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　　山西晉南鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)晉南鋼鐵)在近年實(shí)踐中，成功開(kāi)創(chuàng)“鋼焦化氫電”一體化產(chǎn)業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)代化模式，對(duì)上述行業(yè)耦合發(fā)展、協(xié)同降碳具有典型示范引領(lǐng)意義。這種新模式有哪些不同尋常之處，在降碳減排方面有哪些突出優(yōu)勢(shì)，對(duì)于行業(yè)綠色低碳發(fā)展有哪些重要意義？本文將帶領(lǐng)讀者走進(jìn)晉南鋼鐵一探究竟。
 

01多工藝耦合集成鋼化聯(lián)產(chǎn)高端化工品
 

　　為實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠的節(jié)能降碳，晉南鋼鐵把目光瞄準(zhǔn)了本來(lái)用于燃燒或發(fā)電的焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣，它們也是碳排放的重點(diǎn)。本著“資源價(jià)值最大化”的宗旨，2017年晉南鋼鐵成立全資子公司——山西沃能化工科技有限公司，與多家合作單位共同承擔(dān)“轉(zhuǎn)爐煤氣及焦?fàn)t煤氣耦合制乙二醇聯(lián)產(chǎn)LNG技術(shù)開(kāi)發(fā)與工業(yè)化”項(xiàng)目。2020年7月1日該項(xiàng)目建成投產(chǎn)。
 

　　項(xiàng)目具有以下顯著優(yōu)勢(shì)。
 

　　一是工藝技術(shù)領(lǐng)先。項(xiàng)目采用全國(guó)首臺(tái)套以焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣作為原料氣合成乙二醇裝備，通過(guò)原料氣脫氧、脫磷、脫硫等凈化新工藝，實(shí)現(xiàn)一氧化碳分離、氫氣分離，并采用國(guó)外先進(jìn)的高化學(xué)乙二醇合成技術(shù)，在安全、穩(wěn)定、高負(fù)荷運(yùn)行方面更加可靠。
 

　　二是能源梯度利用優(yōu)勢(shì)突出。首先將鋼鐵、焦化工序的副產(chǎn)煤氣送至化工生產(chǎn)單元進(jìn)行化工產(chǎn)品合成，然后將化工工序副產(chǎn)氫氣回送至鋼鐵工序再利用，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵、焦化工序煤氣資源價(jià)值最大化和化工副產(chǎn)氫氣再利用的全閉環(huán)低碳生產(chǎn)模式，鋼鐵和焦化綜合能耗大幅下降，達(dá)到了工業(yè)和信息化部制定的《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平(2021年版)》的標(biāo)桿水平。
 

　　三是能源介質(zhì)數(shù)字化集成管控技術(shù)領(lǐng)先。晉南鋼鐵以焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣聯(lián)產(chǎn)乙二醇和LNG為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵產(chǎn)業(yè)蒸汽、氮?dú)獾饶茉唇橘|(zhì)與化工生產(chǎn)用氣的耦合匹配及智能化調(diào)度，化工生產(chǎn)廢水、廢料與鋼鐵生產(chǎn)的協(xié)同處置及利用，實(shí)現(xiàn)了鋼化聯(lián)產(chǎn)物料和能量平衡，物質(zhì)流、能量流協(xié)同，有效減少了二氧化碳排放量，減排效果顯著，達(dá)到了產(chǎn)業(yè)間耦合降本、協(xié)同降碳的目標(biāo)。
 

　　四是經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)明顯。焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣合成乙二醇成本約3000元/噸、LNG成本約2000元/噸。鋼化聯(lián)產(chǎn)的乙二醇銷(xiāo)售價(jià)格4000~5000元/噸，夏季LNG銷(xiāo)售價(jià)格5000~6000元/噸、冬季7000~8000元/噸，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
 

      晉南鋼鐵總裁張?zhí)旄Ｏ蛟谠摴菊{(diào)研的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士包信和，中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)趙俊貴，《中國(guó)化工報(bào)》社有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)崔學(xué)軍等介紹公司情況。
 

