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张天福:抢占氢能产业新高地

2022-09-02 10:40:00

中国冶金报 中国钢铁新闻网
记者 刘加军 丁卫国 报道
记者 丁卫国 摄影
 
晋南钢铁集团总裁张天福(右)接受本报记者专访
  “氢能产业,作为 ‘氢化山西’战略中的主要内容,未来至少是千亿级以上规模的产业,甚至万亿级。山西晋南钢铁集团(以下简称晋南钢铁)作为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。”8月11日,晋南钢铁总裁张天福在接受《中国冶金报》记者专访时表示。
图为晋南钢铁集团氢能重卡交付仪式现场
  当天上午,晋南钢铁举行了300辆氢能重卡投运仪式,向外界宣示了晋南钢铁坚持绿色低碳发展,发展氢能产业的决心和采取的实际行动。
  千亿级产业的规模相当于一个中等国家的GDP水平。晋南钢铁如何抢占氢能产业新高地,又将如何规划自己的路径?
  瞄准氢能量,构建资源优势
  “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,每年焦炭产能在1.4亿吨左右,每吨焦炭副产氢气在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,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。晋南钢铁位于山西省,发展这一产业,具有先天的优势。
  “为此,晋南钢铁超前布局,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。
图为晋南钢铁集团沃能化工厂区
  近年来,在国家“碳达峰、碳中和”背景下,晋南钢铁依托自身钢铁、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,完全符合近期国家发布的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》和《工业领域碳达峰实施方案》的要求。晋南钢铁利用高炉、转炉和焦炉煤气合成乙二醇、LNG及氢气,实现了化产固碳及产品高值转化,年固碳约136万吨;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,年减少碳排放约60万吨,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。传统煤化工的生产成本在5000元/吨左右,我们的生产成本控制在3000元/吨左右。原因是我们的原料主要来自上游的焦化、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,用到化工约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。
图为晋南钢铁集团焦化厂区
  利用焦化的煤气、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,这就是晋南钢铁一连串氢能应用各个场景全方位的投用。
  “我们利用科技与产业优势,将晋南钢铁打造成为一家‘化产固碳、氢冶金降碳’的领军企业。”张天福表示。
  作为氢能产业链的链主和领军企业,晋南钢铁不仅仅是实现企业自身的发展,还致力于带动其他相关产业发展。
  前不久,在山西省重点产业链链长制工作会议上,晋南钢铁被山西省政府授予首批氢能产业链“链主”企业。
  “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,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;但要实现真正的净零碳排放,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,电如何而来?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,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净碳。
  在这方面,晋南钢铁走在前列,提前布局“绿电”——光伏发电。
图为晋南钢铁集团太子湖水上光伏项目
图为晋南钢铁集团一期300兆瓦光伏项目
  走进晋南钢铁厂区,不仅仅太子湖大面积的水面和太子滩的陆地都已被光伏板覆盖,而且连厂房的阳面也挂满了光伏板。
  据介绍,今年3月份,晋南钢铁与中国华能合作建设的1300MW光伏“新能源+储能”项目正式启动,一期300MW光伏项目将于近期并网发电。同时,晋南钢铁又结合各厂区特点,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100MW分布式光伏发电项目。
  “总投资45亿元、年发电量16.5亿度、这个1300兆瓦光伏发电项目,是晋南钢铁联手中国华能在氢能战略上的又一个大手笔。”张天福介绍。
  从利用天然焦炉煤气优势到氢气提纯、氢能化工,从氢能冶炼到氢能卡车;从光伏绿氢到氢能冶炼再到氢能重卡,以氢气为源头的产业链,晋南钢铁稳稳地占据了资源先发优势。
  开启新赛道,形成千亿产业集群
  “作为氢能产业链的链主,最重要的是通过链主的示范引领作用,与上下游企业紧密合作,促进氢能产业链提质升级,补链强链延链。”张天福说。
  据介绍,氢能产业链上游包括制氢、储氢和运氢,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。
  “电解水来制氢已经很成熟。但我们不成熟,我们是搞炼钢的,需要大量用氢。因此,我们要起到链主的作用,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链建链成群,形成千亿级以上的氢能产业集群。”张天福说。
  在光伏绿氢方面,晋南钢铁已经与华能合作,形成1300MW光伏“新能源+储能”项目;在蓝氢提纯方面,晋南钢铁已经与杭氧合作,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,晋南钢铁也已经建立了广泛的客户群体。
  在应用场景方面,氢气冶金已经在晋南钢铁得到成熟成功应用。
图为晋南钢铁集团氢能冶炼
  “在1860立方米高炉里面我们是第一家使用氢气的。也就是,吨铁吹40立方氢气,可以降低20公斤的焦炭。同时,我们在烧结当中,也加入一部分氢气,吨烧结矿可以减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。
  一座高炉减焦4万吨,三座就是12万吨,可减少碳排放44万吨;按焦炭3200元/吨计算,12万吨下来就在3.8亿元。不仅社会效益好,而且经济效益也十分客观。
 
图为整装待发的氢能重卡
  氢能重卡是晋南钢铁近期发力的一个新应用领域。
  今年5月份,晋南钢铁与大运汽车、南京金龙、一汽解放、美锦能源等签署合作协议,合作推广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,推动氢能产业集聚成群建链。首批300辆氢能重卡已经到厂,并交付使用。
图为加氢站
  “我们计划2025年孵化10000辆氢能重卡、50多座加氢站,全面实现‘火运+氢能重卡’的绿色物流低碳目标。今天投运的加氢站项目是国内最大的加氢站,设计规模为每天加注9000公斤,每天可加注500辆汽车。投运后的加氢装置可实现自动启停、自动加氢,实现无人值守、自动控制、自动计量,可同时具备给氢能客车、氢能重卡、鱼雷氢气运输车加注氢气功能。”张天福介绍。
  如果把视野放大到整个山西省,省内注册的重卡超过45万辆。即使每年有3万辆更换为氢能重卡,需要15年才能更换完毕。
  “每辆氢能重卡按最低100万元计算,每年300亿元;一辆车一年的氢气成本按最低30万元计算,45万辆就是1350亿元的氢气消耗。这就已经是千亿级产业集群了。像这么大的产业做出来后就会吸引更多做氢气质子膜、氢能重卡、电解水槽液的产业。在这个产业链条上面所有的产业,包括加注站、运氢储罐,都会孵化出来。”张天福计算说。
  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。”张天福信息满满地说。
  据悉,目前晋南钢铁的光伏转换效率在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。)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,同时利用制氧厂-190℃氮气深冷能源制造液氢,最终实现用“绿氢”“绿氧”“液氢”替代化石能源电力、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拓展应用,实现绿色氢能全产业链一体化发展,打造千亿级氢能产业链。
  “以氢代碳,开启新赛道,占领新高地,晋南钢铁又一次成为钢铁绿色低碳发展的引领者。”张天福最后说。

来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网

编辑:张雨恬

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