超硬材料行業綠色低碳發展調研報告

李利娟　張貝貝　孫兆達

關鍵詞 碳達峰碳中和；超硬材料；能耗；綠色低碳；噸標準煤當量

中圖分類號 TQ164; TG158 文獻標志碼 A

文章編號 1006-852X（2023）01-0010-04

DOI 碼 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.1001

收稿日期 2022-10-25 修回日期 2022-11-20

習近平總書記2020 年9 月在第七十五屆聯合國大會上向國際社會做出莊嚴承諾，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，使二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取在2060 年前實現碳中和。國家《“十四五”節能減排綜合工作方案》提出，到2025 年全國單位國內生產總值能源消耗比2020 年下降13.5%[1]。自提出國家“碳達峰碳中和”目標以來，中國綠色低碳經濟發展日趨加速，全國各行業都在為實現節能減排目標而努力。但我國碳排放總量大，到2030 年實現“碳達峰到碳中和”僅有30 年時間，而國家工業化、城鎮化進程仍在進行中，且我國第二產業占比高，碳排放強度大，產業轉型難，煤炭在能源消費中占比高。為加速產業轉型及升級，實施工業領域碳達峰目標，必須對主要的高污染、高耗能企業進行產能控制及環保升級。

根據《國民經濟行業分類》GB/T 4754?2017 規定，超硬材料及制品行業被統計部門歸為非金屬礦物制品業。根據國家相關部委發布的《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄（2016）》《戰略性新興產業分類（2018）》《產業結構調整目錄（2019）》等相關政策文件，人造金剛石等超硬材料及制品被歸為戰略性新興產業，特別是針對“信息、新能源、國防、航天航空等領域用高品質人工晶體材料、制品和器件，功能性人造金剛石材料生產裝備技術開發”等領域屬于鼓勵發展的產業，但經超硬分會調研發現，自2020 年起，超硬材料及制品企業因歸類問題不但未享受到國家電價的優惠政策，且部分地方的企業被歸為“雙高” ，企業和行業發展受到較大困擾。

超硬材料行業能耗情況是行業同仁及政府十分關心的問題，因此超硬分會開展了本行業能耗的調研工作。通過匯總分析2019～2021 年超硬行業能耗數據指標，對比無機非金屬領域典型產品能耗情況，揭示超硬行業能耗情況，推動超硬行業綠色低碳高質量發展。

1 超硬材料行業能耗情況

1.1 超硬材料能耗情況

表1 為統計的8 家具有代表性的超硬材料企業的能耗情況。調研企業的主要產品為金剛石單晶、寶石級金剛石單晶、金剛石微粉、CBN 單晶、金剛石復合片等。由表1 可知： 2021 年單位工業總產值能耗為0.08 tce/萬元、單位工業增加值能耗為0.20 tce/萬元。2019～2021 年的能耗總量、耗電總量、工業總產值均呈現先減小后增大的趨勢，單位工業總產值能耗和單位工業增加值能耗均呈現逐年下降的趨勢。其中，2021 年比2020 年的單位工業總產值能耗下降20.0%，單位工業增加值能耗下降16.7%； 2020 年比2019 年的單位工業總產值能耗下降9.1%，單位工業增加值能耗下降4.0%。因此，從單位工業總產值能耗和單位工業增加值能耗來看，超硬材料企業近3 年的能耗強度不斷下降。

圖1 為2000～2020 年全國GDP 能耗情況[2-3]。圖1中：2000 年我國單位GDP 能耗約為0.98 tce/萬元，2020年則為0.57 tce/萬元， 20 年間我國能源強度下降了41.8%。由2021 年國民經濟和社會發展統計公報[4] 可知：國內單位GDP 能耗下降2.7％，規模以上工業單位增加值能耗下降5.6%，因而2021 年單位GDP 能耗約為0.56 tce/萬元。由表1 和圖1 可知：超硬材料行業的單位工業總產值能耗遠低于國家GDP 能耗，且近3 年的能耗降低率遠大于國家GDP 的能耗降低率。

1.2 超硬材料制品能耗情況

表2 為統計的9 家具有代表性的超硬材料制品企業的能耗情況。調研企業的主要產品為金剛石鋸片、金剛石或CBN 砂輪、金剛石線鋸、金剛石磨輪、鉆頭。由表2 可知：2021 年單位工業總產值能耗為0.05 tce/萬元，單位工業增加值能耗為0.33 tce/萬元。2019～2021年的能耗總量、耗電總量呈現先減小后增大的趨勢，工業總產值呈現逐年增大的趨勢，單位工業總產值能耗和單位工業增加值能耗均呈現逐年下降的趨勢。其中，2021 年比2020 年的單位工業總產值能耗下降28.6%， 單位工業增加值能耗下降10.8%； 2020 年比2019 年的單位工業總產值能耗下降12.5%，單位工業增加值能耗下降39.3%。由表2 及圖1 可見：在新冠疫情的影響下，超硬材料制品企業的總體經濟仍然呈增長趨勢，近3 年的能耗強度下降明顯，且降幅遠大于國家GDP 能耗指標的降幅。

