南-貴州地區(qū)鋼鐵企業(yè)分布圖Fig.1 Distribution map of steel enterprises in Yunnan-Guizhou region

表1 云南和貴州2020年焦炭和鋼鐵在全國所占比例Table 1 Proportion of coke and steel in China in Yunnan and Guizhou in 2020

筆者對分布于云南，貴州，廣西，廣東和境外的38家鋼鐵企業(yè)進行了調研，其數(shù)據(jù)見表2。

表2 云貴桂粵地區(qū)鋼鐵企業(yè)消耗焦炭量Table 2 Coke consumption of steel enterprises in Yunnan,Guizhou,Guangxi and Guangdong province

云南省分布的鋼鐵企業(yè)有22家，月消耗焦炭97.57萬t，其中焦炭主要來源于本省，還有少數(shù)來自于四川省和貴州省;貴州省分布的鋼鐵企業(yè)共5家，其月消耗焦炭19.14萬t，焦炭主要來自于本省和云南省;廣西自治區(qū)分布鋼鐵企業(yè)5家，月消耗焦炭約54.55萬t，焦炭主要來自于云南和貴州;廣東省分布有5家，月消耗焦炭32.28萬t，云南省和貴州省也是其焦炭的主要供應源;除此之外，國外企業(yè)如越南VTM老街鋼廠采購云南和山西的焦炭，月消耗量2.6萬t。鋼鐵企業(yè)所需焦炭以80焦和二級焦為主，云南和貴州省的焦炭品質完全能夠滿足要求。云南和貴州的焦化產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大，總規(guī)模可達到2 300萬t，完全能夠為本地區(qū)和周邊省份的鋼鐵行業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質的焦炭。

云貴地區(qū)的鋼鐵生產(chǎn)工藝基本相似，貴州省除首鋼水鋼股份有限公司采用長流程生產(chǎn)鋼鐵，主要設備是高爐煉鋼和轉爐煉鋼，其它4家鋼鐵企業(yè)采取的煉鋼設備是電爐，鋼鐵企業(yè)主要分布在貴陽、六盤水、遵義和畢節(jié)，產(chǎn)品除水鋼有優(yōu)質碳結鋼、碳工鋼、合結鋼和軸承鋼等特殊鋼外，其他企業(yè)生產(chǎn)的均為普通建筑用鋼[6]。云南省共有鋼鐵企業(yè)22家，主要設備是高爐和轉爐，其主要的分布地區(qū)是昆明、玉溪、曲靖等市，主要生產(chǎn)普通建筑用鋼。從中可以看出，云南和貴州省的鋼鐵產(chǎn)品同質化嚴重，急需升級改造產(chǎn)品結構。

雖然云南和貴州省2020年的粗鋼產(chǎn)量分別為2 233萬t和461萬t，但與周邊省份的鋼鐵企業(yè)相比，其規(guī)模不大。如廣西柳鋼集團位于我國泛珠三角、大西南與東盟經(jīng)濟圈黃金區(qū)位，是我國華南、西南地區(qū)乃至泛北部灣經(jīng)濟圈的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，截至2020年底，柳鋼集團的粗鋼產(chǎn)量達到1 691萬t，位居全球的粗鋼產(chǎn)量的第20位。因此，云南和貴州省的鋼鐵企業(yè)與焦化企業(yè)之間存在著供求矛盾，焦化企業(yè)多余的產(chǎn)品應以向外輸出為主。

