本期《節能環保》版刊發《如何算好能耗指標這筆賬》一文，在分析計算各項能源指標所需要注意事項的同時，指出現有標準對工序單位產品能耗計算的規定還有待進一步完善，以更好地滿足實際需要，并適應技術的進步。
杜濱
鋼鐵行業作為能源消耗大戶，是國家節能減排工作的重點關注對象。同時，在我國當前市場競爭激烈的大形勢下，鋼鐵企業面臨著巨大的成本壓力，而能源成本約占鋼鐵企業總成本的20%~35%，如何有效地降低能源消耗，提高余熱余能的回收率，成為微利甚至虧損經營狀態下的鋼鐵企業的一個重要利潤增長點。因此，無論是對社會還是對鋼鐵企業自身來說，節能工作意義重大。
分析鋼鐵企業能源消耗水平，尋找其節能潛力點的一個重要方法是從企業的能源平衡著手，計算相關工序單位產品能耗和噸鋼綜合能耗等常用的能耗指標，對其進行對標分析和趨勢分析。但是，目前我國鋼鐵企業的能源管理水平參差不齊，部分企業存在著能源計量體系不完善、能源平衡表內容不完整、能耗指標計算不準確等問題，這就需要企業能源管理人員要充分理解相關標準內容，掌握能耗指標的計算方法，并不斷推動能源計量系統的完善，確保能源計量數據的全面和準確。
其中，能源平衡、能源計量是計算鋼鐵企業能耗指標的基礎和起點，其面向的對象應盡可能細化到具體工序甚至主要用能設備，能源平衡表應盡量包含所涉及的全部能源和耗能工質，能源的折標準煤系數應盡可能立足于實測值。
工序單位產品能耗只有在具有相同系統邊界時才具有可比性，現有標準對工序單位產品能耗計算的規定還可進一步完善，以更好地滿足實際需要，并適應技術的進步。而噸鋼綜合能耗只能反映企業自身能耗水平的變化，在企業間缺乏可比性，片面強調該指標不利于企業和社會優化能源的利用。在計算噸鋼綜合能耗時，應注意計算方法的科學性、合理性，使其變化能夠正確反映本企業節能降耗成果。
能源和耗能工質
在鋼鐵企業能耗指標計算中，納入統計的能源種類除了通常意義上的一次能源和二次能源以外，還包括耗能工質，即在生產過程中所消耗的不作為原料使用、也不進入產品，而是在生產或制取時需要直接消耗能源的工作物質。常見的耗能工質有氧氣、氮氣、氬氣、新水、軟水、鼓風、壓縮空氣等。有的耗能工質同時也是二次能源，如乙炔取當量值時被視作二次能源，而在取等價值時被視作耗能工質。
在實際的管理過程中，有的鋼鐵企業是將電動鼓風、壓縮空氣等直接攤入各工序電耗。這樣做雖然使統計工作得到簡化，但卻不便于從中分析用能的合理程度。
能源折標準煤系數
在計算能耗之前，各種能源和耗能工質的量都需要乘以各自的折標準煤系數折算成標準煤量。每千克標準煤的低位熱值為29307千焦；一次能源的折標準煤系數為其低位熱值與標準煤低位熱值之比；二次能源的折標準煤系數分為當量值折標準煤系數和等價值折標準煤系數，其中等價熱值折標煤系數考慮了由一次能源轉換為二次能源的能量損耗。
在目前實踐中，二次能源都采用當量值折標準煤系數，其中蒸汽是按其焓值折算。雖然有相關研究建議燃料能源的低位熱值取統計報告期內的實測值，但是在實際的管理過程中，直接采用相關標準給出的參考值的現象比較普遍，并且對于不同壓力、溫度的蒸汽，通常都采用同一折標準煤系數，而忽略了其焓值的差異，這都會使計算出的能耗指標偏離實際值。
工序單位產品能耗計算
鋼鐵企業涉及的工序通常有焦化、燒結、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼、石灰等，還有空分、動力、熱電等輔助工序。其中，煉鋼工序又可細分為轉爐工序、電爐工序、精煉工序、連鑄工序，而軋鋼工序又可根據產品類型和規格進一步細分，如高線、棒材、中厚板、冷軋等。對于不同的鋼鐵企業，由于生產流程的差異而涵蓋的工序有所不同。
確定了工序的能源消耗統計范圍也就是確定了該工序作為一個能源系統的系統邊界，通過該邊界流入系統的能源即為能源輸入，通過該邊界流出系統的能源即為能源輸出。對于有能源回收的工序，能源輸出量等于能源回收量扣除回收的能源被工序自身消耗的部分，能源輸入量等于能源消耗量扣除本工序回收的能源被工序自身消耗的部分。