2 無機非金屬領域典型產品能耗情況對比

2.1 天然鉆石開采能耗對比

超硬材料中的培育鉆石是人造金剛石制造工藝進步的產物，隨著合成技術的不斷突破和培育鉆石市場需求的激增，該行業發展迅速，且其生產過程對環境的影響遠小于天然鉆石開采，因而生產過程更環保。根據華經情報網等相關數據得出表3 的培育鉆石與天然鉆石年能耗情況對比情況，且生產1 ct（1 ct=0.2 g）培育鉆石需處理0.000 6 t 礦物廢料，而生產1 ct 天然鉆石卻需處理2.630 0 t 礦物廢料，是生產培育鉆石的4 383 倍[5]。表3 中：生產1 ct 天然鉆石消耗的標準煤是生產1 ct 培育鉆石的2.1 倍，耗水量是其6.9 倍。另外，培育鉆石有較低的碳排放等，對環境污染更小。

2.2 水泥、建筑陶瓷和普通磨料能耗對比

根據劉淑娟等[6] 的研究，結合水泥和建筑陶瓷經濟運行報告得出水泥、建筑陶瓷2019 年能源消耗基本情況如表4 所示。由表4 可知：水泥的單位工業總產值能耗為1.82 tce/萬元，是超硬材料的23 倍、超硬材料制品的36 倍； 建筑陶瓷的單位工業總產值能耗為1.11 tce/萬元， 是超硬材料的14 倍、超硬材料制品的22 倍。

同時，在傳統磨料磨具行業中，2021 年普通磨料的單位工業總產值能耗在0.53～1.09 tce/萬元，其是當年超硬材料能耗的7～14 倍。因此，超硬材料及制品行業能耗強度低于普通磨料磨具行業的，也遠低于無機非金屬礦物制品類產品的。

3 結語與建議

超硬材料行業近3 年來的萬元產值能耗和萬元工業增加值能耗不斷下降， 其是節能環保型產業。在2019～2021 年，超硬材料單位工業總產值能耗分別為0.11，0.10，0.08 tce/萬元，超硬制品單位工業總產值能耗分別為0.08， 0.07， 0.05 tce/萬元，且其能耗降低率遠大于國家GDP 能耗降低率。

無機非金屬礦物制品業中的水泥能耗是超硬材料的23 倍、超硬材料制品的36 倍；建筑陶瓷能耗是超硬材料的14 倍、超硬材料制品的22 倍；普通磨料能耗與水泥、建筑陶瓷的能耗基本相當，也屬于高耗能行業，但其是超硬材料能耗的7～14 倍。因此，超硬材料及制品行業能耗強度遠低于無機非金屬礦物制品類產品的能耗強度。

由于超硬材料行業企業之間生產條件、工藝設備及生產環境等不盡相同，很多企業在節能減排上仍有較大提升空間，仍需努力。提出以下幾方面建議：

（1）超硬材料及制品制造企業的萬元工業總產值標準煤消耗在0.05～0.11 t，遠低于其他非金屬礦物制品業的消耗值，不應在高耗能行業之列，應在高耗能相關政策中注明超硬材料產業除外或在執行過程中嚴加區分。

（2）技術創新，產業升級。企業需不斷革新技術，改進生產工藝，淘汰落后工藝、設備及產能，加快產業升級；同時創新節能改造技術，加大節能改造力度，有條件地推進工廠屋頂光伏應用。

（3）完善節能制度。企業應完善節能評價體系，加大節能培訓力度，提升節能管理能力，在節能減排上實施精細管理。

（4）嚴格落實節能環保政策。企業需嚴格落實“碳達峰碳中和”政策，在節能減排上下足功夫，深挖節能潛力，對標行業單位工業總產值能耗和單位工業增加值能耗指標，嚴格落實節能增效的目標清單。

（5）加大超硬材料及制品在下游應用領域的推廣和應用，在國防軍工、航空航天、半導體、汽車、新能源等領域充分發揮超硬材料“高速、高效、高精”的特點，從而影響下游產業的綠色制造技術，更好地為智能、高效、綠色制造的高質量發展做出貢獻。