张天福:晋南钢铁绿色、低碳、减排的踔厉前行之路

2023-01-03 16:28 作者:吴轲 刘建全 来源:《中华英才》半月刊
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2021年10月24日,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,《方案》指出,“要推广先进适用技术,深挖节能降碳潜力,鼓励钢化联产,探索开展氢冶金、二氧化碳捕集利用一体化等试点示范,推动钢铁行业碳达峰。”“实施重大节能降碳技术示范工程,支持已取得突破的绿色低碳关键技术开展产业化示范应用。”


山西晋南钢铁集团有限公司总裁张天福

地处黄河金三角的山西晋南钢铁集团有限公司(下称晋南钢铁集团),是一家集钢铁、焦化、高端化工、光伏发电等为一体的钢焦融合、钢化联产示范企业。近年来,集团在总裁张天福的带领下,以“成为绿色低碳钢铁企业、实现人生价值的卓越平台”为企业使命,深入贯彻新发展理念,加快新旧动能转换,在调整优化产业结构的同时,先后实施了一批科技创新、产业转型、智能制造、绿色低碳项目,进一步做大实业、做强产业、做优主业,全面提升企业核心竞争力,全方位推进高质量发展。

抢占氢能产业新高地

2022年8月11日,晋南钢铁集团隆重举行氢能重卡交付投运仪式,这是该集团深入贯彻落实山西省重点产业链链长制工作会议精神、践行“氢化山西”战略的具体实践。仪式上,张天福信心满满地说,氢能产业作为“氢化山西”战略中的主要内容,未来至少是千亿元级以上规模的产业,甚至是万亿元级。晋南钢铁集团作为山西省氢能产业链链主企业,将积极携手战略合作伙伴,抢占氢能产业新高地,争当能源革命的排头兵。

据晋南钢铁集团总裁张天福介绍,该集团一次交车投运,创造了两个全国之最。一是首批300辆氢能重卡,创全国一次性投运数量之最;二是同期投运的加氢站国内加注量目前最大,设计规模为每天加注9000千克,每天可加注500辆汽车。集团计划2025年孵化5000辆氢能重卡、30多座加氢站,全面实现“火运+氢能重卡”的绿色物流低碳目标。

“双碳”目标背景下,张天福运筹帷幄、高瞻远瞩,提前布局、超前谋划,依托集团自身钢铁、焦化、化工的能源互补优势,率先在全国构建“钢-焦-化-氢”全闭环低碳产业链,利用高炉、转炉和焦炉煤气合成乙二醇、LNG及氢气,不仅减少了污染、降低了碳排放,同时还将氢气送至高炉使用,实现了“氢冶金”,达到了低碳冶金的目的。

他表示,为认真落实省政府提出的“一企带一链,一链成一片”的要求,有序推进氢能产业高质量发展,构建清洁低碳的氢能产业体系,晋南钢铁集团在成功实施氢能冶炼的基础上,将加快推进光伏“源网荷储”项目,布局氢能重卡、加氢站及提纯液氢等千亿级氢能产业链,全方位推动绿色低碳高质量发展。

整装待发的氢能重卡

创建环保绩效A级企业

金秋十月,晋南天空碧蓝如洗。在晋南钢铁集团厂区大道上,随处可以看到车头标有“氢能天恒”、车身标有“H2”字样的车辆来往不断,这是该集团前不久刚刚投运的氢能重卡,也是优化调整物流运输方式、提高清洁运输比例、创建环保绩效A级企业采取的重要举措之一。

张天福认为,党的二十大提出的“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”是中国式现代化的本质要求,也是晋南钢铁集团深入践行绿色低碳高质量发展的责任和使命。

建厂二十年来,在张天福的带领下,晋南钢铁集团在绿色低碳高质量发展的道路上扎实开展环境保护工作,始终秉承“绿水青山就是金山银山”的环保理念,将环保视作企业发展的生命线,下“狠力气”进行环境治理。集团委托冶金工业规划研究院,从有组织、无组织、清洁运输、监控监测等四个方面进行了现场评估,建立问题清单,狠抓整改落实,实现了全流程、全工序超低排放,并在中国钢铁工业协会网站进行了超低排放公示,达到了环保绩效A级企业的标准。

