2025-09-05
在全球资源日益紧张、环境问题愈发严峻的当下,工业节能已成为实现可持续发展的关键环节。工业作为能源消耗的主要领域,其能耗占据全球总能耗的较大比重,且部分高耗能行业如钢铁、化工、建材等,能耗强度远高于其他行业。因此,深入挖掘工业节能的关键核心,对于缓解能源危机、降低环境污染、提升工业竞争力具有重要意义。
技术创新:工业节能的核心驱动力
(一)先进节能技术的研发与应用
余热余压利用技术:在众多工业生产过程中,如钢铁冶炼、水泥制造等,会产生大量的余热余压。通过采用余热锅炉、余热制冷制热系统、有机朗肯循环(ORC)等技术,可以将这些原本被浪费的能量回收并转化为电能、热能等可利用能源。例如,在钢铁企业中,利用高炉煤气余压发电(TRT)技术,可回收高炉炉顶煤气的压力能并转化为电能,据统计,采用该技术的钢铁企业,其自发电比例可提高 10%-20%,大大降低了企业对外部电网的依赖,减少了能源消耗。
高效电机及变频调速技术:电机是工业领域应用最为广泛的设备之一,其耗电量占工业总用电量的60%-70%。然而,传统电机效率普遍较低,存在 “大马拉小车” 等现象。采用高效节能电机,如稀土永磁电机,相比普通电机效率可提高 2%-8%。同时,结合变频调速技术,根据设备实际运行需求实时调整电机转速,避免电机长期处于低效运行状态,可进一步降低电机能耗 10%-30%。例如,在化工企业的泵、风机等设备上应用变频调速技术,通过精确控制流量和压力,有效降低了设备能耗,提升了能源利用效率。
智能控制系统技术:随着信息技术的飞速发展,智能控制系统在工业节能中的作用愈发显著。通过引入先进的传感器、控制器和执行器,结合自动化控制算法和人工智能技术,智能控制系统能够实时监测和分析工业生产过程中的各种参数,如温度、压力、流量、液位等,并根据预设的节能策略自动调整设备运行状态,实现生产过程的优化控制。以石化企业的反应釜为例,智能控制系统可根据反应物料的性质、反应进程等因素,精确控制反应温度、压力和搅拌速度,在保证产品质量的前提下,最大限度地降低能源消耗,提高生产效率。
(二)新能源与可再生能源的融入
太阳能的工业应用:太阳能作为一种清洁、可再生能源,在工业领域具有广阔的应用前景。工业企业可在厂房屋顶、空地等区域安装太阳能光伏发电系统,将太阳能转化为电能,供企业内部生产和办公使用。对于一些用电需求较大且用电时间较为集中的工业企业,如电子制造企业,太阳能光伏发电系统不仅可以满足部分用电需求,还能在用电高峰期减少企业对电网的依赖,降低用电成本。此外,太阳能热利用技术,如太阳能热水器、太阳能干燥器等,也可应用于工业生产中的热水供应、物料干燥等环节,替代传统的化石能源加热方式,实现节能减排。
风能在工业中的利用:在风能资源丰富的地区,工业企业可建设小型风力发电场或采用分布式风力发电设备,将风能转化为电能。对于一些地处偏远、电网覆盖不完善的工业企业,如矿山企业,风力发电可作为一种重要的供电方式,解决企业用电难题的同时,减少对化石能源发电的依赖。同时,一些大型工业企业,如钢铁企业,其厂区面积较大,可利用厂区内的空地或周边区域安装风力发电设备,实现企业内部的能源自给自足,降低能源采购成本,提高能源供应的稳定性。
生物质能的开发利用:生物质能是一种以生物质为载体的可再生能源,如农作物秸秆、林业废弃物、畜禽粪便等。工业企业可通过生物质气化、生物质发电、生物质成型燃料等技术,将生物质转化为可利用的能源。例如,在造纸企业中,可利用生物质气化技术将造纸废料转化为可燃气体,用于锅炉燃烧供热,替代部分煤炭等化石燃料,减少温室气体排放。此外,一些食品加工企业可利用畜禽粪便发酵产生的沼气作为能源,用于生产过程中的加热、发电等环节,实现废弃物的资源化利用,降低企业能源成本。
管理优化:挖掘工业节能潜力的有效途径
(一)能源管理体系的构建与完善
建立科学的能源管理制度:工业企业应制定一套完善的能源管理制度,明确能源管理的目标、职责、流程和考核标准。例如,设立专门的能源管理部门或岗位,负责企业能源消耗的统计、分析、监测和节能措施的制定与实施;建立能源消耗定额管理制度,对各生产环节、各设备的能源消耗进行定额管理,将能源消耗指标分解到车间、班组和个人,与绩效考核挂钩,激励员工积极参与节能工作。
实施能源审计与能效对标:能源审计是对企业能源利用状况进行全面检查和评估的有效手段。通过能源审计,企业可以深入了解自身能源消耗的结构、水平和存在的问题,为制定针对性的节能措施提供依据。同时,开展能效对标工作,将企业的能源利用效率与同行业先进水平进行对比,找出差距,学习借鉴先进企业的节能经验和管理方法,推动企业能源管理水平的提升。例如,某水泥企业通过能源审计发现其窑炉系统存在能源浪费问题,通过实施能效对标,学习先进企业的窑炉优化技术和操作经验,对窑炉系统进行了技术改造,使水泥熟料单位产品能耗降低了10% 以上。