2 云貴地區(qū)焦化行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的焦化行業(yè)從1949年的52.5萬t起步，經(jīng)過70余年的發(fā)展，到2020年達到47 116.1萬t，有力支撐了我國經(jīng)濟和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。進入21世紀以來，我國基本形成了以高爐冶金焦，機械鑄造焦和半焦為主的格局，成為了世界上焦炭品種最為齊全產(chǎn)能最大的焦化工業(yè)體系。在煉焦的過程中，除焦炭產(chǎn)品外，還有約20%生成各種化學產(chǎn)品和煤氣，如來自于焦爐的荒煤氣，可以提取出煤焦油、萘、蒽、硫化氫、氰化氫及粗苯等化學產(chǎn)品，并得到純凈的焦爐煤氣。我國的焦化企業(yè)主要分為獨立焦化企業(yè)和鋼鐵聯(lián)合焦化企業(yè)2種，其中獨立焦化企業(yè)數(shù)量占到焦化企業(yè)總數(shù)的2/3，云南省和貴州省的焦化企業(yè)多為獨立焦化廠，產(chǎn)品多以對外輸出為主。

從表1可看出，云南省和貴州省的焦炭產(chǎn)量分別是1 093.3萬t和428.4萬t，約占全國總產(chǎn)量的2.3%和0.9%。云南和貴州焦化企業(yè)分布如圖2所示。結合圖2可知，焦化企業(yè)主要分布在曲靖市和六盤水市，靠近煉焦煤產(chǎn)地，節(jié)省了煉焦煤在運輸中的成本，提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品以冶金焦為主。高4.3 m焦爐和5.5 m焦爐的區(qū)別是大容積焦爐的自動化程度高，單孔炭化室裝煤量大，勞動效率高，同時焦爐大型化可減少出爐次數(shù)，減少裝煤和推焦的陣發(fā)性污染，云南和貴州省的焦爐類型主要以4.3 m和5.5 m爐型為主。側裝多采用搗固煉焦的方式，該方式是1種通過增加堆密度來充分利用高揮發(fā)分、弱黏結和不黏結低價煤來擴大煉焦煤資源，進而生產(chǎn)高質量焦炭的方式，與頂裝方式對比來說，其具有提高焦炭質量和節(jié)約資源，提高經(jīng)濟效益明顯，同時減少環(huán)境污染的優(yōu)點。

圖2 云南和貴州焦化企業(yè)分布圖Fig.2 Distribution of coking enterprises in Yunnan and Guizhou

對云南和貴州境內焦化企業(yè)進行統(tǒng)計,見表3。

表3 云南省焦化企業(yè)統(tǒng)計表Table 3 Statistics of coking enterprises in Yunnan province

從表3可看出，云南省焦化企業(yè)共有18家，其中炭化室高度主要是4.3/5.5 m，除云煤能源有限公司(安寧)和楚雄德勝煤化工有限公司兩家采用頂裝工藝外，其余均采用側裝工藝，其總產(chǎn)能約為1 895萬t。

貴州省焦化企業(yè)統(tǒng)計見表4，從表4可看出，貴州省焦化企業(yè)共有4家，炭化室高度是4.3/5.5 m，除水鋼采用頂裝工藝外，其余均采用側裝工藝，其總產(chǎn)能約為500萬t，主要分布于六盤水市附近，體現(xiàn)了靠近煉焦煤產(chǎn)地的屬性。

表4 貴州省焦化企業(yè)統(tǒng)計表Table 4 Statistics of coking enterprises in Guizhou province

3 鋼鐵和焦化行業(yè)的政策

3.1 鋼鐵行業(yè)政策分析

鋼鐵行業(yè)的低碳化發(fā)展是指從事黑色金屬礦物采選和冶煉加工等生產(chǎn)活動為主的行業(yè)，其能源消耗逐漸減少，能源使用效率逐漸提高，固體廢棄物排放和有害污染物排放逐年減少的過程。