　　2022年10月19日，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織專(zhuān)家對(duì)“轉(zhuǎn)爐煤氣及焦?fàn)t煤氣耦合制乙二醇聯(lián)產(chǎn)LNG技術(shù)開(kāi)發(fā)與工業(yè)化”項(xiàng)目召開(kāi)了科技成果鑒定會(huì)。與會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為，該項(xiàng)目針對(duì)鋼鐵、焦化與化工聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)難題，以聯(lián)產(chǎn)乙二醇和LNG為目標(biāo)，通過(guò)多工藝耦合集成開(kāi)發(fā)，完成了同一企業(yè)的轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣作為原料耦合制備目標(biāo)產(chǎn)物的集成工藝，實(shí)現(xiàn)了物料和能量平衡，達(dá)到了節(jié)能、減碳的效果。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鋼鐵工業(yè)與化工工業(yè)耦合生產(chǎn)高端化工產(chǎn)品及清潔能源，推進(jìn)了鋼化聯(lián)產(chǎn)過(guò)程中減污、降碳的協(xié)同發(fā)展，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。與會(huì)專(zhuān)家表示，該成果技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，應(yīng)用性強(qiáng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該科技成果對(duì)晉南鋼鐵的科技創(chuàng)新和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)具有較好的促進(jìn)作用，開(kāi)創(chuàng)了鋼焦化氫聯(lián)產(chǎn)的先河，也對(duì)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和綠色可持續(xù)發(fā)展具有積極推動(dòng)作用。
 

       02發(fā)展光伏綠電繪就綠色低碳發(fā)展底色
 

　　全面布局光伏綠電、提前布局多年的大規(guī)模綠電是晉南鋼鐵綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。
 

　　集團(tuán)與中國(guó)華能合作建設(shè)1300兆瓦光伏“新能源+儲(chǔ)能”項(xiàng)目，通過(guò)農(nóng)光互補(bǔ)發(fā)展模式，推動(dòng)區(qū)域鄉(xiāng)村振興。其中，一期300兆瓦光伏項(xiàng)目已于2023年6月全容量并網(wǎng)發(fā)電，年平均發(fā)電4.1億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約12.5萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約34.2萬(wàn)噸。同時(shí)，集團(tuán)在廠區(qū)內(nèi)閑置空地、廠房屋頂、廠房墻體、停車(chē)場(chǎng)車(chē)棚等區(qū)域，建設(shè)了120兆瓦分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，通過(guò)大力發(fā)展光伏綠電，有效降低企業(yè)碳排放，讓綠色低碳成為高質(zhì)量發(fā)展永恒的底色。
 

　　多年來(lái)，晉南鋼鐵緊抓我國(guó)大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇，宜建必建，搶占制高點(diǎn)。光伏發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：一是場(chǎng)景豐富，廠房頂、停車(chē)場(chǎng)、園區(qū)鹽堿地、太子湖水上等不同場(chǎng)景都建設(shè)了光伏發(fā)電；二是規(guī)模龐大，光伏設(shè)施總占地面積超過(guò)3萬(wàn)畝，提高了土地綜合利用效率；三是投資高額，光伏設(shè)施預(yù)計(jì)總投資達(dá)45億元，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。這些光伏板正將太陽(yáng)的光能源源不斷地轉(zhuǎn)化成清潔的電能，后續(xù)晉南鋼鐵通過(guò)光伏制氫、制氧，用于鋼鐵生產(chǎn)，為打造全流程綠色鋼、鐵、焦、化提供有力保障。目前，光伏發(fā)電1千瓦時(shí)的成本不超過(guò)0.3元，遠(yuǎn)低于電網(wǎng)購(gòu)電，而且成本還在進(jìn)一步下降。
 

　　以電替油、電驅(qū)未來(lái)。晉南鋼鐵正在推進(jìn)裝載機(jī)全部替換成電動(dòng)裝載機(jī)項(xiàng)目。2023年6月27日，集團(tuán)舉行了50輛電動(dòng)裝載機(jī)的交車(chē)儀式。以電替油，不僅綠色低碳，還具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，每年可節(jié)省60.48萬(wàn)元/輛。
 