鋼鐵企業中各工序回收的能源主要有蒸汽（或熱力）、焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣、電力等。除此以外，焦化工序回收的能源還有焦炭、焦油、粗苯。
工序單位產品能耗一般可按下列公式計算：
工序單位產品能耗=（能源輸入量-能源輸出量）/統計報告內工序產品產量
工序單位產品能耗=[（能源消耗量-回收能源自用量）-（能源回收量-回收能源自用量）]/統計報告內工序產品產量
工序單位產品能耗=（能源消耗量-能源回收量）/統計報告內工序產品產量
采用能源輸入量和能源輸出量計算工序單位產品能耗可以使計算得到簡化，避免重復計算或漏記，但其不能進一步反映工序內部能源加工、轉換和回收利用的情況，不利于分析工序能耗狀況。而采用能源消耗量和回收量計算工序單位產品能耗則可以更為細致地反映工序能源消耗的狀況，但其對能源計量體系的完善程度要求更高。
除了軋鋼工序外，煉焦、燒結、球團、煉鐵、轉爐、電爐、精煉、連鑄、石灰、空分等工序單位產品能耗在明確統計范圍后是可比的，可以在工藝和產品類似的企業之間進行對標分析。為便于對標，《粗鋼生產主要工序單位產品能源消耗限額（GB21256-2013）》《焦炭單位產品能源消耗限額（GB21342-2013）》對燒結、球團、煉鐵、轉爐、焦化等工序的系統范圍都做了明確的界定。
在《粗鋼生產主要工序單位產品能源消耗限額（GB21256-2007）》中，曾規定燒結工序的能源回收量既可以按回收蒸汽量計算，又可以按余熱發電量計算。事實上，這二者之間存在著熱電轉化效率的差異。企業在計算燒結工序能耗時，一般選擇蒸汽作為回收的能源，也有企業選擇電力作為回收能源，但是在計算電力消耗時采用了當量值，而在計算電力回收時采用了等價值。在工程實踐中，燒結余熱發電系統的情況也往往比較復雜，有的是在發電的同時還向其他工序輸出蒸汽，有的從外部調入蒸汽作為汽輪機的補汽，還有的采用了具有補燃功能的余熱鍋爐。如按回收電力計算能源回收量，在量和質上都難以準確反映余熱回收的實際效果，導致計算出的工序能耗缺乏可比性。因此，在《粗鋼生產主要工序單位產品能源消耗限額（GB21256-2013）》中，已經明確燒結工序的能源回收量按回收的蒸汽量計算。但是，當遇到余熱鍋爐具有補燃功能時或采用燃料燃燒過熱蒸汽時，是將此項燃料消耗計入工序能源消耗，還是相應扣除蒸汽量，還有待進一步商榷。同樣，干熄焦也常常兼具供熱和發電的雙重功能，在《焦炭單位產品能源消耗限額（GB21342-2013）》中有關干熄焦產出明確為蒸汽。
在高爐工序中，有的采用蒸汽拖動鼓風，也有的采用電動鼓風。由于蒸汽熱能轉化為機械能的效率要低于電能轉化為機械能的效率，因此，如將鼓風用蒸汽或電計入工序能源消耗，也會使計算出的工序能耗缺乏可比性。近些年新出現的BPRT技術（煤氣透平與電動機同軸驅動的高爐鼓風機技術），其作用直接體現在降低高爐工序用電，在計算高爐工序能耗時無需再扣除煤氣透平所輸出的機械能，而《粗鋼生產主要工序單位產品能源消耗限額（GB21256-2013）》中尚未涉及此項技術。
另外，隨著技術的進步，一些新的余熱回收技術也逐漸被采用。如回收高爐沖渣水余熱采暖技術和有機工質朗肯循環發電技術，其余熱回收是否該納入工序能耗計算以及該如何計算，目前還缺乏具體的規定，有待相關標準進一步完善。在未來，對于余熱回收，應考慮將實際回收熱量作為能源回收量。同樣，得到具有可比性的工序單位產品能耗的前提，是對應工序范圍內配備有足夠的能源計量儀表用于采集所需能源消耗數據。
能源平衡與能源計量
鋼鐵企業的能源平衡是以企業內部的各工序或用能部門為研究對象，研究各類能源的收入和支出情況，對于企業的各種能源，無論是購入的還是自產的，都必須做到收支平衡。能源平衡表數據是鋼鐵企業計算工序單位產品能耗和噸鋼綜合能耗的基礎。
鋼鐵企業能源平衡表的編制應盡可能覆蓋所有能源，對于每一種能源，應如實反映能源的輸入、輸出、使用、庫存變動及損耗等情況；對于研究對象，還應盡量細分，不但要將用能單元劃分到工序或分廠級別，還要盡可能劃分到某一工序的具體產線甚至某一用能設備，如煉焦工序的不同焦爐、燒結工序的不同燒結機、煉鐵工序的不同高爐等。如此，才能通過能源平衡表深入分析企業內部耗能情況、查找節能潛力，明確改進方向。