“十三五”以來，從中央到地方出臺了1系列有力舉措，推動鋼鐵行業(yè)全流程超低排放。2018年5月生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)超低排放改造工作方案(征求意見稿)》，進一步提高了新建鋼鐵項目特別排放限值標準;2019年4月生態(tài)環(huán)境部等五部委聯(lián)合印發(fā)《關于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，指出力爭2025年底80%以上比例的鋼鐵產(chǎn)能企業(yè)達到超低排放要求。此2項政策促使鋼鐵行業(yè)采用低碳生產(chǎn)工藝，促進行業(yè)整體優(yōu)化升級。超低排放是鋼鐵行業(yè)打贏污染防治攻堅戰(zhàn)的關鍵，鋼鐵行業(yè)超低排放的實施將會顯著改善空氣質量。在行業(yè)標準方面，鋼鐵行業(yè)制定了YB/T 4767—2019《綠色設計產(chǎn)品評價技術規(guī)范 取向電工鋼》等11項綠色設計產(chǎn)品行業(yè)標準和T/CISA 104—2018《綠色設計產(chǎn)品評價技術規(guī)范 鋼塑復合管》等11項協(xié)會團體標準，促進鋼鐵行業(yè)堅持綠色發(fā)展理念，創(chuàng)新低碳生產(chǎn)技術。在此基礎上，“十四五”期間進一步提出，淘汰落后產(chǎn)能，降低粗鋼的產(chǎn)量和消費量，實現(xiàn)廢鋼資源的合理利用，實現(xiàn)綠色發(fā)展，繼續(xù)推進行業(yè)的智能化水平，提高產(chǎn)業(yè)的集中度。

我國的鋼鐵行業(yè)目前制造流程以高爐-轉爐流程為主，高爐煉鐵的二氧化碳排放量占整個流程的80%以上[7]，因此高爐煉鐵是鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的關鍵。為積極應對日益嚴重的環(huán)保形勢，落實“碳達峰”和“碳中和”，我國鋼鐵行業(yè)應積極采取一些措施，大力研發(fā)高爐煉鐵節(jié)能減排相關技術，加速推動中國鋼鐵行業(yè)的綠色發(fā)展。

3.2 焦炭行業(yè)政策分析

《焦化行業(yè)準入條件》《關于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復建設引導產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見的通知》《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》《環(huán)境保護法》等一系列政策的出臺，均涉及到焦化產(chǎn)業(yè)的環(huán)保問題，推動了焦化行業(yè)落后產(chǎn)能的淘汰以及產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級，符合未來綠色循環(huán)發(fā)展的理念?！笆奈濉卑l(fā)展策略出臺以后，對焦化行業(yè)提出了新的要求:堅持創(chuàng)新理念，提高智能化制造水平，重視人才隊伍的建設，用高質量標準促進行業(yè)良性健康發(fā)展。雖然行業(yè)的效益在短時間內可能受到環(huán)保政策的影響，但該影響也是焦化企業(yè)綠色潔凈發(fā)展的機遇，應促進企業(yè)進行技術改造升級，轉變落后生產(chǎn)觀念，激發(fā)企業(yè)活力，從而為社會和企業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造出更大的效益。

與此同時，貴州省和云南省也積極響應國家政策，對當?shù)氐慕够髽I(yè)提出相應的規(guī)范要求。如貴州省以《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄(2019年本)》為指導，嚴格按照職能權限審批焦化項目，對新建焦化產(chǎn)能進行如下規(guī)定:2020年1月后備案的焦化項目，常規(guī)頂裝焦化爐炭化室高度須≥6 m，搗固焦爐炭化室高度須≥5.5 m，焦爐單組爐產(chǎn)能須≥10萬t/a，熱回收焦爐爐餅體積須≥35 m3;同樣云南省也對焦化行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)結構指導，如曲靖市發(fā)布了《曲靖市焦化行業(yè)轉型升級實施方案》，指出要以生態(tài)環(huán)境保護倒逼產(chǎn)業(yè)轉型升級和提質增效，堅持“控焦興化、焦化并舉、上下聯(lián)產(chǎn)、聚集發(fā)展”思路。以上舉措均將促使焦炭企業(yè)堅持綠色發(fā)展理念，創(chuàng)新低碳生產(chǎn)工藝，從而實現(xiàn)行業(yè)的健康發(fā)展。