张天福介绍,在有组织超低排放改造方面,集团烧结烟气净化项目采用双级活性炭净化技术及装备,有效实现了烧结烟气多污染物深度协调治理和副产物的资源化综合利用。所有出口污染物指标均达到并优于国家超低排放标准,污染物排放浓度颗粒物小于5毫克/立方米,二氧化硫小于1毫克/立方米,氮氧化物小于30毫克/立方米,低于“山西省高质量发展标准”,在国内处于领先水平。

在无组织超低排放改造方面,集团实施了焦炉封闭项目,先后对一期6.25米侧装捣固焦炉的机、焦侧进行了全封闭,封闭面积约18000平方米,对二期7米顶装焦炉的焦侧进行了全封闭,封闭面积约7000平方米;全封闭棚内都配套建设了烟尘收集换风系统,确保焦炉无组织逸散烟尘全部收集治理,在国内具有示范引领性。

在构建清洁运输体系方面,集团铁路专用线设置雾炮、雾帘、洗车平台,均连接至无组织管控治一体化智能平台系统,所有雾炮均具备鹰眼识别和感应功能,智能识别车辆装卸扬尘动作,自动对有扬尘的作业区域进行喷雾抑尘。物料到达专用线后用皮带机输送至集团封闭料棚,有效杜绝了车辆拉运产生的扬尘以及尾气的排放。集团氢能重卡、电动汽车用于产品及大宗物料的运输,为构建绿色低碳、清洁高效的物流运输体系打下了坚实的基础。

此外,集团对园区、厂区现场进行高标准绿化打造,全方位提高绿化质量和景观效果,美化厂区环境。截至目前,集团厂区绿化面积400万平方米,绿化覆盖率达到53%。已建成生态型园林工厂,连续多年被权威媒体评为“钢铁绿色发展标杆企业”称号。

张天福表示,集团将继续在“绿水青山就是金山银山”的理念下,走好可持续发展之路,让绿色低碳转变成企业发展的优势,共享绿色低碳发展成果。

绿色厂区

勇立潮头抓机遇

“氢能是全球公认最理想的清洁能源之一,也是推动能源结构变革、实现‘双碳’目标的重要途径。2022年山西省《政府工作报告》明确提出,引导钢焦化氢等一体化高效循环发展,布局氢能与储能等未来产业。氢能产业链是山西省‘十四五’规划的先导性未来产业,又是全省确定的首批十大重点产业链之一。这是时代给予我们的机遇。”张天福说。

众所周知,山西省是煤炭大省,每年产煤在13亿吨左右;又是焦炭大省,焦炭年产能在1.4亿吨左右,每吨焦炭副产氢气达200立方米,每年可产氢气280亿立方米。同时,山西是深化能源革命综合改革试点省,正加快推进煤炭和煤电一体化、煤电和新能源一体化、煤炭和煤化工一体化、煤炭产业和数字经济一体化。该省明确全方位推动高质量发展的目标和要求,一手抓传统产业改造提升,一手抓新兴产业培育,氢能产业即是其中之一。晋南钢铁集团位于山西省,发展这一产业,具有先天的优势。“为此,集团超前布局,狠抓落实,目前已经成为钢焦融合、钢化联产示范企业。”张天福介绍。

焦化厂区

近年来,在国家碳达峰、碳中和背景下,晋南钢铁集团利用高炉、转炉和焦炉煤气合成乙二醇、LNG(液化天然气)及氢气,实现了化产固碳及产品高值转化;同时,与中国钢研合作,首次在1860立方米大型高炉上实现氢冶金重大技术突破,有效减少了碳排放,达到世界领先水平。

“我们现在年产30万吨乙二醇、15万吨LNG,我们的成本优势很明显。原因是我们的原料主要来自于上游的焦化、钢厂副产的尾气。其中的氢气,除了生产化工产品乙二醇,还可以用于高炉喷氢,进行氢气炼铁。”张天福说。

据介绍,目前晋南钢铁年产氢气6万吨,用到化工的占60%—70%,还有约1.8万吨用于高炉冶炼,剩余的部分经过进一步提纯到99.999%,用于氢能重卡,实现清洁运输。

将焦化的煤气、炼钢的煤气送给化工,合成LNG、乙二醇,合成的过程中再把富余氢气送给高炉,减少焦炭的使用,降低了碳排放量;现在又把氢气送到重卡,把清洁运输全面打造出来,这就是晋南钢铁氢能的多场景全方位的应用。

