鋼鐵行業(yè)能降耗減排戰(zhàn)略研究初步進(jìn)展

1、鋼鐵行業(yè)節(jié)能、降耗、減排鋼鐵行業(yè)節(jié)能、降耗、減排戰(zhàn)略研究的初步進(jìn)展戰(zhàn)略研究的初步進(jìn)展陸鐘武陸鐘武東北大學(xué)東北大學(xué)工業(yè)生態(tài)學(xué)研究所工業(yè)生態(tài)學(xué)研究所2013.3.11主要內(nèi)容：i. 前言前言ii. 分析分析iii. 例題例題iv. 啟示啟示v. 實(shí)際情況實(shí)際情況vi. 幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明附錄附錄i.前言前言鋼鐵行業(yè)節(jié)能、降耗、減排的戰(zhàn)略研究工作，具鋼鐵行業(yè)節(jié)能、降耗、減排的戰(zhàn)略研究工作，具有重要意義有重要意義.幾年前，我們參照工業(yè)生態(tài)學(xué)的思路，結(jié)合中國(guó)幾年前，我們參照工業(yè)生態(tài)學(xué)的思路，結(jié)合中國(guó)實(shí)際，開始進(jìn)行這方面的研究工作，撰寫了兩實(shí)際，開始進(jìn)行這方面的研究工作，撰寫了兩篇論文：篇論文：陸鐘武，岳強(qiáng)

2、陸鐘武，岳強(qiáng).鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)機(jī)制的解析及鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)機(jī)制的解析及20002007年我國(guó)鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)過年我國(guó)鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)過快原因的探索，快原因的探索，中國(guó)工程科學(xué)中國(guó)工程科學(xué)，2010， no.6陸鐘武，岳強(qiáng)，高成康陸鐘武，岳強(qiáng)，高成康.論單位生產(chǎn)總值鋼產(chǎn)量及鋼產(chǎn)量、鋼鐵行業(yè)的能論單位生產(chǎn)總值鋼產(chǎn)量及鋼產(chǎn)量、鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗和排放，耗、物耗和排放，中國(guó)工程科學(xué)中國(guó)工程科學(xué)，2013，no.4現(xiàn)將研究工作的初步進(jìn)展，作如下匯報(bào)，供大家現(xiàn)將研究工作的初步進(jìn)展，作如下匯報(bào)，供大家參考參考.3ii.分析分析2.1 鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗和排放鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗和排放 某年某國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗和排放分別等于

3、某年某國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗和排放分別等于 e=pe (1a) m=pm (1b) w=pw (1c)式中式中 e, m, w分別為某年某國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗和排放，噸分別為某年某國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗和排放，噸/年；年； e, m, w分別為該年該國(guó)鋼鐵行業(yè)平均噸鋼能耗、噸鋼物耗和噸鋼排放，分別為該年該國(guó)鋼鐵行業(yè)平均噸鋼能耗、噸鋼物耗和噸鋼排放， 噸（公斤）噸（公斤）/噸；噸； p該年該國(guó)鋼鐵行業(yè)的合格鋼產(chǎn)量（以下簡(jiǎn)稱鋼產(chǎn)量），噸該年該國(guó)鋼鐵行業(yè)的合格鋼產(chǎn)量（以下簡(jiǎn)稱鋼產(chǎn)量），噸/年年.4 由以上三式可見，在由以上三式可見，在e, m, w值均為常數(shù)值均為常數(shù)的條件下，鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗

4、、排放都的條件下，鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗、排放都與鋼產(chǎn)量成正比，即鋼產(chǎn)量越大，與鋼產(chǎn)量成正比，即鋼產(chǎn)量越大，e, m, w值都越大值都越大 ，反之亦然。因此，抓鋼鐵行業(yè)，反之亦然。因此，抓鋼鐵行業(yè)的節(jié)能、降耗、減排，首先要抓鋼產(chǎn)量。的節(jié)能、降耗、減排，首先要抓鋼產(chǎn)量。52.2 pgt方程方程 這是下列方程的簡(jiǎn)稱：這是下列方程的簡(jiǎn)稱：p=gt (2)式中式中 p某年某國(guó)的鋼產(chǎn)量，噸某年某國(guó)的鋼產(chǎn)量，噸/年；年； g該年該國(guó)的該年該國(guó)的gdp，元，元/年；年； t該年該國(guó)的單位該年該國(guó)的單位gdp鋼產(chǎn)量，噸鋼產(chǎn)量，噸/元元. pgt方程的特點(diǎn)是把鋼鐵行業(yè)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)方程的特點(diǎn)是把鋼鐵行業(yè)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)二者