　　下一步，晉南鋼鐵將擴(kuò)大夯實(shí)廠內(nèi)綠氫、綠電建設(shè)，快速推進(jìn)綜合能源島、氫氣提純、光伏+儲(chǔ)能、風(fēng)力發(fā)電、光伏支架等新能源項(xiàng)目，進(jìn)一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，加快綠色轉(zhuǎn)型，持續(xù)改善區(qū)域空氣環(huán)境，全方位推動(dòng)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
 

　 03 富氫低碳冶金噸鋼碳排放國(guó)內(nèi)領(lǐng)先
 

　　一直以來(lái)，氫冶金工藝因其低碳低能耗特征受到業(yè)內(nèi)關(guān)注，綠氫是促進(jìn)流程工業(yè)低碳發(fā)展的關(guān)鍵，行業(yè)內(nèi)對(duì)于這類(lèi)工藝的探索一直熱度不減。
 

　　晉南鋼鐵擁有全國(guó)領(lǐng)先的低碳排、長(zhǎng)流程鋼鐵產(chǎn)線，自主設(shè)計(jì)并建成了國(guó)內(nèi)首套1860立方米高爐大規(guī)模噴吹化工富氫氣體工業(yè)化應(yīng)用工程，開(kāi)發(fā)了高爐噴氫“物理自保護(hù)+工藝自保護(hù)智能聯(lián)鎖+緊急自保護(hù)切斷”的三重化智能安全控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定高效噴吹。噸鐵噴吹30立方米氫氣可置換12千克焦炭，按集團(tuán)現(xiàn)有鐵水年產(chǎn)量核算，每年可減少焦炭消耗9.1萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放28萬(wàn)噸。目前，集團(tuán)已掌握并有效運(yùn)用富氫低碳冶煉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“以氫代碳”。
 

　　目前行業(yè)噸鋼碳排放標(biāo)準(zhǔn)值為1.8噸，晉南鋼鐵通過(guò)“鋼—焦—化—氫”聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用后，噸鋼碳排放值為1.4噸，是國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)噸鋼碳排放均值的77.78%，減少22.22%；行業(yè)噸鋼綜合能耗為538千克標(biāo)準(zhǔn)煤，晉南鋼鐵為482千克標(biāo)準(zhǔn)煤，是國(guó)內(nèi)平均值的89.59%，減少10.41%；行業(yè)噸鋼綜合電耗為471千瓦時(shí)，晉南鋼鐵為330千瓦時(shí)，是國(guó)內(nèi)平均值的70.06%，減少29.94%，在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。
 

　　2023年6月，該項(xiàng)目獲得2023年冶金科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，已有近百家單位到廠參觀、技術(shù)交流，引起國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)的廣泛關(guān)注，對(duì)國(guó)內(nèi)高爐氫冶金的發(fā)展起到了重要的引領(lǐng)示范作用。
 

      04 推行氫能重卡打造綠色零碳干線物流
 

　　氫能是理想的清潔能源，也是推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)變革、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。晉南鋼鐵依托“鋼—焦—化—氫”全循環(huán)低碳產(chǎn)業(yè)鏈，不斷拓展氫能應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)推行氫能重卡，努力將集團(tuán)打造成全流程綠色鋼鐵企業(yè)，有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
 

　　目前，晉南鋼鐵擁有全球最大的加氫站，每日加氫9000千克，擁有全國(guó)首個(gè)零碳?xì)淠苤乜ㄟ\(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，未來(lái)將著力打造全國(guó)綠色零碳干線物流。當(dāng)前，晉南鋼鐵年產(chǎn)99.999%的氫氣4.5萬(wàn)噸左右，除部分用于生產(chǎn)外，大部分可用于氫能重卡，按每輛氫能重卡每天消耗35千克氫氣計(jì)算，可滿足4000輛氫能重卡的加氫需求。
 