“我们利用科技与产业优势,将晋南钢铁集团打造成为一家‘化产固碳、氢冶金降碳’的领军企业。”张天福表示。

农业园区

创新体系强强联手构建氢能产业链

2022年3月,集团与中国华能合作建设的1300兆瓦光伏“新能源+储能”项目正式启动,一期300兆瓦光伏项目将于近期并网发电。同时,集团又结合各厂区特点,充分利用车棚、厂房屋顶、农业园区闲置空地、太子湖水面等区域建设分布式光伏发电项目,目前已并网发电。

2022年5月,集团与大运汽车、南京金龙、一汽解放、美锦能源等战略合作伙伴签署协议,合作开展氢能重卡厂区内短途倒运、氢能客车应用、氢能特种车辆、无人智能驾驶、加氢站及光伏制液氢项目建设,推动氢能产业集聚建链成群。目前,加氢站已建成投用,300辆氢能重卡已交付使用。

张天福表示,未来集团将充分发挥“链主”企业的引领示范作用,与上下游企业紧密合作,围绕制氢、储氢、运氢、加氢、用氢等全产业链,积极推动氢能产业链融合发展,大力推广蓝氢、绿氢、氢能汽车示范应用,打造千亿级氢能产业链。

沃能化工厂区

加快数字化转型升级步伐 数智赋能产业高质量发展

回顾集团二十年发展历程,张天福始终认为,创新是企业发展的源动力,在技术创新和科技运用方面,钢铁行业要实现高质量发展,必须植入“科技”和“智慧”基因,否则企业就会被淘汰出局。

2022年9月21日,从第五届“绽放杯”5G应用征集大赛绿色智能制造专题赛决赛上传来喜讯,由晋南钢铁集团申报的“5G工业互联网绿色双碳项目”荣获二等奖,标志着集团绿色智能制造步入新的发展阶段,为加快企业数字化转型步伐打下坚实的基础。

在“双碳”背景下,以数字化转型为契机、以高质量发展为引领,运用物联网、大数据、云计算、人工智能、数字孪生等技术加快钢铁行业科技创新,是实现钢铁行业“双碳”目标的有效途径。为推动科技赋能智能制造领域数字化转型,构建高效、清洁、低碳的绿色制造体系,2019年以来,晋南钢铁集团先后与物泊科技、上海钢软等互联网公司合作建设了MES(生产制造执行系统)、EMS(能源管控系统)、物流运输、物资集中采购、电商销售平台、大宗物料管控系统、精准库存系统、财务NCC管控系统、环保有组织、无组织管控平台、设备自动连锁等十余项信息化系统;与中国联通合作建设山西省首家5G网络全覆盖工业园区, 通过物联网、移动边缘计算、人工智能等高新技术的创新应用,实现“5G+铁水罐智能调度”;与太重集团合作,通过数字孪生将远程控制、智能化控制、视频AI监控等场景引入现场生产作业中,在国内率先实现“一键炼焦”。

张天福介绍,晋南钢铁集团的MES系统全面上线后,各生产工序物料消耗与产出全部实现自动化采集,并自动生成报表,能够做到每天精准核算日成本和企业效益。

此外,铁水罐智能调度系统实现了铁水从高炉到转炉的全过程智能化管理和协同控制,将铁水运输至转炉的温度由原来的1280度提高到1370度,每年可节省1.2万吨标准煤。“一键炼焦”填补了焦化行业空白,在实现焦炉四大车现场无人值守、无人操作的同时,进一步提高了生产效率,改善了作业环境,减少了安全隐患,提升了员工幸福感。

晋南厂区

全方位推进新能源建设

作为山西氢能产业链的链主和领军企业,晋南钢铁集团在实现企业自身发展的基础上,还致力于带动其他相关产业发展。

“为认真落实山西省政府对链主企业提出的‘一企带一链,一链成一片’的要求,有序推进氢能产业高质量发展,构建清洁低碳的氢能产业体系,我们积极携手战略合作伙伴,加快推进光伏‘源网荷储’项目,布局氢能重卡、加氢站及提纯液氢(利用制氧冷气)等氢能产业链业务,全方位推动绿色低碳高质量发展。”张天福表示。

据了解,晋南钢铁集团的自产氢气属于“蓝氢”,即从化石燃料产生而来,成本较低;但要实现真正零碳排放,需要“绿氢”,即利用可再生能源(例如太阳能或风能)通过电解工序产生的氢。