强化能源计量与监测:准确的能源计量是能源管理的基础。工业企业应配备完善的能源计量器具,对企业的能源输入、分配、转换和使用等各个环节进行全面计量。同时,建立能源监测系统,实时采集和分析能源消耗数据,及时发现能源消耗异常情况,为能源管理决策提供数据支持。例如,利用智能电表、水表、气表等能源计量器具,结合物联网技术,将能源消耗数据实时传输至企业能源管理中心,通过数据分析软件对数据进行挖掘和分析,找出能源消耗的规律和潜在节能空间,为企业制定节能措施提供科学依据。
(二)生产流程与设备管理的优化
优化生产工艺流程:对工业企业的生产工艺流程进行优化,消除不必要的生产环节和能源浪费点,是实现节能的重要途径。例如,在钢铁生产中,采用连铸连轧工艺替代传统的模铸和开坯工艺,可大大缩短生产流程,减少加热次数,降低能源消耗。同时,通过优化生产调度,合理安排设备的运行时间和生产任务,避免设备的空载运行和频繁启停,提高设备的运行效率,降低能源消耗。例如,在化工企业中,通过优化反应工序的操作条件和物料配比,提高反应转化率,减少中间产品的消耗和能源浪费,实现生产过程的节能增效。
加强设备维护与更新:设备的良好运行状态是实现节能的重要保障。工业企业应加强对设备的日常维护和保养,定期对设备进行检查、维修和润滑,及时更换老化、损坏的零部件,确保设备的正常运行,避免因设备故障导致的能源浪费。同时,根据企业的发展需求和技术进步,适时对高耗能、低效率的设备进行更新改造,采用先进的节能设备替代传统设备。例如,在纺织企业中,将老旧的有梭织机更新为新型的喷气织机,喷气织机具有高速、高效、节能等优点,可使单位产品能耗降低30% 以上,同时提高产品质量和生产效率。
政策引导:工业节能的有力保障
(一)法律法规与标准的制定与执行
完善工业节能法律法规体系:政府应制定和完善一系列工业节能法律法规,明确工业企业在节能方面的责任和义务,为工业节能工作提供法律依据。例如,制定《工业节能法》,对工业企业的能源消耗管理、节能技术研发与应用、节能监督检查等方面进行详细规定,加大对违法违规行为的处罚力度,确保工业节能工作有法可依、执法必严。
严格执行能耗限额标准:制定和实施严格的工业产品能耗限额标准,是推动工业企业节能降耗的重要手段。政府应根据行业发展水平和技术进步情况,及时修订和完善能耗限额标准,对超过能耗限额标准的企业,依法采取限产、停产等措施,促使企业加大节能改造力度,提高能源利用效率。例如,国家对钢铁、水泥、电解铝等重点高耗能行业制定了严格的能耗限额标准,通过加强对企业的能耗监管,推动这些行业的单位产品能耗不断下降,实现行业整体的节能目标。
(二)激励政策的实施
财政补贴与税收优惠政策:政府通过财政补贴和税收优惠政策,鼓励工业企业采用节能技术和设备,开展节能改造项目。例如,设立工业节能专项资金,对实施余热余压利用、高效电机应用、绿色制造等节能项目的企业给予财政补贴,降低企业的投资成本。同时,对企业购置的节能设备,给予税收减免或加速折旧等优惠政策,提高企业实施节能项目的积极性。
绿色信贷政策:金融机构应加大对工业节能项目的信贷支持力度,实施绿色信贷政策。对符合节能标准和环保要求的工业企业和节能项目,优先给予信贷支持,并在贷款利率、贷款期限等方面给予优惠。例如,银行对采用先进节能技术和设备的企业,提供低息贷款,帮助企业解决资金短缺问题,推动企业实施节能改造项目,促进工业节能产业的发展。
结语
工业节能的关键核心在于技术创新、管理优化和政策引导的协同作用。技术创新为工业节能提供了源源不断的动力,通过研发和应用先进的节能技术、融入新能源与可再生能源,能够从根本上降低工业能源消耗。管理优化则是挖掘工业节能潜力的有效手段,通过构建完善的能源管理体系、优化生产流程与设备管理,能够最大限度地提高能源利用效率。而政策引导为工业节能提供了有力保障,通过制定和执行法律法规与标准、实施激励政策,能够营造良好的工业节能环境,推动工业企业积极参与节能行动。只有充分发挥这三方面的关键作用,形成合力,才能实现工业领域的可持续节能发展,为全球能源转型和环境保护做出积极贡献。未来,随着技术的不断进步、管理水平的持续提升以及政策的日益完善,工业节能必将迎来更加广阔的发展空间,在推动工业绿色发展、实现碳达峰碳中和目标中发挥更为重要的作用。