　　近幾年，晉南鋼鐵與大運(yùn)集團(tuán)、南京金龍、一汽解放、美錦能源進(jìn)行氫能戰(zhàn)略合作，提前布局氫能重卡產(chǎn)業(yè)鏈。2022年8月，晉南鋼鐵與杭氧股份合作建設(shè)的質(zhì)子膜用氫氣提純及加氫站是目前國(guó)內(nèi)最大加氫站，每天滿負(fù)荷可加注9000千克氫氣，可滿足300輛氫能汽車(chē)加注。2022年8月，晉南鋼鐵首批300輛氫能重卡交付使用，構(gòu)建起氫能產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新體系。以此為起點(diǎn)，集團(tuán)還建立了“天恒氫能”零碳物流平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匹配貨源、一鍵派車(chē)、自動(dòng)結(jié)算功能，目標(biāo)是能夠?yàn)楦嗌轿麂摻够髽I(yè)提供綠色公路物流運(yùn)輸共享服務(wù)。2023年6月27日，晉南鋼鐵舉行100輛氫能重卡交車(chē)儀式，這是公司再次向新能源領(lǐng)域發(fā)力的重要舉措，也是全方位推進(jìn)能源綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)、助力“臨汾綠色運(yùn)輸試點(diǎn)城市”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的具體實(shí)踐。
 

　　晉南鋼鐵氫能重卡擁有三大優(yōu)勢(shì)。其一，氫能重卡單千米氫耗1.8元，較之燃油車(chē)減少0.3元/千米，較之LNG車(chē)減少0.2元/千米。其二，目前碳權(quán)交易價(jià)為60元/噸，按照氫能車(chē)每年平均30萬(wàn)千米里程，每年每車(chē)減碳約300噸，碳權(quán)收益18000元/車(chē)/年。其三，作為清潔運(yùn)輸，氫能重卡將得到全速推廣。
 

　　未來(lái)，晉南鋼鐵將以氫能重卡“零碳智慧物流平臺(tái)”為突破口，推廣10000輛氫能重卡在臨汾市使用；利用山西特有的氫氣資源，實(shí)現(xiàn)減污降碳、清潔運(yùn)輸。本著“量大從優(yōu)”的原則，集團(tuán)將吸引更多與氫能重卡配套的氫燃料電堆、儲(chǔ)氫罐、電解水制氫及汽車(chē)組裝廠等上下游企業(yè)前來(lái)臨汾投資建廠，形成氫能產(chǎn)業(yè)集群，打造氫能產(chǎn)業(yè)孵化基地和氫能小鎮(zhèn)示范園區(qū)。
 

　　晉南鋼鐵還將積極推進(jìn)氫化山西共贏發(fā)展項(xiàng)目，與美錦能源集團(tuán)有限公司和山西鵬飛集團(tuán)有限公司深化合作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，向上向下延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，規(guī)劃發(fā)展“一個(gè)中心、兩個(gè)縱向、三個(gè)橫向”鏈條，形成制氫、儲(chǔ)氫?、運(yùn)氫、加氫、用氫等產(chǎn)業(yè)鏈的一體化循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。
 

　　“下一步，我們將繼續(xù)優(yōu)化氫冶金相關(guān)技術(shù)，從富氫高爐工藝逐步轉(zhuǎn)向氫基豎爐直接還原煉鐵工藝，輸出端使用CCUS技術(shù)，通過(guò)大規(guī)模布局綠電、綠氫產(chǎn)業(yè)，打造全流程綠色鋼鐵示范企業(yè)，力爭(zhēng)在2025年前實(shí)現(xiàn)‘1噸鋼1噸碳排放’目標(biāo)，在2050年前成為全國(guó)領(lǐng)先的近零碳鋼鐵企業(yè)，建成全國(guó)極致能效綠色鋼鐵示范基地和全國(guó)CCUS技術(shù)應(yīng)用示范基地。”晉南鋼鐵總裁張?zhí)旄３錆M信心地說(shuō)。