“作为氢能产业链的链主,仅靠焦炉自产的‘蓝氢’显然是不够的,‘绿氢’的大量生产成为必须。”张天福认为。

那么,“绿氢”如何产生?生产绿氢的主要途径是电解水制氢,其中电费的成本占近80%左右。但向前溯源,电从何而来?众所周知,我国火力发电占比达到80%以上。火力发电依靠的还是煤,这样产生的氢真的算是“绿氢”吗?值得商榷。

因此,“绿氢”不仅要考虑氢的制备,而且还要考虑制备氢所用的电何来?只有做到了“绿电”产生“绿氢”,才能真正做到低碳甚至零碳。

不忘社会责任 助力区域经济振兴

晋南钢铁集团在高质量转型发展进程中,十分注重社会公益事业,助力区域振兴,担当社会责任。“集团今天的辉煌及荣誉离不开每一位员工的辛勤付出,离不开社会的帮助,所以我们必须要做到‘取之于民,用之于民’,尽我们最大的能力回馈社会。”张天福说道。

2020年2月4日,集团为新冠疫情防控捐款

2021年10月11日,集团向临汾市人民政府捐赠防汛救灾款

2020年新冠疫情期间,晋南钢铁集团为疫情防控捐款1108万元;2021年7月河南遭遇洪灾,集团向河南灾区捐款500万元,同时捐赠价值100余万元的水泵、消防带、电缆、发电机、山泉水、香菇酱等救灾物资,帮助当地防汛救灾、重建家园;2021年11月向临汾市政府捐赠防汛救灾款3000万元,用于灾后重建工作。在此基础上,集团还投资4亿余元为邻村村民建设惠民小区,大大改善村民的居住条件,提高老百姓的幸福指数;投资2亿余元建设曲沃城区和周边邻村热源项目,有效解决了冬季供暖的问题;投资7000余万元对园区主干道进行提标改造,对连接周边邻村的破损路面进行了修复,为周边村民和员工上下班出行提供了便利。

集团为邻村建设太子湖家园聚德小区

2021年7月26日,集团向河南新乡灾区捐赠物资

每逢春节为邻村70岁以上老年人发慰问金,是晋南钢铁集团多年来坚持的一项传统。自2009年为邻村70岁以上老年人发放慰问金以来,至今已连续发放了13年,发放邻村由当初的不足10个增加到现在的近30个;发放人数由当初的100余人增加到现在的3600余人;发放标准由当初的每人200元提高到现在的800元,在助力区域振兴的同时,进一步提高了邻村老年人的幸福感与获得感。2022年,集团共为26个邻村3647名70岁以上老年人发放慰问金291.76万元。

此外,集团还投资数千万元建设香菇种植、果蔬脆片、脱水蔬菜等项目,带动周边农户发展种植产业及果蔬加工,进一步提高农户收入,实现共同富裕。截至目前,集团社会公益事业捐助累计超过10亿元。张天福表示,集团的健康持续发展,更得益于国家对民营企业的好政策,安定和谐的社会环境。未来,集团将继续以奉献爱心、热心公益回报社会,履行社会责任。

谈到未来发展,张天福说,新时代新征程,新机遇新挑战。近年来,晋南钢铁集团坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念,以科技力量提升装备技术水平为核心,开展了钢铁行业超低排放改造,在有组织排放治理、无组织排放管控和清洁运输三个方面不断突破,用生态“底色”描绘发展“绿色”。

花园式厂区

绿色发展造就“花园工厂”

“在环保方面,我们集团选择的都是行业内领先的设备和技术。”晋南钢铁集团环保处负责人告诉记者,依靠先进的环保设备和技术,他们在有组织排放治理上的压力并不大,只要确保治理设施安全运行,各类污染物排放指标绝对不会超标。

自信源于实力。近年来,晋南钢铁集团先后投资建设了烧结烟气活性炭脱硫脱硝一体化、烧结烟气内循环、高炉煤气精脱硫、30万吨乙二醇联产15万吨液化天然气等一批生产工艺和环保治理均为国内先进水平的项目。

——烧结烟气活性炭脱硫脱硝一体化项目,是晋南钢铁集团投资建设的省级环保示范项目,采用双级活性炭净化技术及装备,实现了烧结烟气多污染物深度协调治理和副产物的资源化综合利用。这一项目成为山西省首套活性炭脱硫脱硝达到并优于超低排放标准的示范工程。目前,该项目已安全运行3年有余,各项指标均低于超低排放限值标准。

