基于技術分析的主要高耗能產品單耗預測方法及展望

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2021-12-01 11:14

本文摘要：摘要：高耗能行業是重要的終端能源消費部門，研究該行業主要產品單耗變化趨勢，對于把握中國能源消費走勢意義重大。考慮節能技術推廣、產能更新換代等影響，建立基于技術分析的產品單耗模型，預測十四五期間高耗能行業主要產品單耗。結果表明，2025年，高耗能行業主要

　　摘要：高耗能行業是重要的終端能源消費部門，研究該行業主要產品單耗變化趨勢，對于把握中國能源消費走勢意義重大。考慮節能技術推廣、產能更新換代等影響，建立基于技術分析的產品單耗模型，預測“十四五”期間高耗能行業主要產品單耗。結果表明，2025年，高耗能行業主要產品中，水泥、鋼鐵、電解鋁、氧化鋁、精煉銅、合成氨、燒堿、電石單耗分別為49、239、1609、99、36、565、327、385千克標煤噸，較2020年分別下降7.0%、6.6%、2.1%、31.5%、16.3%、6.0%、5.0%、2.3%，其中產品單耗最高的是電解鋁，下降幅度最大的是氧化鋁。

　　關鍵詞:高耗能行業;終端能源消費量;產品單耗;技術分析;節能量

高耗能行業

　　0引言

　　高耗能行業(本文包括黑色金屬冶煉和壓延加工業、有色金屬冶煉和壓延加工業、非金屬礦物制品業、化學原料和化學制品制造業)是重要的能源消費部門，近年來占我國終端能源消費量的比重超過四成[15]。研究高耗能行業能源消費情況，對于把握未來中國能源消費走勢具有重大意義[610]。

　　當前，國內外學者主要采用產品單耗法預測高耗能行業終端能源消費量。對于主要產品單耗，主要采用趨勢外推、專家判斷等簡單方法進行預測，上述方法對技術進步等影響刻畫不夠充分，導致預測精度亟待提高[1115]。為此，本文分析中國高耗能行業終端能源消費歷史情況，考慮節能技術推廣、產能更新換代等影響，建立基于技術分析的產品單耗模型，預測“十四五”期間高耗能主要產品單耗變化趨勢。

　　能源工程評職知識：能源領域論文發表普刊列表

　　1高耗能行業終端能源消費歷史分析

　　20002018年，中國高耗能行業終端能源消費量由4.0億噸標煤增至14.8億噸標煤，年均增長7.6%。其中，“十五”、“十一五”、“十二五”、“十三五”前三年，高耗能行業終端能源消費量年均分別增長17.2%、6.6%、4.0%、0.4%，增速逐漸回落。從能源消費量占比來看，20002011年，高耗能行業終端能源消費量占比由37.2%升至47.4%，2011年以后占比呈下降態勢，2018年降至43.5%[1617]。

　　20102018年，中國主要高耗能產品中，除合成氨產量年均下降1.0%，其他產品產量均正增長，其中氧化鋁、電解鋁、精煉銅、燒堿產量年均增速較高，分別為12.6%、11.2%、9.9%、5.7%，鋼鐵、電石、水泥產量年均增速分別為4.8%、3.8%、2.2%。逐年看，多數高耗能產品產量增速呈下降態勢，其中水泥增速由2011年的11.5%下降至2018年的4.1%，燒堿增速由2011年的11.0%下降至2018年的4.4%。

　　2018年，水泥、鋼鐵、電解鋁、氧化鋁、精煉銅、合成氨、燒堿、電石產量分別為22.4億、9.3億、0.4億、0.7億、0.1億、0.5億、0.3億、0.3億噸。近年來高耗能行業主要產品單耗不斷降低，但相比發達國家仍有進一步下降空間。20102018年，精煉銅、氧化鋁的單耗降幅較大，累計分別下降37.4%、29.7%，燒堿、鋼鐵、合成氨、水泥、電石、電解鋁的單耗降幅分別為13.4%、10.0%、8.4%、7.7%、4.0%、3.0%。

