在希臘的神話(huà)中有一個(gè)英雄人物名叫普羅米修斯,他從太陽(yáng)神阿波羅那里盜走火種送給人類(lèi),給人類(lèi)帶來(lái)了光明,從而讓世人敬仰。
走進(jìn)山西晉南鋼鐵集團(以下簡(jiǎn)稱(chēng)晉南鋼鐵),無(wú)論是萬(wàn)畝太子湖水面,還是曾經(jīng)的鹽堿地上,抑或是廠(chǎng)房的屋頂和外立面,一片片光伏板如同亮藍色的魚(yú)鱗,在太陽(yáng)下熠熠生輝,形成一道道靚麗的風(fēng)景線(xiàn)。
“這些光伏板正將太陽(yáng)的光能源源不斷地轉化成清潔的電能,并通過(guò)電網(wǎng)輸送到千家萬(wàn)戶(hù),助力人們實(shí)現美好生活。后續,晉南鋼鐵將通過(guò)光伏制氫、制氧,用于鋼鐵生產(chǎn),為打造全流程綠色鋼鐵提供有力保障?!比涨?,晉南鋼鐵總裁張天福在接受《中國冶金報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
向光而行的晉南鋼鐵,如同鋼鐵行業(yè)里的普羅米修斯,正將阿波羅的火種引入鋼鐵,以綠色低碳造福人類(lèi)。
布局光伏,搶占未來(lái)發(fā)展制高點(diǎn)
眾所周知,“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實(shí)現碳中和”目標的提出,是黨和國家基于中華民族永續發(fā)展和推動(dòng)構建人類(lèi)命運共同體的責任擔當而作出的重大戰略決策。
“‘雙碳’目標是一項必須完成而且一定能夠完成的重大歷史任務(wù)。作為每年碳排放量占國內總碳排放量15%左右的鋼鐵行業(yè),在完成這一歷史任務(wù)的過(guò)程中必然責無(wú)旁貸。光伏,作為能夠實(shí)現低碳發(fā)展的一個(gè)重要能源渠道,也是國家重點(diǎn)支持的戰略性新興產(chǎn)業(yè),晉南鋼鐵從2013年就已經(jīng)開(kāi)始布局了?!睆執旄1硎?。
從政策上,國家也給予了光伏產(chǎn)業(yè)巨大支持。例如,《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》(國發(fā)〔2013〕24號)提道:對利用戈壁荒灘等未利用土地建設光伏發(fā)電項目的,在土地規劃、計劃安排時(shí)予以適度傾斜;《關(guān)于支持新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)發(fā)展促進(jìn)大眾創(chuàng )業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng )新用地的意見(jiàn)》(國土資規〔2015〕5號)寫(xiě)明:光伏、風(fēng)力發(fā)電等項目使用戈壁、荒漠、荒草地等未利用土地的,對不占壓土地、不改變地表形態(tài)的用地部分,可按原地類(lèi)認定;《國土資源部辦公廳關(guān)于光伏發(fā)電用地有關(guān)事項的函》(國土資廳函〔2016〕1638號)指出,支持使用未利用地發(fā)展光伏發(fā)電。
晉南鋼鐵所在的曲沃縣太子灘區域,因長(cháng)期返堿嚴重,致使1萬(wàn)余畝耕地農民無(wú)法耕種,既浪費了寶貴的土地資源,又造成了環(huán)境嚴重污染,變成了人們口中的“鹽堿灘”“荒草灘”和“垃圾灘”。
不過(guò),如今記者走進(jìn)太子灘,看到的是農光互補、漁光互補,看到的是鳥(niǎo)飛魚(yú)躍的生態(tài)濕地,看到的是風(fēng)景優(yōu)美的晉文化旅游區。
現在的晉南鋼鐵廠(chǎng)區,不僅僅太子湖大面積的水面和太子灘的陸地都已被光伏板覆蓋,而且連廠(chǎng)房的陽(yáng)面也掛滿(mǎn)了光伏板。