5、直接聯(lián)系了起來。二者直接聯(lián)系了起來。6 由式（由式（2）可見，在）可見，在gdp（g值）為常數(shù)值）為常數(shù)的條件下，鋼產(chǎn)量（的條件下，鋼產(chǎn)量（p值）與單位值）與單位gdp鋼產(chǎn)鋼產(chǎn)量（量（t值）二者成正比，即值）二者成正比，即t值越大，值越大，p值就值就越大，反之亦然。越大，反之亦然。7 因此，抓鋼產(chǎn)量，首先要抓單位因此，抓鋼產(chǎn)量，首先要抓單位gdp鋼產(chǎn)量（鋼產(chǎn)量（t值）。值）。它是鋼產(chǎn)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)之間起聯(lián)系作用的它是鋼產(chǎn)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)之間起聯(lián)系作用的“紐帶紐帶”。本文。本文將對(duì)將對(duì)t值做進(jìn)一步分析。為此，先將式（值做進(jìn)一步分析。為此，先將式（2）作如下改寫：）作如下改寫：8gpt (3)式（式（3

6、）是）是“單位單位gdp鋼產(chǎn)量鋼產(chǎn)量”的定義式。的定義式。 在對(duì)鋼鐵行業(yè)進(jìn)行宏觀調(diào)控的工作中，在對(duì)鋼鐵行業(yè)進(jìn)行宏觀調(diào)控的工作中，t值是一個(gè)最值是一個(gè)最重要的指標(biāo)，要盯住不放！重要的指標(biāo)，要盯住不放！2.3 在役鋼量在役鋼量 為了對(duì)為了對(duì)t值作進(jìn)一步的分析，必須引入值作進(jìn)一步的分析，必須引入“在役鋼量在役鋼量”的概的概念。念。 在役鋼量，是指某年某國(guó)處于使用過程中的全部鋼制品在役鋼量，是指某年某國(guó)處于使用過程中的全部鋼制品中所含的鋼量。中所含的鋼量。 所謂鋼制品，是指各種人造的含鋼制品，包括房屋建筑、所謂鋼制品，是指各種人造的含鋼制品，包括房屋建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)器設(shè)備、交通工具、各類容器、生活用

7、品等等?；A(chǔ)設(shè)施、機(jī)器設(shè)備、交通工具、各類容器、生活用品等等。9 由于各種鋼制品的使用壽命都是有限的，因此，凡是由于各種鋼制品的使用壽命都是有限的，因此，凡是已報(bào)廢或不再使用的鋼制品中所含的鋼量，均不再計(jì)入在已報(bào)廢或不再使用的鋼制品中所含的鋼量，均不再計(jì)入在役鋼量之內(nèi)。役鋼量之內(nèi)。10鋼產(chǎn)量鋼產(chǎn)量時(shí)間（年）時(shí)間（年）在役鋼量在役鋼量(s2010)20p1991p201019912010例如，例如，2010年某國(guó)的在役年某國(guó)的在役鋼量如圖所示。圖中，設(shè)鋼量如圖所示。圖中，設(shè)該年鋼制品平均壽命為該年鋼制品平均壽命為20年，故該年該國(guó)的在役鋼年，故該年該國(guó)的在役鋼量等于量等于s2010=p2010+

8、p2009+p1991 在此變換過程中，最重要的一步是將式（在此變換過程中，最重要的一步是將式（3）等號(hào)右）等號(hào)右側(cè)的分子和分母同除以該年該國(guó)的在役鋼量，得下式：側(cè)的分子和分母同除以該年該國(guó)的在役鋼量，得下式：112.4 單位單位gdp鋼產(chǎn)量（鋼產(chǎn)量（t值）定義式的變換值）定義式的變換sgspt/ (4)ht (5)再將式（再將式（4）改寫成下式）改寫成下式式中式中 ，是該年該國(guó)鋼產(chǎn)量與在役鋼量之比，它是影響，是該年該國(guó)鋼產(chǎn)量與在役鋼量之比，它是影響t值的值的“鋼鋼 產(chǎn)量因子產(chǎn)量因子”； ， 是該年該國(guó)是該年該國(guó)gdp與在役鋼量之比，它是影響與在役鋼量之比，它是影響t值的值的“gdp 因子因子