　　2018年，主要高耗能產品中，鋼鐵、電解鋁單耗分別為260、1666千克標煤噸，較國際先進水平的差距相對較小;水泥、合成氨單耗分別為56、616千克標煤噸，較發達國家差距較大，其中水泥是2014年德國的1.36倍，合成氨是2016年美國的1.47倍。

　　高耗能行業節能技術不斷進步及普及，帶動工業單位增加值能耗持續下降。采用新型干法生產水泥，熱耗比傳統機立窯低40%，該技術推廣比例由2000年的12%升至2018年的98%;采用干熄焦處理100萬噸紅焦可節能10萬噸標煤，該技術推廣比例由2000年的升至2018年的95%;采用160kA以上大型預焙槽比自焙槽節電9%，該技術推廣比例由2000年的52%升至2018年的98%。據測算，“十一五”、“十二五”期間，工業部門因主要耗能產品技術進步帶來的節能量分別為3.2億、2.7億噸標煤，對總節能量的貢獻率分別為78.8%、64.2%，帶動工業部門單位增加值能耗累計分別下降20.6%、16%。

　　2高耗能行業主要產品單耗預測方法

　　本文采用技術分析等方法預測中國高耗能行業主要產品單耗。技術分析法[1819]從高耗能行業的技術裝備狀況、存在的能效提升潛力和空間等方面入手，收集主流適用的節能技術信息，對其進行一定假設條件下的市場前景分析和預測，估計各項技術運用后可以實現的節能量及帶來的能效改善程度，匯總后得到該行業在未來一段時間有較強技術支撐、能夠挖掘出來的技術上可行、經濟上合理的節能潛力。

　　該方法適用時限為未來年之內。技術分析法主要步驟如下：首先，搜集與計算高耗能行業主要產品各節點年份(含基準、目標年份)的既有產能、待淘汰產能和新增產能數據，根據產能利用率計算各節點年份的既有產量、待淘汰產量和新增產量;其次，結合高耗能行業主要產品節能技術的適用條件和推廣比例，計算通過節能技術應用產生的既有產量節能量，以及通過淘汰落后產能、新增先進產能產生的替換產量節能量，進而得到總節能量;最后，根據目標年份產量預測值、基準年份產品單耗、目標年份總節能量，計算目標年份終端能源消費量，進而得到目標年份產品單耗。

　　具體步驟如下：

　　(1)預測高耗能產品目標年份總產能與產量。步驟1：節點年份確定。將2018年作為基準年份，用表示;將2020、2025年作為目標年份，分別用、表示。步驟2：高耗能產品確定。遴選受節能技術推廣與普及影響較大的高耗能產品。步驟3：預測產品目標年份的產量。考慮產品市場需求、原材料供給、市場價格等，采用計量經濟學等模型預測產品目標年份總產量ti。步驟4：預測產品目標年份的產能利用率。結合文獻查閱、市場調研等，預測該產品目標年份的產能利用率CUnti。步驟5：計算產品目標年份產能。結合步驟與步驟的預測值，得到產品目標年份產能nti。

　　(2)計算各節點年份各類產能產量水平。步驟1：計算基準年份各類產能水平[18,20]。以基準年現有生產能力作為產能的基點，將產能nt0分為既有產能EC和待淘汰落后產能TCn0。其中，既有產能將進行節能技術改造，所產生的節能量需基于技術分析進行相應測算，各節點年份既有產能相同;待淘汰的落后產能將不再進行節能技術改造，采用國家有關部門給出的限定值以及市場調研結果得到。實際計算中，先計算基年待淘汰的落后產能，即各目標年份到上一節點年期間淘汰的產能PCnti之和;再根據基年總產能，計算基年既有產能。