——高炉煤气精脱硫项目是晋南钢铁集团投资建设的创新项目,通过脱硫(A塔)、脱硫(B塔)、脱氯(C塔)等设备对烟气的治理,实现了从源头上脱硫净化的目标,也是国内首套高炉煤气脱硫净化设施。

环保数据是晋南钢铁集团绿色发展取得成效的最好见证,也是该企业立足打造钢铁行业绿色清洁生产标杆、将超前的环保理念和技术融入整个生产流程的生动实践。前来参观考察的人员来到风景如画的厂区,频频伸出大拇指,赞叹不已。生机勃勃的晋南钢铁集团绿色发展新画卷,正赢得越来越多人的点赞。

花园式厂区

智能平台变身“环保卫士”

“在无组织排放管控上,我们摸排了1878个点位,通过监控、监测等手段实现了全面管控,有监测、有记录、有数据,完全可以做到环保上要求的‘自证清白’。”晋南钢铁集团环保处工作人员说,公司投资建设的无组织管控一体化智能平台,在减少大气污染排放的同时实现了精准、科学治污,也让他的工作轻松了很多。

随着工作人员的脚步,记者来到晋南钢铁集团智创城——无组织管控一体化智能平台。

一台曲屏电脑上,3D还原的厂区地图映入眼帘。详细了解后才知道,小小的平台包含了电子地图位置呈现功能、监测因子图形展示、历史数据查询、设备状态监控、污染物浓度预警、数字化自动监管等众多功能。

实时环境监测功能,能实时展示晋南钢铁集团、省控点的PM2.5和PM10实时数据,通过数据对比,可以掌握厂区环境空气质量情况。

监管厂区环境变化趋势功能,可以展示厂区不同时间段的PM2.5和PM10的变化趋势。

排放源清单管理功能,能监管无组织排放源上千处,其中,生产工艺过程300余处,物料封闭运输1400余处,物料封闭储存20余处,物料密闭储存与密闭运输70余处。

在工作人员指着电脑屏幕的一番详细介绍下,晋南钢铁集团全方位实时监控、环保治理可视化的画面跃然眼前。

“无组织管控一体化智能平台不仅能对所有污染源进行实时监控,还能持续生成数据库,便于我们加以分析后实施点对点治理,更高效、更科学。”工作人员说道,平台能够详细记录过程的功能,使得职工们对环保越加重视,绿色发展理念已深入每一名职工心中。

科技就是生产力。晋南钢铁集团智能化与无组织排放治理的结合,让企业高质量绿色发展的道路越走越宽。

园林式厂区

氢能重卡引领“清洁运输”

今年,晋南钢铁集团购置了300辆氢能重卡,每天可加注高纯氢9000公斤的加氢站的投入使用,标志着该集团已构建形成从制氢、储氢到运氢、加氢、用氢的全产业链氢能体系,一举成为全省氢能应用新标杆,并成为全国使用新能源车辆最多的钢铁企业。

“我们集团是一家钢焦融合、钢化联产的企业,氢能延伸的重卡和加氢站,让我们的绿色运输步伐走得更快了。”工作人员说,晋南钢铁集团进出厂区的大宗物料和产品,主要采用火车、管带机和汽车三种方式运输,作为短板的汽车运输因为有了氢能重卡的加入,清洁运输率得到大幅提升。

“公转铁”是未来发展的方向,晋南钢铁集团在这一方面具有独特优势。该集团厂区最西边,有一条铁路专用线,大量矿粉、球团矿等大宗物料从这里进入生产线。为减少转运时产生的扬尘污染,他们还配套建设了全封闭料棚和4座站台进行装卸车作业。

从全封闭的铁路专线门口放眼望去,大棚内氢能重卡有序排列,装卸机械嗡嗡作响,一派繁忙景象。

“料棚内设有雾炮、干雾雾帘及红外感应系统,监控视频可覆盖料棚95%以上的面积,雾炮采用智能系统,可实现自动喷雾抑尘。”工作人员介绍。

进入炼铁厂厂区,抬头看去,有两座像“桥”一样的通廊悬挂在烧结车间上空,“里面是正在运转的皮带,源源不断运送着混匀矿。”工作人员说。

为了推进超低排放改造工作,提高清洁运输比例,实现降本增效,该集团采用了“皮带运输替代汽车运输”的方式。

“我们有焦炭管状带式输送机和水渣管状带式输送机两条输送皮带。”工作人员介绍,焦炭管带机起始于立恒焦化皮带机头,终止于晋南高炉矿槽,全长1882米,焦炭管道年输送能力达到480万吨;水渣管带机起始于晋南高炉车间粒化塔,终止于立恒微粉厂原料场,全长3400米,水渣管道年输送能力达到360万吨。皮带运输在低碳环保的同时,还为集团节省了大量运输成本。