9、”. spsgh 由式（由式（5）可見：在不考慮進(jìn)出口貿(mào)易和庫(kù)存量）可見：在不考慮進(jìn)出口貿(mào)易和庫(kù)存量變化的條件下，影響變化的條件下，影響t值的因素只有兩個(gè)，一值的因素只有兩個(gè)，一是是值，二是值，二是h值。值。必須指出，必須指出，h是宏觀經(jīng)濟(jì)方面的一個(gè)指標(biāo)。是宏觀經(jīng)濟(jì)方面的一個(gè)指標(biāo)。h值值的大小，取決于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)水的大小，取決于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、管理水平等。提高平、管理水平等。提高h(yuǎn)值的途徑是調(diào)整產(chǎn)業(yè)、值的途徑是調(diào)整產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高技術(shù)和管理水平。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高技術(shù)和管理水平。關(guān)于關(guān)于的分析，見本文以下兩小節(jié)。的分析，見本文以下兩小節(jié)。122.5 鋼產(chǎn)量升降對(duì)鋼產(chǎn)量

10、升降對(duì)值的影響值的影響 為簡(jiǎn)明起見，設(shè)為簡(jiǎn)明起見，設(shè)2010年年某國(guó)鋼產(chǎn)量為某國(guó)鋼產(chǎn)量為p2010=1.0108噸噸/年，鋼年，鋼制品平均壽命制品平均壽命=20年。年。在不考慮進(jìn)出口貿(mào)易和在不考慮進(jìn)出口貿(mào)易和庫(kù)存量變化的情況下，庫(kù)存量變化的情況下，討論以下三種情況下的討論以下三種情況下的值。值。13鋼產(chǎn)量（億噸鋼產(chǎn)量（億噸/年）年）時(shí)間（年）時(shí)間（年）201108199120100.51.01.50.01996201015第一種情況第一種情況若在若在1991-2010年的年的20年內(nèi)，該國(guó)鋼產(chǎn)量保持年內(nèi)，該國(guó)鋼產(chǎn)量保持1.0108噸噸/年不變（見線條年不變（見線條1），則），則2010年該國(guó)年

11、該國(guó)在役鋼量等于在役鋼量等于201.0108=20108噸。噸。因因故故2010年該國(guó)的年該國(guó)的值等于值等于14sp05010201001882010.15第二種情況第二種情況若在若在1991-2010年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量持續(xù)上升（見線條年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量持續(xù)上升（見線條2），則），則2010年該國(guó)在役鋼量必小于年該國(guó)在役鋼量必小于20108噸。噸。故，故，2010年該國(guó)的年該國(guó)的值（值（ ) )必大于第一種必大于第一種情況下的情況下的0.05，即，即且鋼產(chǎn)量上升越快，且鋼產(chǎn)量上升越快， 值越大！值越大！20100502010.201016第三種情況第三種情況若在若在1991-2010年間，該國(guó)鋼產(chǎn)

12、量逐年下降（見線條年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量逐年下降（見線條3），則），則2010年該國(guó)在役鋼量必大于年該國(guó)在役鋼量必大于20108噸。噸。故，故，2010年該國(guó)的年該國(guó)的值（值（ ) )必小于第一種必小于第一種情況下的情況下的0.05，即，即且鋼產(chǎn)量下降越快，且鋼產(chǎn)量下降越快， 值越??！值越?。?0100502010.2010同上節(jié)中的假設(shè)，同上節(jié)中的假設(shè)，但鋼制品平均壽命為但鋼制品平均壽命為15年年，討論以下，討論以下三種情況三種情況.172.6 鋼制品平均壽命對(duì)鋼制品平均壽命對(duì)值的影響值的影響第一種情況第一種情況 若在若在1996-2010年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量保持年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量保持1.0108噸噸/

13、年不變，則年不變，則2010年該國(guó)在役鋼量等于年該國(guó)在役鋼量等于15 1.0108=15108噸。噸。故故2010年該國(guó)的年該國(guó)的值等于值等于請(qǐng)注意，請(qǐng)注意，0.0667大于上節(jié)中的大于上節(jié)中的0.05.0667010151001882010.18第二種情況第二種情況 若在若在1996-2010年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量持續(xù)年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量持續(xù)上升，則上升，則2010年該國(guó)在役鋼量必小于年該國(guó)在役鋼量必小于15108噸噸/年。年。故知故知066702010.第三種情況第三種情況 若在若在1996-2010年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量逐年年間，該國(guó)鋼產(chǎn)量逐年下降，則下降，則2010年該國(guó)在役鋼量必大于年該國(guó)在役鋼量必

