Зміст журналів



Прогнозна оцінка повної технологічної енергоємності продукції чорної металургії України за виробничими схемами до 2040 року

Куц Г.О., канд. техн. наук, ст. наук. співр., Тесленко О.І., канд. техн. наук
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172. м. Київ, 03150, Україна
Мова: українська
Джерело: Проблеми загальної енергетики, 2021, 2(65):44―52
https://doi.org/10.15407/pge2021.02.044
Рубрика: Наукові основи формування та оптимізація паливно-енергетичних балансів
УДК: 620.9.003:621.31
Надійшла: 15.04.2021
Опубліковано: 29.06.2021

Анотація:

Розглянуто перспективний розвиток чорної металургії України на період до 2040 р. Цей розвиток буде відбуватись за рахунок структурних змін виробничих схем та технологічних заходів з більш ефективними характеристиками енергоресурсів, енергоносіїв та сировини, які формують енергоємність металургійної продукції. З внесенням доповнень до діючих методик визначення енергоємності виробництва продукції було проведено розрахунки повної технологічної енергоємності продукції чорної металургії, як найбільш енергоємної та багато продуктової галузі економіки країни. Визначення повної технології енергоємності продукції чорної металургії проведено для п’яти технологічних схем виробництва, які широко застосовуються на поточний час, так і з проведенням їх відповідного удосконалення на перспективу до 2040 р. шляхом структурних змін і впровадження енергоефективних технологічних заходів. При визначенні повної технологічної енергоємності металургійної продукції було враховані складові використання вторинних енергоресурсів, витрати енергії на внутрішнє транспортування, функціонування основних виробничих фондів, відновлення виробничої сили та на проведення захисту навколишнього середовища від забруднюючих викидів. Порівняння показників повної технологічної енергоємності кінцевої продукції чорної металургії (прокату) показали, що прокат, вироблений за новітніми енергоефективними технологічними схемами, які за прогнозами будуть впроваджені до 2040 р., буде мати повну технологічну енергоємність до 20% меншу за аналогічний показник прокату за існуючими технологічними схемами, задіяними в базовому 2017 р. Наприклад, повна технологічна енергоємність прокату заготівок із киснево-конверторної сталі зменшиться на 17,2% (за фізичним обсягом в прогнозному 2040 р. – 862,293 кг у.п./т порівняно з базовим 2017 р. – 1042,044 кг у.п./т), сталі скрап-процесу на 8,9% (відповідно 923,999 кг у.п./т і 1014,120 кг у.п./т) і електродугової сталі на 20% (703,292 кг у.п./т і 878,913 кг у.п./т). Для коксохімічного виробництва прогнозується зниження повної технологічної енергоємності коксу на 24,0%: у 2040 р. складе 210,040 кг у.п./т (у базовому 2017 р. дорівнює 244,585 кг у.п./т), а коксового газу на 16,4% (відповідно 33,468 кг у.п./т і 38,972 кг у.п./т). Проведено аналіз визначення ролі складових у формуванні енергоємності продукції, а саме для таких видів продукції, як залізна руда, кокс доменний, коксовий газ і чавун переробний. До основних складових відносяться енергоресурси, частка яких в енергоємності продукції складає від 60 до 90%, а для інших видів продукції це є сировиною, частки якої знаходяться у тих же межах. Основною складовою в структурі формування повної технологічної енергоємності прокату є вихідна енергоємність сировини, значення якої знаходиться в межах 90–92%.

Ключовi слова: технологічна енергоємність, структурні зміни, технологічні заходи, енергоресурси, сировина, чавун, сталь, прокат

Лiтература:

  1. Steel Statistical Yearbook (2010–2019). World Steel Association. URL: https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/steel-statistical-yearbook.html (дата звернення: 06.04.2021).
  2. Амоша А.И., Большаков В.И., Минаев А.А.,. Залознова Ю.С, Збаразская Л.А., Макогон Ю.В. и др. Украинская металлургия: современные вызовы и перспективы развития: моногр. НАН Украины, Ин-т экономики промышленности. Донецк, 2013. 114 с.
  3. Третьяков Ю. І., Субботін А. Г., Полуніна Г. В., Корпан Н. В. та ін. Мінеральні ресурси України та світу. Київ: Державне науково-виробниче підприємство “Геоінформ України”. 2009. 602 с.
  4. Мінеральні ресурси України: щорічник. За ред. Примушко С.І. Київ: Державне науково-виробниче підприємство «Державний інформаційний геологічний фонд України». 2020. 270 с. URL: www.geoinform.kiev.ua (дата звернення: 12.04.2021).
  5. Хижняк О.С. Сучасний стан металургійних підприємств України: проблеми і перспективи розвитку. Молодий вчений. 2017. № 5. С. 762-768. URL:: http://nbuv.gov.ua/UJRN/molv_2017_5_172 (дата звернення: 10.04.2021).
  6. Майорченко В.Н., Романенко А.А., Сиротенко А.Н. и др. Анализ состояния технического переоснащения, модернизации и внедрения новейших технологий энергосбережения на предприятиях ГМК Украины. Горнорудная и металлургическая промышленность. 2010. № 4. С. 131—134.
  7. Логутова Т.Г., Полторацька О.В., Полторацький М.М. Проблеми ресурсозбереження металургійних підприємств: теоретичні та практичні аспекти: Монографія. Маріуполь: ДВНЗ «ПДТУ», 2016. 328 с.
  8. Структура споживання електроенергії по Україні за групами споживачів. Передача і диспетчеризація. Диспетчерська інформація. Електроспоживання. Національна енергетична компанія «УКРЕНЕРГО». URL: https://ua.energy/peredacha-i-dyspetcheryzatsiya/dyspetcherska-informatsiya/elektrospozhyvannya/ (дата звернення: 07.04.2021).
  9. Нікіфорова В. Економічний огляд металургійної галузі України. РЕЙТИНГ. Бізнес в офіційних цифрах. 2019. Вип. 3. URL: https://rating.zone/ekonomichnyj-ohliad-metalurhijnoi-haluzi-ukrainy/ (дата звернення: 07.04.2021).
  10. Steel Statistical Yearbook (2008–2018). World Steel Association. https://www.worldsteel.org (дата звернення: 06.04.2021).
  11. Iron and Steel Technology Roadmap. Towards more sustainable steelmaking. International Energy Agency (IEA).2020. 190 p. www.iea.org (дата звернення 06.04.2021).
  12. Большаков В.И., Тубольцев Л.Г. Состояние и перспективы развития черной металлургии Украины в условиях кризиса. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Дніпропетровськ: ІЧМ НАН України, 2009. Вип. 19. С. 3—12.
  13. World steel association. Global steel industry: outlook, challenges and opportunities. 5th International Steel Industry & Sector Relations Conference. Istanbul. April 20, 2017. URL: https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:d9e6a3df-ff19-47ff-9e8f-f8c136429fc4/International+Steel+Industry+and+Sector+Relations+Conference+Istanbul_170420.pdf (дата звернення: 06.04.2021).
  14. Energy consumption trends in EU. URL: https://www.odyssee-mure.eu/publications/efficiency-by-sector/industry/industry-eu.pdf (дата звернення: 06.04.2021).
  15. Scrap-based production and gas-based direct reduced iron production need to increase by 2030 to get on track with the SDS. Iron and steel. Tracking report. IEA. 2020. URL: https://www.iea.org/reports/iron-and-steel (дата звернення: 07.04.2021).
  16. Kun He, Li Wang, Xiaoyan Li. Review of the Energy Consumption and Production Structure of China’s Steel Industry: Current Situation and Future Development. Metals. 2020, 10(3), 302. https://doi.org/10.3390/met10030302 (дата звернення: 07.04.2021).
  17. Takahiro Oki, Hugo Salamanca. Driving energy efficiency in heavy industries. Global energy efficiency benchmarking in cement, iron & steel. ІЕА. March 2021. URL: https://www.iea.org/articles/driving-energy-efficiency-in-heavy-industries (дата звернення: 07.04.2021).