“我們通過(guò)流轉農民的鹽堿地,變成了農光互補和漁光互補和旅游景區,既解決了土地的高效利用,又解決了農民就業(yè)和增收,還帶來(lái)了綠色低碳發(fā)展模式?!睆執旄=榻B。
“各位領(lǐng)導,請看右邊!我們在太子湖湖面上安裝了大片的光伏板,這是我們6.5MW水面光伏發(fā)電項目。水面光伏與傳統的地面光伏相比,不僅不占用土地資源,還在發(fā)電效率方面有一定的優(yōu)勢。為什么呢?這是因為水體對光伏組件有冷卻效果,可以抑制組件表面溫度上升,整體發(fā)電量比屋頂或地面光伏高出5%-15%左右。此外,水面安裝的光伏板可以大面積遮蔽水面,減少水體蒸發(fā),抑制藻類(lèi)生長(cháng),有利于水污染防治,還不影響?hù)~(yú)類(lèi)生長(cháng),實(shí)現了‘漁光一體’立體化發(fā)展?!表樦?zhù)解說(shuō)員的手望去,只見(jiàn)湖面上藍光粼粼,如同起伏的波浪。
此外,在廠(chǎng)房墻面上,晉南鋼鐵已經(jīng)利用廠(chǎng)區辦公樓的屋頂空閑區域建設了21MW的屋頂分布式光伏項目,利用向陽(yáng)面的廠(chǎng)房閑置墻面建成了726千瓦是廠(chǎng)房墻面光伏項目,不僅可以獲得清潔電能,還具有阻燃、隔熱、降噪、減少光污染等功能。
在農光互補產(chǎn)業(yè)區,晉南鋼鐵農光互補光伏菌菇大棚項目總投資2億元,占地650余畝,總裝光伏發(fā)電機容量20MW,包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統及相應的上網(wǎng)設施,并配套建設400棟優(yōu)質(zhì)食用菌生產(chǎn)基地。
“該項目符合國家新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求,既節約土地,不改變土地屬性,又可以將空間一體利用,擴大供電可再生能源比例,帶來(lái)雙向效益?!苯庹f(shuō)員向記者介紹。
此外,晉南鋼鐵還利用太子湖河道旁7.1萬(wàn)平米的空閑土坡及空地,建設了8.4MW分布式光伏發(fā)電項目。
在停車(chē)場(chǎng),晉南鋼鐵充分利用立恒廠(chǎng)區、焦化廠(chǎng)區、晉南廠(chǎng)區、恒瑞昆廠(chǎng)區等地的停車(chē)場(chǎng)地,建設了5MW停車(chē)場(chǎng)光伏車(chē)棚項目。用光伏板也代替傳統車(chē)棚的鋼結構棚頂,不僅增加了發(fā)電收益,還能為員工車(chē)輛遮陽(yáng)擋雨,實(shí)現了經(jīng)濟效益和綠色生態(tài)的“雙贏(yíng)”,受到了廣大員工的好評。
“今年以來(lái),我們集團充分利用廠(chǎng)區停車(chē)場(chǎng)、廠(chǎng)房屋頂和墻面、農業(yè)園區土坡、鹽堿荒地、太子湖水面等閑置空地,建設了100MW分布式光伏發(fā)電項目。該項目采用分塊發(fā)電、就地并網(wǎng)、自發(fā)自用模式,采用了國內一線(xiàn)光伏品牌設備,具有總裝機容量大、發(fā)電轉化率高、可就地消化、維護簡(jiǎn)單、使用壽命長(cháng)等優(yōu)勢?!睆執旄=榻B。
2022年3月,晉南鋼鐵與中國華能簽署戰略合作協(xié)議,建設1300兆瓦光伏“新能源+儲能”項目,預計總投資45億元,年發(fā)電量16.5億度,占地兩萬(wàn)多畝。
“這是2021年山西省政府批準的規模最大的單體光伏發(fā)電項目,一期300兆瓦光伏項目已于2023年1月并網(wǎng)發(fā)電?!睆執旄Uf(shuō)。
不過(guò),有成本競爭力才有生命力?,F在光伏發(fā)電一度電多少錢(qián)?
