銅冶煉企業單位產品能耗變化趨勢與標準修訂

林若虛｜文

本文分析了銅冶煉行業能耗變化的趨勢，并闡述了銅冶煉部分能耗修訂的要點及后續執行思路，旨在以標準推動銅產業的綠色低碳發展。

2004 年—2023 年，隨著新裝備、新工藝的不斷應用，我國銅冶煉行業的單位產品能耗整體保持穩步下降的趨勢。“十三五”期間，為使能耗限額標準切實反映現階段企業生產實際情況，對原能耗標準進行修訂。本文分析了銅冶煉行業能耗變化的趨勢，并闡述了銅冶煉部分能耗修訂的要點及后續執行思路，旨在以標準推動銅產業的綠色低碳發展。

銅冶煉單位產品能耗變化趨勢及分析

1.能耗變化趨勢

中國銅冶煉行業的發展自20 世紀80年代以來，一直在穩步推進。隨著經濟的發展，中國銅冶煉行業的市場規模也在不斷擴大，到2023 年銅冶煉產能已經達到1 300多萬噸，預計到2025年將達到1 400萬噸。

在“雙碳”目標的背景下，我國各項環保政策日趨嚴格，促使銅冶煉技術和裝備不斷升級，銅冶煉相關技術水平不斷提升。但是，近年來我國銅資源的持續高強度的需求，不僅加重了國內銅精礦資源的日益短缺問題，另一方面，可供冶煉原料的品質也參差不齊，品位波動較大，而品質的降低將直接導致冶煉能耗的增加。對國內銅冶煉企業入爐原料的調研結果顯示，絕大多數銅冶煉企業所使用的銅精礦平均入爐品位在逐年下降。與此同時，隨著國家對高能耗企業環保措施的重視程度日漸加劇，規模以上企業往往都配備了相對完備的廢物處置處理設備設施，這些環保設施的能耗一般會占到產品總能耗的3%～5%，甚至會出現更高的占比。此外，智能裝備的應用雖然提高了有色行業整體的數字化水平，但也在一定程度上帶來了耗能的問題。

理論上，隨著原料品位的下降及配套設施的增加，單位產品的能耗也隨之增加，數據顯示，2012 年，我國的銅冶煉綜合能耗為424.29千克標煤/噸；2023年，銅冶煉綜合能耗為213.6千克標煤/噸。十年來，銅冶煉綜合能耗總體保持下降趨勢，且在2012年之后，銅冶煉行業的整體能耗呈現較為平穩的波動態勢。

2.原因分析

目前，我國銅冶煉產業無論從規模、技術裝備、節能環保和資源利用等方面，都已位居世界前列，節能降碳技術的廣泛應用抵消了上述導致能耗上升的不利影響，主要有以下幾方面原因：

第一，先進技術的應用和推廣。針對關鍵環節，國內銅冶煉企業開展了高質量陽極技術、電解槽綜合能源優化、數字化智能電解槽、銅冶煉多金屬回收及能源高效利用、熔煉爐渣熱量高效回收等一批共性關鍵技術的研發應用。如重點推動短流程冶煉、旋浮煉銅、銅陽極純氧燃燒等節能低碳技術改造，在電解工藝段采用雙層覆蓋技術保溫，以及圍繞尾礦、大修渣、白煙塵、砷濾餅、酸泥等固體廢物，積極開展無害化處置利用技術開發和推廣等。

第二，裝備設施的改造和淘汰。如通過熔煉、精煉環集煙氣管路進行優化，可減少無組織煙氣外溢量，從而降低環保風機負荷，達到減少用電量的目的。淘汰能耗高的風機、水泵、電機等用能設備，推進通用設備升級換代等。

第三，嚴格政策約束，淘汰落后低效產能。企業嚴格執行節能、環保、質量、安全技術等相關法律法規和《產業結構調整指導目錄》等政策，堅決淘汰落后低效的過剩產能。

除以上幾點外，產品能耗還受企業的生產作業率及管理水平影響，各企業實際生產水平不一，因此對其影響程度也是各不相同。總體而言，在以上措施的影響下，我國銅冶煉行業整體能耗水平在不斷下降，工藝水平在不斷進步。

能耗標準修訂背景

“十三五”期間，為有效推進銅、鉛、鋅等有色重金屬行業，尤其是冶煉行業的供給側結構性改革，促進行業技術進步，推動行業高質量發展，同時，為確保行業節能降碳工作的開展，引導全行業綠色低碳轉型，實現“雙碳”目標，工業和信息化部先后發布了《銅冶煉行業規范條件》（工業和信息化部公告2019年第35號）、《鉛鋅行業規范條件》（工業和信息化部公告2020年第7號）等有色金屬重點領域行業規范，對銅、鉛、鋅冶煉企業的能耗水平進行嚴格管控。與此同時，國家發展改革委也發布了《關于發布<高耗能行業重點領域能效標桿水平和基準水平（2021年版）>的通知》（發改產業〔2021〕1609號）等文件，其中，對銅、鉛、鋅等重金屬冶煉能耗的標桿值和基準值進行了限制和規定。以上文件的發布，均為順利開展工業企業節能監察、加快推動能效“領跑者”企業的遴選工作奠定了基礎，旨在引導企業嚴格控制碳排放強度，減少碳排放量，為提升企業能效水平提供支持。