焦化行業(yè)的低碳化就是提高生產(chǎn)效率，轉變高污染，高排碳(CO2)和高能耗的被動狀態(tài)。我國的焦化行業(yè)正處于結構調整的關鍵時期，要緊跟鋼鐵下游產(chǎn)業(yè)的結構布局調整步伐，全面落實中央打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的戰(zhàn)略部署。

4 云貴地區(qū)的鋼鐵-焦化行業(yè)發(fā)展建議

云南和貴州省位于我國的西南部，基礎設施相對落后，導致焦炭和鋼鐵等大宗商品的生產(chǎn)和銷售具有明顯的地域性特點。云南的焦化企業(yè)主要集中在曲靖市，貴州的焦化企業(yè)集中在西南部的六盤水市地區(qū)，靠近煉焦煤產(chǎn)地;鋼鐵企業(yè)作為焦化的下游企業(yè)，受到焦炭產(chǎn)地和鐵礦資源的制約，主要靠近焦炭產(chǎn)地，能極大縮短焦炭運輸?shù)某杀尽?/p>

從資源角度分析，貴州省和云南省的煤炭資源豐富，分別位居全國的第5位和第11位，煉焦煤資源極其豐富，為焦化企業(yè)的發(fā)展提供了豐富的原料;此外，該地區(qū)的水資源豐富，為焦化企業(yè)提供了基礎性的資源條件。此兩者也是云南和貴州建立起規(guī)?；够a(chǎn)業(yè)的重要原因。鋼鐵企業(yè)是焦炭企業(yè)的主要下游行業(yè)，在此基礎上鋼鐵也得到了規(guī)?；陌l(fā)展。但鋼鐵產(chǎn)業(yè)除受到焦炭產(chǎn)能的影響外，還受到鐵礦資源的影響。云南省鐵礦石儲量為32.16億t，其中有11.27億t暫不能使用，且富鐵礦少、難選貧礦多、分布邊遠，實際上很難用于煉鐵，難以滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求[8];貴州省鐵礦資源豐富，但以硫鐵礦為主，品位很差，此為云南和貴州無法建立起規(guī)模巨大的鋼鐵產(chǎn)業(yè)的實際原因[9]。

從市場條件來看，隨著新1輪西部大開發(fā)和“富民興邊”工程的實施，交通設施得到進一步快捷便利，鐵礦石的運輸條件也得到改善，當?shù)氐匿撹F企業(yè)將得到迅速發(fā)展，對焦炭的需求量進一步提升。南方若干省份粗鋼和焦炭產(chǎn)量(據(jù)2020年數(shù)據(jù))見表5。

表5 南方若干省份粗鋼和焦炭產(chǎn)量(據(jù)2020年數(shù)據(jù))Table 5 Crude steel and coke output by Southern provinces(according to 2020 data)

由表5可知，兩廣和四川地區(qū)鋼鐵產(chǎn)能較大，但兩廣的焦炭產(chǎn)能較小，必須依靠外省的焦炭產(chǎn)品的輸入，此外，云貴地區(qū)的整體經(jīng)濟建設水平較低，對鋼材的需要較大，該現(xiàn)象將進一步刺激鋼鐵企業(yè)對于焦炭的需求;從地理位置上來看，云南地區(qū)位于我國的西南邊境，具有連接中國、東南亞、南亞3大市場的獨特區(qū)位優(yōu)勢。隨著云南建設東南亞“橋頭堡”戰(zhàn)略的實施，以及“七出省”、“四出境”鐵路、公路的建設，大湄公河區(qū)域航運的發(fā)展[10]，綜合交通運輸條件將不斷改善，云南和貴州的焦化企業(yè)可不斷開拓新市場，進而進一步刺激該地區(qū)焦化企業(yè)的發(fā)展。