“現在光伏發(fā)電一度電的成本不超過(guò)三毛錢(qián),已經(jīng)遠低于電網(wǎng)購電,而且成本還在進(jìn)一步降低?!币晃还ぷ魅藛T介紹。
顯然,阿波羅之火已經(jīng)被引到了晉南鋼鐵,并且燒得越來(lái)越旺。
光伏制氫, 向“噸鋼噸碳”進(jìn)軍
在鋼鐵冶煉的過(guò)程中,碳是一種不可或缺的元素,鋼中碳的含量與鋼的強度等指標有關(guān)。因此,鋼鐵冶煉肯定是不能完全摒棄碳的存在的。
“實(shí)現‘雙碳’目標是生態(tài)文明建設的重要內容,將推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型,是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟社會(huì )系統性變革。對于鋼鐵生產(chǎn)來(lái)說(shuō),也要從碳冶金向氫冶金、氫能物流轉變,實(shí)現生產(chǎn)工藝的革命?!睆執旄UJ為。
走進(jìn)晉南鋼鐵集團煉鐵廠(chǎng)3號1860立方米高爐主控室,可以在監控畫(huà)面上看到實(shí)時(shí)顯示氫氣壓力和流量情況?!耙獣r(shí)刻關(guān)注氫氣壓力變化,確保壓力值在0.5兆帕以上,防止氫氣回流?!敝蛋嗟闹骺?span style="">工介紹。此外,他說(shuō)還要經(jīng)常透過(guò)窺視孔觀(guān)察噴氫裝置運行情況,并根據噴槍磨損情況,及時(shí)調整噴槍角度和位置,保證氫能冶煉正常進(jìn)行。
晉南鋼鐵集團高爐、轉爐、焦爐煤氣通過(guò)相互置換,首先,將高爐煤氣送至頂裝焦爐,置換出優(yōu)質(zhì)的焦爐煤氣,再把優(yōu)質(zhì)的焦爐煤氣全部送至化工廠(chǎng);其次,將煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)轉爐煤氣送至化工廠(chǎng),經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)反應及凈化處理后,合成乙二醇、LNG及氫氣產(chǎn)品;最后,將化工廠(chǎng)氫氣送至高爐和燒結,實(shí)現了氫能冶煉和富氫燒結。同時(shí),化工廠(chǎng)提純后的氫氣,變壓吸附后變成99.999%純凈氫氣供氫能汽車(chē)使用。
顯然,在應用場(chǎng)景方面,從冶金到物流,氫氣已經(jīng)在晉南鋼鐵得到成熟成功應用。
不過(guò),目前晉南鋼鐵的自產(chǎn)氫氣大部分屬于“藍氫”,即從焦爐副產(chǎn)煤氣提取而來(lái),成本較低;但要實(shí)現真正的零碳排放,需要“綠氫”,即利用可再生能源(例如太陽(yáng)能或風(fēng)能)通過(guò)電解工序產(chǎn)生的氫。
“作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的鏈主,僅靠焦爐自產(chǎn)的‘藍氫’顯然是不夠的,‘綠氫’的大量生產(chǎn)成為必須?!睆執旄UJ為。
那么,“綠氫”如何產(chǎn)生?生產(chǎn)綠氫的主要途徑是電解水制氫,其中電費的成本占近80%左右 。但向前溯源,電如何而來(lái)?
“眾所周知,我國火力發(fā)電占比達到70%左右?;鹆Πl(fā)電依靠的還是煤,這樣產(chǎn)生的氫真的算是‘綠氫’嗎?值得商榷?!睆執旄UJ為。
因此,“綠氫”不僅要考慮氫的制備,還要考慮制備氫所用的電從什么途徑產(chǎn)生,是否零碳。只有做到了“綠電”產(chǎn)生“綠氫”,才能真正做到低碳甚至凈碳。
據介紹,晉南鋼鐵將用光伏“綠電”通過(guò)電解水制氫+制氧+液氫,為氫能重卡和氫能冶煉提供原料;同時(shí)將白天產(chǎn)生的部分綠電進(jìn)行儲存,利用“光電+儲能+低峰電力”相互聯(lián)鎖切換,形成正常供電制氫的生產(chǎn)工藝,同時(shí)利用制氧廠(chǎng)-190℃氮氣深冷能源制造液氫,最終實(shí)現用“綠氫”“綠氧”“液氫”替代化石能源電力、焦炭,開(kāi)創(chuàng )一條技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟可行的“碳中和”路徑,帶動(dòng)鋼鐵實(shí)現長(cháng)流程低碳變革。
“在這方面,晉南鋼鐵走在前列,提前布局‘綠電’——光伏發(fā)電。同時(shí),著(zhù)力推動(dòng)制氫、儲氫、運氫、加氫、制造液氫及氫能重卡、氫能交通等多個(gè)領(lǐng)域拓展應用,實(shí)現綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展?!睆執旄=榻B。
從利用天然焦爐煤氣優(yōu)勢到氫氣提純、氫能化工,從氫能冶煉到氫能卡車(chē);從光伏綠氫到氫能冶煉再到氫能重卡,以氫氣為源頭的產(chǎn)業(yè)鏈,晉南鋼鐵穩穩地占據了先發(fā)優(yōu)勢。
據測算,晉南鋼鐵集團噸鋼碳排放2021年從行業(yè)平均水平1.8噸降低至1.48噸,2022年降低至1.4噸左右,計劃2025年降低至1.36噸,力爭“噸鋼噸碳”。
在工藝理論、行動(dòng)實(shí)踐、技術(shù)創(chuàng )新和發(fā)展模式上,晉南鋼鐵已經(jīng)在全面引領(lǐng)全球鋼鐵綠色低碳發(fā)展。