一直以來，節能降碳都是有色金屬行業的重點工作。此前，在重金屬領域，已陸續發布了GB 21248-2014《銅冶煉企業單位產品能源消耗限額》、GB 21249-2014《鋅冶煉企業單位產品能源消耗限額》等7項強制性國家標準以及YS/T 1412-2020《鈷冶煉企業單位產品能源消耗限額》1項推薦性行業標準，該批標準絕大多數標齡已超過7年。隨著冶煉行業在“十三五”期間的快速發展，新工藝、新裝備得到全面應用，環保等新理念也在迅速普及，因此，企業生產的能源消耗水平也在不斷提升。為了使能耗限額標準切實反映現階段企業生產實際情況，滿足《有色金屬工業“十四五”發展規劃》的要求，為企業未來發展提供思路，并為環保等監管部門提供監督和核查依據，同時，也為推動強制性能耗限額標準精簡整合進程，根據國家標準化管理委員會（以下簡稱“國標委”）整合修訂強制性國家標準的要求，將以上8項重金屬領域單位產品能耗限額標準進行整合修訂，為確保標準的適用性，本次修訂增加了鉍單位產品能耗限額部分。整合后，標準GB 25323-2023《有色重金屬冶煉企業單位產品能源消耗限額》（以下簡稱“2023版標準”）目前已由國標委于2023年5月23日發布，實施日期為2024年6月1日。以下部分主要對該標準中銅冶煉部分的修訂內容進行介紹。

修訂要點

1.能耗限額等級與限額值

2023版標準將單位產品能耗限額等級先進值、準入值及限定值分別更改為1級、2級及3級。在指標的確定過程中，根據國家發展改革委及工業和信息化部對行業整體能耗水平的要求，也開展了廣泛和大量的行業數據調研工作，并基于行業實際生產情況對三個等級的指標進行了調整。

以銅冶煉企業為例，對國內28家企業近三年的產量及能耗數據進行了調研，2021年，該28家銅冶煉企業產量總和約為763.2萬噸，占全國產量的72.8%，且年產量絕大部分超過10萬噸/年，基本可反映出我國銅冶煉行業實際水平。能耗等級的劃分按照累積5%、20%及80%原則進行，在實際指標修訂過程中，根據企業實際生產水平及行業集中度對比例進行調整，使實際指標體現當前銅冶煉發展的真實水平，并且也可達到嚴格控制企業能源消耗水平、鼓勵先進工藝、淘汰落后產能的目的。經過調整，指標均有明顯的降低（見表1和表2）。

表1 銅精礦冶煉工藝銅冶煉單位產品能耗限額等級（kgce/t)

表2 粗、雜銅冶煉工藝銅冶煉單位產品能耗限額等級（kgce/t)

需注意的是，本次修訂在粗雜銅冶煉部分對原料的界定進行了明確，即當入爐原料平均銅含量大于等于97.5%時，屬于粗銅冶煉工藝；當入爐原料平均銅含量小于97.5%時，屬于雜銅冶煉工藝，如此可進一步簡化原料歸類，使標準在實際使用過程中便于操作。

2.考核原則

2023版標準中明確了能耗的考核原則，即：當企業同時具備全部工序時，應按最終產出單位產品綜合能耗指標考核；當企業具備部分工序時，應按所具備的各工序產出單位產品綜合能耗指標單獨進行考核；當企業進行多品種產品生產時，應分別按各產品所對應的單位產品綜合能耗指標單獨進行考核。

增加的部分進一步使考核的目標得到明確，企業生產何種產品，就使用所對應產品的能耗指標進行考核，這樣可有效避免核算漏洞，如部分企業未具備所有工序卻按全流程工序進行計算，會使計算得到的能耗水平明顯下降。同時，該部分也進一步為2014版標準的產品產量的規定條款提供支撐，再次明確了能耗指標的計算原則應以生產得到的產品為準。

3.冷料的處理方式

本次修訂過程中，明確了銅冶煉過程中加入冷料后的處理和計算方式。如吹煉工序能耗，具體過程為從冰銅開始到產出粗銅為止，包括包子吊、轉爐或其他吹煉爐及相關配套系統等消耗的各種能源量。修訂增加了在本工序中投入外購粗、雜銅，統計時需剔除外購粗、雜銅產出粗銅產量和相應的能耗。因此，標準明確了在本工序中投入外購冷料的，統計時需按投入外購冷料與產出產品的比例剔除相對應的能耗和產品的產量。具體的計算方法為：冷銅熔化需要的能耗按熱平衡方式計算，設備運行能耗按冷銅與銅精礦含銅比例分攤，冷銅包括轉爐中加入的雜銅、粗銅、回用的殘極等銅原料。

對冷料處理方式的明確，可以正確評估現有銅冶煉企業在生產過程中的實際能耗水平，可有效避免重復計算的問題，同時，也可進一步區分原生礦冶煉與再生料冶煉，有效引導銅冶煉產業的規范運行。

總結

鑒于能耗指標將作為確定高耗能行業重點領域能效標桿水平和基準水平，以及加快重金屬重點領域階梯電價政策落地實施的重要依據，本次有色重金屬冶煉產品能耗標準的修訂，也可確保有色重金屬冶煉產品能耗限額指標的科學性和客觀性，使標準符合有色重金屬冶煉企業實際生產情況，有效推動行業節能降耗工作的開展。通過該9種重金屬產品能耗標準的發布和實施，將使現有的產業結構與用能結構得到優化，特別是在銅冶煉領域，能源資源利用效率將大幅提升，推動形成一批新的節能、低碳型綠色冶煉工廠。本次修訂也將指導國內重金屬企業產品生產，淘汰落后產能和工藝裝備，推動高效節能技術水平的提高，最終加快行業“雙碳”目標的實現。同時，也需進一步加強標準實施效果的調研和評價，作為強制性國家標準，將直接引導未來幾年國內銅冶煉企業乃至重金屬冶煉企業的可持續發展，因此，需全面和深入了解標準實施后所起到的實際作用，評估標準的實時適用性，做到及時調整和完善，使標準真正落到實處。