一项又一项亮眼成绩,无一不昭示着晋南钢铁集团的绿色发展理念,正实实在在向金山银山、向提升企业核心竞争力转换。

“晋南钢铁集团始终把环境保护当作最重要的工作,并坚持以实际行动践行‘绿水青山就是金山银山’的发展理念。”环保处负责人感叹,达到超低排放不是终点,而是新的起点,他们将持续加大环保投入,全面加强企业管理,高质量保持超低排放水平,争当“双碳”转型“排头兵”,全力打造环保A类企业。

晋南钢铁集团将充分发挥氢能产业链“链主”企业的引领示范作用,旗帜鲜明讲政治,坚定不移跟党走;顺应时代发展大势,主动拥抱数字经济;加强上下链接融通,促进和谐共生发展;在各级党委政府坚强领导下,安心发展、放心拼搏、专心耕耘、用心奉献,把集团的发展建设不断推上新高度,为经济发展和社会进步发挥积极的促进作用,全方位推动山西高质量发展!


迈进现代化的晋南钢铁集团

山西晋南钢铁集团有限公司是“中国企业500强”“中国制造业企业500强”,是一家集钢铁、焦化、高端化工、光伏发电等为一体的钢焦融合、钢化联产示范企业,现有3座1860立方米高炉、3座150吨转炉、2座6.25米捣固焦炉、2座7米顶装焦炉、1套年产30万吨乙二醇联产15万吨LNG装置等,目前已形成年产600万吨铁、800万吨钢、900万吨材、370万吨焦、45万吨高端化工产品的生产规模。

在晋南钢铁集团农业园区高科技智能温室大棚外围,一排排蓝色光伏板在阳光照耀下,折射出耀眼的光芒。与农业园区一路之隔的智慧菜谷,300MW光伏“新能源+储能”项目正紧张有序地施工,数百根光伏桩基已露出地面,放眼望去,蔚为壮观。以上是晋南钢铁集团积极践行“双碳”战略,全面构建清洁能源体系,实现绿色低碳发展的真实写照。

伴随“双碳”时代的到来,晋南钢铁集团主动担当、超前布局,在完成超低排放改造的基础上,积极构建钢—焦—化—氢全闭环低碳产业链,依托钢铁、焦化、化工的能源互补优势,将钢铁和焦化产生的煤气作为载碳资源送至化工厂当作原料生产乙二醇、LNG和氢气,减少了污染、降低了碳排放;同时,将氢气率先在高炉内使用,实现了氢能炼铁,达到了降本增效的目的。

钢—焦—化—氢联产的工艺原理:通过高炉、转炉、焦炉煤气相互置换,先将高炉冶炼产生的低热值煤气送至焦炉内,置换出优质的焦炉煤气;再把炼焦过程中产生的优质焦炉煤气和炼钢过程中产生的优质转炉煤气全部送至化工厂作为原料气使用。经过一系列物理化学方法和净化处理后,合成乙二醇、LNG及氢气产品,最后将化工厂的副产氢气送至高炉,实现氢能冶炼。

氢能冶炼

晋南钢铁集团实施钢—焦—化—氢联产工艺技术后,通过产业互补,公辅配套共享,减排降碳优势突出,综合能耗大幅下降。与钢铁行业碳排放平均水平对比,在行业内处于领先水平。与行业吨钢综合能耗对比,该集团吨钢综合能耗达到了国家发改委等五部委制定的《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)》的标杆水平,优于山西省工信厅制定的《山西省钢铁企业改造提升行动生存线、发展线指标》的发展线指标。以上指标都是单一焦化和单一钢铁无法实现的。