但是，目前一些鋼鐵企業在編制能源平衡表時還存在不少問題。例如，有些鋼鐵企業的煉鐵工序只在能源輸出中體現了高爐煤氣，而在本工序的能源消耗中卻沒有將高爐煤氣納入統計；有些鋼鐵企業的煉鋼工序，轉爐煤氣和汽化冷卻蒸汽除本工序自用外，其余全部放散，但在工序能源平衡中沒有將其納入統計。這樣做，容易掩蓋本工序在能源消耗上的不合理，增加了進一步判斷節能潛力點和估算節能量的難度。還有些鋼鐵企業，其各單元合計的高爐煤氣消耗量比煉鐵工序高爐煤氣輸出量高出許多，用這樣的能源平衡表計算工序單位產品能耗和噸鋼綜合能耗，預測這些指標的變化趨勢將會出現較大的偏差。
能源平衡表的質量，仰仗于能源計量數據的準確度和能源計量體系的完善度，能源計量的基礎作用體現在為能源管理提供充分、全面、準確、可靠的能源數據。目前，有些鋼鐵企業的能源計量管理還處于比較初級的階段，存在著缺少專業的能源計量管理人員、能源計量器具配置不足，已有計量器具沒有按期檢定、校驗、維護，準確度等級不達標等問題，很多能源消耗數據都是估算確定，從而影響了能耗指標的準確度和客觀性。當前，國家明確要求鋼鐵行業必須建立能源管理體系并取得相關認證，《鋼鐵行業能源管理體系實施指南》（GB/T30258-2013）已于2014年7月1日開始實施，鋼鐵企業可以在建立能源管理體系過程中完善能源計量體系、規范能耗指標的管理。
噸鋼綜合能耗計算
鋼鐵企業噸鋼綜合能耗可按下式計算：
噸鋼綜合能耗=企業自耗能源量/統計報告期內企業鋼產量
如無附加規定，鋼噸綜合能耗統計范圍將覆蓋整個企業。由于各企業之間生產流程和工藝的差異，噸鋼綜合能耗在企業間缺乏可比性，其變化只反映本企業能耗水平的進退，但有時噸鋼綜合能耗也作為行業的統一考核指標。
噸鋼綜合能耗反映了本企業自身能耗水平變化，但卻不能反映企業在全社會范圍內的合理用能程度。例如，當企業用自產焦炭代替外購焦炭時，會使企業噸鋼綜合能耗提高，但采用自產焦炭后，焦炭質量穩定，可促進后續煉鐵工序的穩定生產和節能降耗。高熱值的焦爐煤氣和干熄焦所產蒸汽可以用于鋼鐵企業其他工序，而焦爐則可以使用廉價的高爐煤氣。因此，片面強調噸鋼綜合能耗，反而不利于促進能源的高效利用，除非將焦炭的折標準煤系數統一采用等價值折標準煤系數。
與焦炭類似的還有石灰。鋼鐵企業在生產中要消耗大量的石灰，而石灰的生產也要耗費大量能源，但是目前石灰還沒有被視作耗能工質，外購石灰的企業比自產石灰的企業可以達到更低的噸鋼綜合能耗。為此，很多企業在計算噸鋼綜合能耗的時候都扣除了石灰工序的能耗。但事實上，鋼鐵企業自產石灰可以充分利用其豐富的煤氣資源，選用更為節能的氣燒窯型，并綜合利用余熱，其能效明顯優于獨立的石灰生產企業。因此，在未來，可以將石灰視作一種耗能工質，采用等價熱值折標準煤系數。
此外，對噸鋼綜合能耗影響比較特殊的還有熱電工序。熱電工序可以為企業提供蒸汽、電力、鼓風，鋼鐵企業熱電工序的工藝設備類型也比較復雜，有純燃或混燃外購能源（例如煤）的鍋爐，也有純燃煤氣的CCPP機組（燃氣蒸汽聯合循環發電機組）和純燃煤氣鍋爐，有的企業甚至將干熄焦、燒結余熱發電以及飽和蒸汽發電機組也納入熱電工序。燃氣鍋爐作為煤氣的調節用戶，對實現煤氣零放散具有重要作用，而鋼鐵企業燃煤熱電機組一般容量小、參數低、發電煤耗高，且又會增加企業外購能源消耗，因此，有逐漸被淘汰的趨勢。
利用企業的富余煤氣和余熱發電，在降低企業能源消耗的同時，還具有相當高的經濟效益，是企業降本增效的重要手段。但是，由于在計算噸鋼綜合能耗時電力一般取當量熱值，這使噸鋼綜合能耗下降幅度較小。有的企業在計算噸鋼綜合能耗時，將熱電工序排除在外，并從企業總能耗中扣除了熱電工序的能源損失（熱電工序能源輸入量-熱電工序能源輸出量），即將熱電工序的能源輸入作為企業能源輸出的一部分，而將熱電工序輸出的蒸汽和電力作為企業能源輸入的一部分，這樣會導致因熱電工序能效提高而使噸鋼綜合能耗上升，扭曲了熱電工序節能工作的作用。相對合理的做法是，將熱電工序中燃煤氣和余熱回收部分還保留在企業能耗統計范圍之內，而只將燃煤部分排除在外。