作為能源消耗大戶的工業是我國推進綠色發展的關鍵領域。隨著工業化進程的不斷發展，我國工業技術水平已經有了很大提高，單位工業能源強度不斷下降，但工業能耗總量在增加并開始趨于穩定。工業節能離不開先進技術的研發和應用，未來節能技術仍將在保證工業能耗達峰、挖掘節能潛力和實現綠色轉型發展上發揮重要作用。

一、我國工業能耗及節能技術現狀

    工業能耗強度持續快速下降，消費總量峰值預期出現在2020年左右且保持高位。隨著淘汰落后產能的進一步深入、先進節能減排技術的推廣和節能技改項目的實施，工業能效不斷提高，單位工業增加值能耗不斷下降。2016年全國規模以上工業單位增加值能耗為1.34噸標準煤，與2010年相比下降了30.2%。1980年以來我國工業能源消費總量比重高，絕對量大，“十二五”以來工業能耗比重始終在70%左右，直到2014年能耗增幅開始趨緩甚至停滯。多項研究表明，我國工業部門能耗峰值很可能在2020年左右出現，較早地先于建筑、交通等能源消費部門。而這個“拐點”并不會明顯出現在某一年，而是會伴隨著能耗的逐漸穩定而略有反復。
工藝技術裝備大型化趨勢明顯，部分行業技術裝備達到甚至領先國際水平。近年來，我國主要工業產品中約有40%的產品質量接近或達到國際先進水平，行業節能先進技術開發和應用也取得顯著突破，推動產品單位能耗持續下降，已有一大部分大型企業的工藝水平達到國際先進水平。例如，電解鋁綜合交流電耗、大型鋼鐵企業技術水平等處于國際先進水平，水泥企業憑借先進技術廣泛參與國際工程服務領域競爭，占有國際水泥工程總承包建設市場40%以上份額。統計顯示，2016年工業粗銅單位產品綜合能耗下降9.45%，單位燒堿綜合能耗下降2.08%，噸水泥綜合能耗下降1.81%。
    企業為主體的節能技術創新體系尚未形成，對工業綠色發展的科技支撐還不夠顯著。我國重點統計鋼鐵企業科技研發投入只占主營業務收入的1.1%，遠低于發達國家3%的水平。節能技術創新和成果產業化的配套政策不健全，中小型企業數量眾多且節能技術研發和應用能力較弱，已有先進節能技術的市場化應用仍然存在障礙。以上原因使得許多高耗能工業產品的單位能耗平均水平比國際先進水平高出15%左右。例如，2014年每噸新型干法水泥熟料綜合能耗已降至110 kgce，但是企業的能耗水平參差不齊現象突出。以5000t/d水泥生產線為例，部分5000t/d生產線的煤耗測試數據最高值為108.31 kgce/t，最低值達到89.80 kgce/t，兩者相差18.51 kgce/t，部分企業能效指標還達不到新的能耗限額標準（GB16780-2012《水泥單位產品能源消耗限額》）要求。

