1、2023.12电力需求侧灵活性系列：钢铁行业灵活性潜力概述电力需求侧灵活性系列：钢铁行业灵活性潜力概述/电力需求侧灵活性系列：钢铁行业灵活性潜力概述/3落基山研究所：刘雨菁，刘子屹，谢俊中国电力科学研究院有限公司：李德智落基山研究所：陈梓浩，高硕，李婷，张沥月，周勤中国电力科学研究院有限公司：陈宋宋，宫飞翔刘子屹，谢俊，刘雨菁，李德智等.电力需求侧灵活性系列：钢铁行业灵活性潜力概述，落基山研究所，2023,http:/ 东北大学曾永生 上海佰能工程技术有限公司林 科 鞍钢股份有限公司王顺江 国网辽宁省电力有限公司童流川 腾讯SSV碳中和实验室孙 冲 国网河北省电力有限公司营销服务中心孙 钢 国

2、网浙江省电力有限公司营销服务中心张海静 国网山东省电力公司营销服务中心（计量中心）特别感谢Climate Imperative Foundation对本报告的支持。本报告所述内容不代表以上专家和所在机构，以及项目支持方的观点。电力需求侧灵活性系列：钢铁行业灵活性潜力概述/41.1 低碳政策促进钢铁行业绿色转型升级1.2 钢铁柔性负荷助力新型电力系统灵活性提升2.1 钢铁生产工艺流程2.2 钢铁生产负荷特征 2.2.1 负荷分类特征 2.2.2 负荷曲线特征2.3 钢铁需求侧灵活性来源 2.3.1 可中断负荷调节 2.3.2 可削减负荷调节 2.3.3 可转移负荷调节 2.3.4 自备电厂或副产

3、气发电2.4 钢铁企业各生产环节灵活性来源及潜力3.1 荷兰塔塔长流程钢铁厂需求响应实践3.2 德国短流程钢厂灵活性潜力评估与仿真3.3 浙江万泰特钢公司参与电网供需互动3.4 华东某短流程钢铁企业负荷管理时间4.1 技术层面 4.1.1 生产过程的负荷建模、调节能力预测及协同优化 4.1.2 钢铁生产过程解耦以发挥负荷调节潜力4.2 市场层面一、钢铁行业是工业需求侧灵活性的重要来源1.1 低碳政策促进钢铁行业绿色转型升级电力需求侧灵活性系列：钢铁行业灵活性潜力概述/5 钢铁行业是我国主要碳排放部门之一，其绿色转型升级是实现碳达峰碳中和的重要抓手。作为国民经济的重要基础产业，中国钢铁行业 GD

4、P 占总 GDP 的 5%左右。中国是世界最大的钢铁生产国和消费国，2022 年，中国生产粗钢 10.2亿吨，消费成品钢消费 9.2 亿吨，分别占全球产量的 54.0%和 51.7%。同时作为能源密集型行业，2022 年，钢铁行业的能源消费总量占全国比重在 10%以上，碳排放总量约为 18 亿吨，占全国总排放的约 15%，是碳排放占比最高的制造业类别。因此，钢铁行业的零碳转型于全经济领域实现碳中和目标至关重要，其作为国民经济发展的重要支撑也决定了下游产业是否能够实现全生命周期脱碳。在此背景下，提升钢铁生产能效、实现绿色低碳转型已成为政府和钢铁企业共同关注的焦点。从能效上看，过去十年钢铁行业的能

5、效有明显提升。我国大中型钢铁企业的吨钢综合能耗从 0.669 tce/t 下降到 0.551 tce/t，下降率 16.64%，且各生产工序能耗均有不同程度的下降。钢铁行业能效总体实现了 7.5%的提升，预计未来 30 年能效提升可达 10%15%。然而，为进一步实现行业深度脱碳，钢铁行业将在产品结构、能耗结构和生产工艺等方面出现巨大变化，短流程电炉炼钢将取代长流程炼钢成为中国钢铁产能的主力。相比长流程炼钢，短流程炼钢的能耗更低。长流程炼钢的能耗以煤炭为主，吨钢综合能耗约为550千克标准煤，而短流程炼钢以电力为主要能源来源，吨钢电耗约为500千瓦时，吨钢碳排放约为 0.6 吨二氧化碳，为长流程

6、的 1/3 以下。2020 年，我国长流程粗钢产量占比仍高达约 90%，远高于同期欧盟的 57.6%、美国的 29.4%的水平。相比之下，美国、印度、欧洲的短流程电炉钢占比分别达到了 70%、56%和41%左右。国家陆续颁布一系列政策目标，在产能治理、能源环保和提高废钢使用方面提出了严格的要求（图表 1）。2021 年 12月，工信部、科学技术部和自然资源部共同发布了 “十四五”原材料工业发展规划，明确到 2025 年，钢铁、有色金属、建材等重点行业能源消耗总量、碳排放总量控制取得阶段性成果，钢铁行业吨钢综合能耗降低 2%。2022 年，钢铁行业低碳工作推进委员会发布了 钢铁行业碳中和愿景和低