　　3預測結果

　　3.1主要節能技術

　　“十四五”期間，影響高耗能行業的重要終端節能技術合計約70項[2122]。其中工藝節能、余熱回收、系統節能技術數量占比分別為85.7%、8.6%、5.7%。以水泥為例，水泥熟料節能降氮技術、流程型智能制造節能減排支撐平臺技術實現節能量較大，“十四五”期間上述技術實現累計節能量占既有產量節能量的比重分別為48.6%、23.5%、10.9%。

　　3.2節能量

　　“十四五”期間，高耗能行業主要產品中，鋼鐵、水泥節能規模較大，累計節能量分別為1775萬、854萬噸標煤;氧化鋁、合成氨、電解鋁、燒堿、電石、精煉銅的累計節能量分別為335萬、163萬、129萬、68萬、28萬、萬噸標煤。

　　“十四五”期間，高耗能行業主要產品中，氧化鋁、電解鋁、精煉銅、水泥、鋼鐵的累計節能量主要來自既有產能節能，既有產能累計節能量占總累計節能量的比重分別為66.0%、63.2%、61.4%、0.7%、55.6%;燒堿、電石、合成氨的累計節能量主要來自替換產量，替換產能累計節能量占比分別為62.3%、64.8%、70.2%。

　　3.3主要產品單耗

　　2025年，高耗能行業主要產品中，電解鋁、合成氨、電石、燒堿、鋼鐵單耗較高，分別為1609、565、385、327、239千克標煤噸，較2020年分別下降2.1%、6.0%、2.3%、5.0%、6.6%;氧化鋁、水泥、精煉銅單耗分別為99、49、36千克標煤噸，較2020年分別下降31.5%、7.0%、16.3%，其中氧化鋁單耗下降幅度在主要產品中最高。

　　4結論

　　本文分析了中國高耗能行業終端能源消費歷史情況，建立了基于技術分析的高耗能行業主要產品單耗模型，預測了“十四五”期間主要產品單耗變化趨勢。主要結論如下：

　　(1)“十四五”期間，高耗能行業主要產品中，鋼鐵、水泥、氧化鋁、合成氨、電解鋁、燒堿、電石、精煉銅的累計節能量分別為1775萬、822萬、335萬、163萬、129萬、68萬、28萬、萬噸標煤。(2)“十四五”期間，氧化鋁、電解鋁、精煉銅、水泥、鋼鐵的累計節能量主要來自既有產能節能，既有產能累計節能量占比分別為66.0%、63.2%、61.4%、60.7%、55.6%;燒堿、電石、合成氨的累計節能量主要來自替換產量，替換產能累計節能量占比分別為62.3%、64.8%、70.2%。(3)2025年，水泥、鋼鐵、電解鋁、氧化鋁、精煉銅、合成氨、燒堿、電石單耗分別為49、239、1609、99、36、565、327、385千克標煤噸，較2020年分別下降7.0%、6.6%、2.1%、31.5%、16.3%、6.0%、5.0%、2.3%，其中單耗最高的是電解鋁，下降幅度最大的是氧化鋁。

　　參考文獻：

　　[1]謝和平,吳立新,鄭德志.2025年中國能源消費及煤炭需求預測[J].煤炭學報，2019，44(7)：19491960.XIEHeping,WULixin,ZHENGDezhi.PredictionontheenergyconsumptionandcoaldemandofChinain2025[J].JournalofChinaCoalSociety,2019，44(7)：19491960.

　　[2]彭皓玥,趙國浩.能源終端消費行為選擇環境關心的柔性驅動[J].資源科學,2019,41(1):132141.PENGHaoyue,ZHAOGuohao.Thebehavioroptionsforenergyterminalconsumption:flexibledrivingforceofenvironmentalconcern[J].ResourcesScience,2019,41(1):132141.

　　[3]渭南市統計局.我市高耗能行業能耗狀況簡析[EB/OL].(20171228).http://tjj.weinan.gov.cn/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=21&id=2697

　　作者：劉青，張成龍，熊華文，翁玉艷，王紅，譚清坤，姚力