氢能是一种绿色低碳、应用广泛的清洁能源,正逐步成为当前能源转型发展的重要载体之一。为认真贯彻山西省委、省政府氢能产业革命和战略规划,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,拓展全省南北氢能低碳汽车运输大循环大格局,晋南钢铁集团在成功实施氢能冶炼的基础上,携手战略合作伙伴加快推进“光伏发电+储能+制氢”项目,布局氢能汽车、加氢站等氢能产业链,全方位推动山西省绿色低碳高质量发展。

2022年3月28日,晋南钢铁集团与中国华能合作建设300MW光伏“新能源+储能”项目。该项目采用“光伏+农业”立体发展模式,在提高土地综合利用效率和单位土地产出效益的同时,可有效减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放量。项目投产后,光伏绿电可通过电解水制氢、制氧,实现绿氢在氢能冶炼和氢能重卡领域的应用,引领氢能产业实现新突破。

同时,该集团充分利用各厂区特点,在车棚、厂房屋顶、农业园区闲置空地、太子湖水面等区域建设分布式光伏发电项目,努力实现经济发展和绿色生态的“双赢”,进一步提升企业绿色低碳发展水平。

2022年5月2日,晋南钢铁集团与大运集团、南京金龙公司签署氢能战略合作协议,这是该集团打造智能、高效、绿色物流体系的一项重要举措,也是实施“氢化山西”战略的一项重大决策,对深入推进山西省能源革命、构建氢能产业创新体系,助力山西省实现“双碳”目标具有十分重要的意义。

在此基础上,晋南钢铁集团还将与合作伙伴启动加氢站项目建设,计划在山西省南部建设5 座—10座加氢站,以满足氢能重卡加氢需求,实现300公里以内的氢能清洁运输,促进地方的全面降碳。

氢能产业链上游包括制氢、储氢和运氢环节,中游主要是燃料电池以及质子交换膜、催化剂等,下游则是各种应用场景,包括但不限于氢冶金、氢能汽车等,相关装备主要是电解槽、储氢和运氢设备等。

“电解水制氢已经很成熟。但我们做得不成熟,我们是搞炼钢的,需要大量用氢,因此要起到链主的作用,就要与氢能产业链上的优势企业进行技术和资金的合作,将一个巨大的氢能产业建链成群,形成千亿元级以上的氢能产业集群。”张天福说。

在光伏“绿氢”方面,晋南钢铁集团与华能合作建设了1300兆瓦光伏“新能源+储能”项目;在“蓝氢”提纯方面,集团与杭氧合作,将99.9%的氢气提纯为99.999%用于氢能重卡;在应用方面,除了氢能冶金,晋南钢铁集团也已经建立了广泛的客户群体。

在应用场景方面,氢冶金已经在晋南钢铁集团得到成熟成功应用。

“1860立方米高炉,我们是第一家使用氢气的。吨铁吹40立方米氢气,可以减少使用20公斤的焦炭。同时,我们在烧结工序中,也加入了一部分氢气,吨烧结矿可以减少1公斤—2公斤的焦末,这也是减掉了能耗和碳排放。”张天福介绍。

绿色钢城

晋南钢铁集团在高质量转型发展的过程中,自觉把生态环保工作融入企业发展大局,超前实施超低排放改造,有序推动绿色低碳发展,努力实现经济发展与环境保护协同并进。该集团重点项目配套的环保装备,在设计阶段就严格按照超低排放标准进行设计和施工,先后配套建设了国内领先的第三代烧结活性炭脱硫脱硝、高炉煤气精脱硫、炼钢热焖渣及环保智能管控平台等先进的环保设施,并于2021年1月在中国钢铁工业协会网站上完成超低排放改造和评估监测公示。

该集团投资建成投用的第三代烧结活性炭脱硫脱硝设施,采用双级活性炭净化技术及装备,有效实现了烧结烟气多污染物深度协调治理和副产物的资源化综合利用,全过程无废水、废渣的产生,所有出口污染物指标均达到并优于国家超低排放标准。经检测,烧结机出口二氧化硫浓度几乎为0,氮氧化物排放浓度在25毫克/立方米—30毫克/立方米之间,颗粒物含量低于5毫克/立方米,副产物浓硫酸品质达到特级标准。

焦化行业淘汰湿法熄焦实施全干熄焦,是山西省委、省政府协同推进减污降碳,实施能耗双控,推动焦化行业绿色发展,建设美丽山西的重大决策部署。

2022年1月15日,山西省生态环境厅与临汾市委、市政府共同在晋南钢铁集团焦化厂举行全省熄焦工艺升级改造启动仪式,这对推动山西省焦化行业绿色高质量发展具有重要的标志性引领意义,为全省实施碳达峰山西行动、打好蓝天保卫战迈出了坚实一步。