目前來說，云南和貴州省的焦化和鋼鐵行業(yè)的低碳綠色發(fā)展之路還有很長1段要走。云南和貴州的獨立焦化廠的產(chǎn)能占比較大，而本省的鋼鐵企業(yè)規(guī)模較小，供大于求，產(chǎn)能過剩，必須開發(fā)新的市場;焦化企業(yè)創(chuàng)新力度不夠，還是以普通的冶金焦為主，污染和產(chǎn)品競爭嚴重;鋼鐵企業(yè)產(chǎn)業(yè)布局不合理，產(chǎn)品以普通建材用鋼為主，同質化嚴重，科技創(chuàng)新力度亟需提高，且缺乏大型的鐵礦石供應基地。此外，云南省積極發(fā)展旅游業(yè)，對環(huán)境保護越來越重視，而相應的焦化企業(yè)和鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢固還沒有得到有效的控制，該現(xiàn)象是目前急需解決的問題。

針對云南省和貴州省的焦炭企業(yè)的現(xiàn)狀，作者建議應從以下4個方面來進行考慮:

(1)削減產(chǎn)量，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構:淘汰落后產(chǎn)能，提升焦炭品質，強化焦化副產(chǎn)品在園區(qū)內的深加工，增加產(chǎn)品的附加值，如調配添加劑，獲取富氫焦爐氣，促進其在鋼鐵行業(yè)中的應用。

(2)堅持全流程的系統(tǒng)優(yōu)化理念[11]:構建以焦炭行業(yè)為核心的能源產(chǎn)業(yè)鏈，推動焦化行業(yè)與冶金、化工、建材和現(xiàn)代煤化工的深度融合，做到碳排放全流程管控。

(4)節(jié)能降耗，提高能效:提高焦爐的熱工效率;推動焦化企業(yè)焦爐加熱介質結構優(yōu)化;增加焦爐煤氣在焦爐燃料中的占比;大力推廣程序化加熱技術;鼓勵焦化企業(yè)構建焦爐的能源網(wǎng)絡;推動二氧化碳和常規(guī)污染物的協(xié)同減排[3]。云南和貴州省的鋼鐵行業(yè)應積極采取一些措施，研發(fā)高爐煉鐵節(jié)能減排相關技術，如燒結環(huán)保技術，燃料噴吹技術，煙氣循環(huán)技術，鐵焦技術，含碳球團技術，高爐混合噴吹技術和高爐智能化技術[13]，以及廢鋼再利用、碳捕集利用與封存[14]，氫氣直接還原鐵礦石煉鋼[15]等工藝技術。

綜合來看，云南和貴州的焦化企業(yè)應堅持綠色創(chuàng)新理念，實施節(jié)能低碳生產(chǎn)工藝，加強創(chuàng)新技術研發(fā)，提高焦炭品質，淘汰落后產(chǎn)能，推動建立起以焦化為核心的能源產(chǎn)業(yè)鏈，做到碳排放的全流程監(jiān)控;鋼鐵企業(yè)應建立穩(wěn)定的鐵礦石供應基地，建立電爐煉鋼的低碳化短流程生產(chǎn)工藝，降低鋼鐵生產(chǎn)過程中的碳排放。

5 結 語

云南和貴州省的焦化和鋼鐵行業(yè)作為傳統(tǒng)的高耗碳企業(yè)，為積極應對日益嚴重的環(huán)保形勢，必須降低碳排放，堅持綠色發(fā)展理念，實施低碳生產(chǎn)工藝，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，做好科技創(chuàng)新是傳統(tǒng)焦化和鋼鐵企業(yè)改革的方向。云南和貴州省的煤炭資源和水資源豐富，發(fā)展焦化企業(yè)的基礎條件較好，且與兩廣地區(qū)，南亞和東南亞地區(qū)相鄰，市場潛力巨大。云南省和貴州省缺乏鐵礦資源，必須建立全球大型的鐵礦石供應基地，保障當?shù)劁撹F產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。