  18. Horvath L. Energy use in the steel industry. World Steel Association. IEAGHG/IETS Iron & Steel Industry CCUS and Process Integration Workshop 5th–7th November 2013, Tokyo, Japan. URL: https://ieaghg.org/docs/General_Docs/Iron%20and%20Steel%202%20Secured%20presentations/1620%20Ladislav%20Horvath.pdf (дата звернення: 06.04.2021).
  19. Otto A., Robinius M., Grube T. Power-to-Steel: Reducing CO2 through the Integration of Renewable Energy and Hydrogen into the German Steel Industry. Energies. 2017, 10(4), 451. https://doi.org/10.3390/en10040451 (дата звернення: 07.04.2021).
  20. Станиціна В.В. Енергоємність заходів з охорони навколишнього середовища як складова повної енергоємності продукції. Проблеми загальної енергетики. 2011. Вип. 4(27). С. 47—52.
  21. Лисиенко В.Г. Чесноков Ю.Н., Лаптева А.В. Энергоемкость и эмиссия CO2 различных сочетаний переделов при производстве стали. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2014. № 6. С. 105—111.
  22. Грищенко С.Г., Сталинский Д.В., Литвиненко В.Г. Применение метода сквозной энергоемкости для анализа затрат энергоресурсов ГМК. Горнорудная и металлургическая промышленность. 2009. № 1. С. 110—114.
  23. Stubbles John. Energy use in the U.S. steel industry: an historical perspective and future opportunities. U.S. Department of Energy Office of Industrial Technologies Washington, DC. September 2000. URL: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2013/11/f4/steel_energy_use.pdf (дата звернення: 08.04.2021).
  24. Катаев А.А. Опыт и перспективы энергосбережения ресурсоемких предприятий горно-металлургического комплекса Украины. Экономика Украины. 2013. № 9(614). С. 18—29.
  25. Energy Trends in Selected Manufacturing Sectors: Opportunities and Challenges for Environmentally Preferable Energy Outcomes. U.S. Environmental Protection Agency. March 2007. URL: https://archive.epa.gov/sectors/web/pdf/ch3-6.pdf (дата звернення: 08.04.2021).
  26. ДСТУ 4370:2011 Енергозбереження. Коксохімічне виробництво. Ресурси енергетичні вторинні. Методика визначення показників виходу та використання. [На заміну ДСТУ 4370:2005, чинний від 2011-07-01]. К.: Держспоживстандарт України, 2012. 93 с. (Національний стандарт України).
  27. ДСТУ 4369:2005 Енергозбереження. Чорна металургія. Ресурси енергетичні вторинні. Методика визначення показників виходу та використання. [Чинний від 2006-01-01]. К.: Держспоживстандарт України, 2006. 24 с. (Національний стандарт України).
  28. Гнідой М.В., Куц Г.О., Терещук Д.А. Метод розрахунку повних енергетичних витрат на виробництво продукції. Экотехнологии и ресурсосбережение. 1997. № 5. С. 67—72.
  29. ДСТУ 3682-98 (ГОСТ 30583-98) Енергозбереження Методика визначення повної енергоємності продукції робіт, послуг. Держстандарт України. 1998. 11 с.
  30. Лисиенко Н.Г., Щелоков Я.Л., Розин С.Е., Дружинина О.Г, Пареньков А.Е. Энергетический анализ, методика и базовое информационное обеспечение. Екатеринбург: Изд.УГТИ–УПИ, 2008. 97 с.
  31. Маляренко О.Є., Станиціна В.В., Куц Г.О. Прогнозування попиту на паливо-енергетичні ресурси для енергоємних видів продукції з урахуванням потенціалу енергозбереження до 2040 р. Проблеми загальної енергетики. 2019. № 2 (57). С. 13–20. https://doi.org/10.15407/pge2019.02.013
  32. Статистична форма № 4 – МТП (річна). Звіт про використання та запаси палива. Держкомстат України за 2015-2018 роки.
  33. Статистична форма № 11 – МТП (річна). Звіт про постачання та витрати енергії. Держкомстат України за 2016-2018 роки.
  34. Паливо-енергетичні ресурси: статистичний збірник. К.: Держкомстат України, 2016. 158 с.
  35. Станиціна В.В. Розвиток методу повної енергоємності для визначення показників енергетичної ефективності та потенціалів енергозбереження. Автореф. дис. на здобуття ступеня канд. техн. наук: спец. 05.14.01 «Енергетичні системи та комплекси». К.: Інститут загальної енергетики НАН України, 2016. 20 с.

Скачування:

Повний текст (PDF)