晋南钢铁集团率先在全省开展全干熄焦改造,拆除焦炉湿熄焦塔,同时在二期焦炉西侧再建1 套备用干熄焦设备。项目建成后,可全面实现干熄焦,提高焦炭质量,降低高炉焦比,每年减少水消耗80余万吨、颗粒物排放650余吨、硫化氢排放90余吨、氰化物排放12吨,有效降低排放污染,实现节能降耗,为集团创造效益。

光伏发电

此外,晋南钢铁集团钢—焦—化—氢联产工艺技术领先,开创了全国首套对高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气进行脱氧、脱磷、脱硫等净化新工艺,采用日本“高化学”先进的乙二醇合成技术,在安全、稳定、高负荷运行方面更加可靠;形成了将钢铁、焦化工序的煤气送至化工工序利用,化工工序副产氢气回送至钢铁工序再利用的新工艺路线,实现了钢铁、焦化工序煤气资源价值最大化和化工副产氢气再利用的全闭环低碳生产模式。

在此基础上,晋南钢铁集团将联手合作伙伴,利用焦炉煤气制氢,全面使用氢能重卡;拟建光伏制氢和制氧项目,利用绿氢绿氧喷吹至高炉,生产绿色钢铁产品,进一步降低碳排放和能耗,以最低碳排放引领行业高质量发展,为国家“双碳”目标早日实现作出应有的贡献。

成本是决定一项新技术、一个新产品是否具有生命力的核心和关键。

“现在的‘蓝氢’,一公斤在15元左右,在成本上已经比柴油具有竞争力;随着光伏转换效率不断提升,绿氢也将很快具有成本优势。”张天福信心满满。

据悉,目前晋南钢铁集团的光伏转换效率在23%左右,通过提升可以做到32%左右,在同样面积的光伏板上产生更多的电能,从而降低“绿氢”成本。

下一步,晋南钢铁集团将携手众多战略合作伙伴,联手打造氢燃料电池电堆、氢气压缩机、固态储氢设备、氢能源车辆等氢能应用关键产品,科学谋划“一个中心、两个纵向、三个横向”(一个中心,以晋南钢铁集团为中心,将企业周边钢铁、焦化、化工等相关企业发展为黑色冶金绿色短倒、短泊物流运输。两个纵向,一是依托霍州以南大运高速至运城延伸约240公里,二是依托108国道霍州以南至运城市禹门口延伸约201公里,辐射中部至南部运输线路。三个横向,一是依托运城河津市以东京昆高速、陵侯高速至晋城陵川县延伸约258公里;二是依托临汾市吉县至长治市黎城县青兰高速延伸约301公里;三是依托331省道曲沃县以东至晋城市陵川县延伸约207公里,辐射东部至西部运输线路)。同时,晋南钢铁集团还通过多种形式招商,延伸产业链,形成制氢、储氢、运氢、加氢、用氢一体化循环经济产业的发展体系,加快建设光伏“新能源+储能+制氢”项目,稳步推进氢能多元化示范应用;通过引进一批高质量的氢能项目,构建安全高效的氢能产业链。

张天福介绍,晋南钢铁集团将用光伏绿电通过电解水制氢+制氧+液氢,为氢能重卡和氢能冶炼提供原料;同时将白天产生的部分绿电进行储存,利用“光电+储能+低峰电力”相互联锁切换,形成正常供电制氢的生产工艺,并利用制氧厂零下190摄氏度氮气深冷能源制造液氢,最终实现用绿氢、绿氧、液氢替代化石能源、焦炭,开创一条技术先进、经济可行的碳中和路径,带动钢铁实现长流程低碳变革,着力推动制氢、储氢、运氢、加氢、制造液氢及氢能重卡、氢能交通等多个领域的拓展应用,实现绿色氢能全产业链一体化发展,打造千亿元级氢能产业链。

未来,晋南钢铁集团将充分利用储能技术,进一步提升光伏发电的利用效率,实现连续制氢、制氧,全面降低企业碳排放,以低碳排放引领高质量发展,使该集团成为国内低碳排放的长流程钢铁企业,助力“双碳”目标早日实现。

(2022年第24期)

【责编 李鹏】