14、大于15108噸噸/年。年。故知故知066702010. 在不考慮進(jìn)出口貿(mào)易和庫(kù)存量變化的條件下，在不考慮進(jìn)出口貿(mào)易和庫(kù)存量變化的條件下，影響單位影響單位gdp鋼產(chǎn)量（鋼產(chǎn)量（t值）的變量有三：值）的變量有三：即即h、和和p。因此，監(jiān)測(cè)和調(diào)控這三個(gè)變。因此，監(jiān)測(cè)和調(diào)控這三個(gè)變量，就等于監(jiān)控了量，就等于監(jiān)控了t值。值。19iii.例題例題例題例題1. 若已知某年若已知某年a, b兩國(guó)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：兩國(guó)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：設(shè)該年設(shè)該年a, b兩國(guó)的兩國(guó)的gdp值相等，問該年這兩國(guó)鋼產(chǎn)量之比值相等，問該年這兩國(guó)鋼產(chǎn)量之比等于幾？等于幾？20國(guó)別國(guó)別鋼制品平均壽命（鋼制品平均壽命（）在在年內(nèi)鋼產(chǎn)量年增長(zhǎng)

15、率（年內(nèi)鋼產(chǎn)量年增長(zhǎng)率（p）單位在役鋼單位在役鋼gdp（h）年年元元/噸噸a國(guó)國(guó)a=25保持不變保持不變ha=hb國(guó)國(guó)b=15p=0.10hb=0.6h21解解： 計(jì)算該年計(jì)算該年a, b兩國(guó)的兩國(guó)的、t及及p值值.a國(guó)國(guó)： 按式（按式（5）及已知數(shù)據(jù)，）及已知數(shù)據(jù)，求得求得及及 按式（按式（2），），求得求得 040p25paaa.h1040ta .h1040gtgpaa.22b國(guó)國(guó)： 已知已知 =15，p=0.10，按本文附錄中的公式計(jì)算，或由曲線圖查得，按本文附錄中的公式計(jì)算，或由曲線圖查得 及及 按式（按式（2），），求得求得 計(jì)算該年計(jì)算該年b, a兩國(guó)鋼產(chǎn)量之比兩國(guó)鋼產(chǎn)量之比. 該

16、年該年b國(guó)的鋼產(chǎn)量是國(guó)的鋼產(chǎn)量是a國(guó)的國(guó)的5倍。即，如果該年倍。即，如果該年a國(guó)的鋼產(chǎn)量國(guó)的鋼產(chǎn)量是是1億噸，那么億噸，那么b國(guó)是國(guó)是5億噸億噸. 120b.h601120tb.h120gtgpbb.05h1040gh1200gppab.23例題例題2. 同例題同例題1，但設(shè)該年，但設(shè)該年b國(guó)鋼鐵行業(yè)的噸鋼平均能國(guó)鋼鐵行業(yè)的噸鋼平均能耗、物耗、排放比耗、物耗、排放比a國(guó)高出國(guó)高出30%*，問該年這兩個(gè)國(guó)，問該年這兩個(gè)國(guó)家鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗、排放之比等于幾？家鋼鐵行業(yè)的能耗、物耗、排放之比等于幾？* 注：在注：在年間，由于年間，由于a國(guó)鋼產(chǎn)量保持不變，廢鋼資源必較充足；而國(guó)鋼產(chǎn)量保持不變，廢鋼

17、資源必較充足；而b國(guó)則鋼產(chǎn)國(guó)則鋼產(chǎn)量高速增長(zhǎng)，廢鋼資源必較短缺，故設(shè)量高速增長(zhǎng)，廢鋼資源必較短缺，故設(shè)b國(guó)鋼鐵行業(yè)的噸鋼平均能耗比國(guó)鋼鐵行業(yè)的噸鋼平均能耗比a國(guó)高國(guó)高30%。詳見陸鐘武著，。詳見陸鐘武著，工業(yè)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)第第14章，章，2009.24解解：按已知數(shù)據(jù)，以能耗為例，分別計(jì)算該年這兩個(gè)國(guó)家鋼：按已知數(shù)據(jù)，以能耗為例，分別計(jì)算該年這兩個(gè)國(guó)家鋼鐵行業(yè)能耗：鐵行業(yè)能耗： 因因 故故 已知已知 及及 故得故得 即：該年即：該年b國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗是國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗是a國(guó)的國(guó)的6.5倍。倍。 同理，該年同理，該年b國(guó)鋼鐵行業(yè)的物耗、排放也是國(guó)鋼鐵行業(yè)的物耗、排放也是a國(guó)的國(guó)的6.5