    二、工業節能技術進展及節能潛力

    隨著工業部門技術水平的提升，電力、鋼鐵、水泥等行業在政策驅動下帶來的節能空間在減小，淘汰落后產能等剛性節能措施的潛力愈發有限。清華大學的研究表明，我國工業部門現有節能減排措施已經比較充分，但必須繼續保持節能政策的延續性和已有力度，以保障2020年工業節能和總量的控制目標。2025-2030年間工業能耗預計開始下降，將為汽車、建筑等消費部門持續增加的能耗提供發展空間。經核算，隨著行業結構調整與技術調整幅度加大，節能技術進一步推廣的邊際節能量在逐漸下降，能耗強度下降速率也會出現逐漸減慢，迫切需要加大先進、顛覆性節能技術創新和規模化的推廣應用。
    電力行業。我國燃煤發電強度居世界較先進水平，1GW超超臨界機組擁有量為世界最多。燃煤發電技術和裝備正不斷向高參數、大容量、高效及低排放方向發展，1000MW級和600MW級600℃超超臨界燃煤機組數量及裝機容量均居世界首位，擁有自主知識產權并已出口國外，機組發電效率可超過45%，已達到國際先進水平；二次再熱發電技術具備自主開發和制造的能力，技術水平與國際先進水平相當。一些發電集團已經開始700℃ 超超臨界機組的研究，預計我國在2020年后將完全掌握先進的700℃ 超超臨界機組應用技術，并成為之后20年內最先進的燃煤機組，該型機組效率將達到42%，煤耗將降低到236 g/kWh。此外，正在發展的特高壓技術和智能電網，也將顯著減少電力輸配的能源損耗。
    鋼鐵行業。我國鋼鐵產業主體技術裝備大型化、自動化、高效化取得顯著進步，但是隨著新增產能增速的減緩，產業整體技術裝備水平的進步將主要依靠淘汰落后和技術改造。2015年我國重點鋼鐵企業的噸鋼綜合能耗0.572 tce/t，與國際平均水平差距在縮小，與歐美、日韓等先進水平相比仍有差距。鋼鐵行業工藝仍然以長流程為主，大部分能源消耗集中在焦化-燒結-煉鐵等鐵前工序，而低能耗的短流程電爐鋼占比僅13%左右，遠低于國際平均水平。其次，雖然我國寶鋼、鞍鋼等大型企業技術水平已達到國際先進水平，但行業集中度低，2016年前十企業產能僅占35.9%，行業內技術發展很不均衡，仍有大量的中小型鋼廠技術落后，單位產品的能耗水平較高。鋼鐵行業以固體燃料為主，二次能源產生量較大，盡管在余能余熱的回收利用上取得很大進步，但占余能余熱總量50%以上的大量低品質余熱和爐渣顯熱回收利用技術亟待解決。
    水泥行業。我國水泥行業單位產品綜合能耗高于國際平均水平，但大型新型干法水泥工藝裝備已達世界先進水平，日產萬噸的水泥成套裝備可以自行設計與制造。我國新型干法水泥熟料產量占水泥熟料總產量的81.38%，日產4000噸及以上新型干法生產線成為主流窯型，其熟料產能占新型干法熟料產能的56.57%。我國新型干法熟料單位煤耗接近國際先進水平，生產工藝結構調整使水泥單位產品能耗持續下降。然而，2030年前水泥單位電耗受限于新型工藝的突破只能稍有改善，在立窯淘汰完成后水泥窯爐的熱效改進空間小。化石替代燃料和生物質燃料使用上，國際上發展迅速但我國僅開始示范，遠低于世界平均的12.5%。
    電解鋁行業。我國電解鋁新建及改造電解鋁項目已全部采用400kA及以上大型預焙槽，主要槽型結構向大型化發展，400kA～500kA槽型的生產線已成為電解鋁行業的主流槽型。全球首條全系列600kA鋁電解槽研制成功，具有很高的自主創新和產業化應用能力。產業集中度不斷提高，2014年產量前10位的鋁業集團及大企業占總產量的63.8%。400kA及以上槽型能力占50%，遠遠高于世界平均水平。當前，我國電解鋁工業整體技術裝備水平已達到國際先進水平，單位產品能耗比國外平均能耗要低1000 kWh以上，整體技術與裝備已實現了出口，具備占領國際市場特別是發展我國家市場的能力。

    三、我國工業節能未來展望

    工業能耗預計2020年左右達到頂峰。傳統工業發展著重于提高技術效率，卻很難遏制消費規模和產能的增長，而后者是影響未來能耗水平的關鍵因素。消費行業(交通、建筑)需求將持續增加拉動工業(鋼鐵、水泥、電解鋁等)產量增長，預期工業產量在“十三五”期間達到峰值且進入平臺整理期，并隨著工業化后期階段的出現，工業能耗預計達到峰值。我國制造業能耗拐點的出現，將為消費（交通、建筑）排放增量提供空間。
    智能設備與信息化將推進工業節能快速發展。在國際工業發展進程中，智能設備與工業的結合為節能提供了精細化管理和深入挖潛的可能，利用工業能源大數據進行能源診斷、改造和提升是未來工業節能的重要方向。通過信息技術、物聯網技術、數值模擬、智能體等對工藝流程及能源消耗進行優化，提高組織效率，是未來節能技術的重要突破點。
    跨行業協同節能成為未來發展的趨勢。隨著工業節能工作的不斷深入，單一行業內部能源效率的提升逐漸接近瓶頸，邊際成本不斷提升。同時，越來越多的先進技術研發致力于多行業聯產系統的開發和應用。工業部門不同行業之間的聯產，如冶金、化工、建材、電力通過物質流、能量流和廢物流的優化，提升多聯產系統能效和產品產值；工業和農業聯產，如利用鋼鐵、電力等企業的低溫余熱資源用于海水淡化和生態養殖等。我國工業與各產業之間、工業與其他產業之間的聯產節能潛力還值得進一步的深入挖掘。
    未來節能技術政策應注重柔性化設計。當前的工業節能政策以淘汰落后、強制能效標準等手段為主，技術改造和技術推廣應用為輔，形成了剛性的節能政策環境。地方政府和企業在執行過程中過于強調指標的達成，有可能造成工業能耗的區域轉移，造成被動適應節能政策導致數據失真。因此，未來工業節能技術政策應注重柔性設計，不搞一刀切，針對工業行業特點和企業需求制定更有針對性的節能引導政策。
    加強企業自主節能和能源系統優化。重視企業節能的自主性的調動，轉變思路進一步挖掘系統節能潛力。企業的一線員工往往從局部或自身操作方便，一些傳統做法或行為在不知不覺中浪費了能源。例如，工人用壓縮空氣冷卻馬達，壓縮空氣噴嘴超長時間不更換等，因此加強對企業一線員工的系統節能培訓并深入挖潛，是提高企業自主節能的有效途徑。