18、倍。倍。 aaaepebbbepeabababeeppee5ppab31eeab.56315eeab. 25 本節(jié)所舉二例，從總體上說明了我國(guó)近些年本節(jié)所舉二例，從總體上說明了我國(guó)近些年來鋼產(chǎn)量過高，鋼鐵行業(yè)能耗、物耗、排來鋼產(chǎn)量過高，鋼鐵行業(yè)能耗、物耗、排放過高的內(nèi)在基本原因。放過高的內(nèi)在基本原因。26iv.啟示啟示 我國(guó)鋼鐵行業(yè)的高產(chǎn)量、高能耗、高物耗、高排我國(guó)鋼鐵行業(yè)的高產(chǎn)量、高能耗、高物耗、高排放問題，是行業(yè)內(nèi)部和外部?jī)煞矫娴脑蛟斐傻摹７艈栴}，是行業(yè)內(nèi)部和外部?jī)煞矫娴脑蛟斐傻摹?為了解決這個(gè)問題，必須從內(nèi)、外兩方面著手，為了解決這個(gè)問題，必須從內(nèi)、外兩方面著手，而且，相比之下，從外

19、部著手更為重要！而且，相比之下，從外部著手更為重要！27 要兩手一起抓，一手由鋼鐵行業(yè)，在現(xiàn)有流程結(jié)要兩手一起抓，一手由鋼鐵行業(yè)，在現(xiàn)有流程結(jié)構(gòu)條件下，抓它自己內(nèi)部的有關(guān)參數(shù)，如構(gòu)條件下，抓它自己內(nèi)部的有關(guān)參數(shù)，如e，m，w和鋼質(zhì)量等，一手由各級(jí)政府，抓鋼鐵行業(yè)外部的和鋼質(zhì)量等，一手由各級(jí)政府，抓鋼鐵行業(yè)外部的有關(guān)參數(shù)，如有關(guān)參數(shù)，如p，h，g等。等。 現(xiàn)在容易產(chǎn)生的片面性，是重內(nèi)輕外，甚至置外現(xiàn)在容易產(chǎn)生的片面性，是重內(nèi)輕外，甚至置外部的各項(xiàng)參數(shù)于不顧。這種抓法，充其量只能說抓部的各項(xiàng)參數(shù)于不顧。這種抓法，充其量只能說抓了一半，丟了一半，而且丟掉的是一大半，效果不了一半，丟了一半，而且丟掉的

20、是一大半，效果不可能很好！我們希望這種狀況能亟早得到扭轉(zhuǎn)！可能很好！我們希望這種狀況能亟早得到扭轉(zhuǎn)！ 近些年來，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過程中，有些不正近些年來，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過程中，有些不正?，F(xiàn)象，規(guī)模都較大，對(duì)鋼產(chǎn)量過快增長(zhǎng)有重大影響，?，F(xiàn)象，規(guī)模都較大，對(duì)鋼產(chǎn)量過快增長(zhǎng)有重大影響，必須大力扭轉(zhuǎn)。它們是：必須大力扭轉(zhuǎn)。它們是： 1.拆遷房屋；拆遷房屋；2.豆腐渣工程；豆腐渣工程；3.爛尾工程；爛尾工程；4.廢置的廢置的違規(guī)建設(shè)項(xiàng)目；違規(guī)建設(shè)項(xiàng)目；5.事故損毀的固定資產(chǎn)；事故損毀的固定資產(chǎn)；6.天災(zāi)損毀的天災(zāi)損毀的固定資產(chǎn)；固定資產(chǎn)；7.淘汰落后產(chǎn)能；淘汰落后產(chǎn)能；8.有的鋼制品正常使用壽有的鋼制品正常使用壽命極低；命極低；9.形象工程；形象工程；10.政績(jī)工程；政績(jī)工程；11.過剩產(chǎn)能；過剩產(chǎn)能；12.空置房；空置房；13.超標(biāo)建筑，等。超標(biāo)建筑，等。v.實(shí)際情況實(shí)際情況 以上，第以上，第18項(xiàng)與鋼制品平均壽命（項(xiàng)與鋼制品平均壽命（）有關(guān)，）有關(guān)，第第913項(xiàng)與單位在役鋼項(xiàng)與單位在役鋼gdp（h）有關(guān)。）有關(guān)。 必須說明，在每年度的必須說明，在每年度的gdp計(jì)劃值（計(jì)劃值（g）已經(jīng)）已經(jīng)確定的情況下，以上各種現(xiàn)象，都是促使鋼產(chǎn)量確定的情況下，以上各種現(xiàn)象，都是促使鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)