在希臘的神話中有一個英雄人物名叫普羅米修斯，他從太陽神阿波羅那里盜走火種送給人類，給人類帶來了光明，從而讓世人敬仰。
走進山西晉南鋼鐵集團（以下簡稱晉南鋼鐵），無論是萬畝太子湖水面，還是曾經(jīng)的鹽堿地上，抑或是廠房的屋頂和外立面，一片片光伏板如同亮藍色的魚鱗，在太陽下熠熠生輝，形成一道道靚麗的風景線。
“這些光伏板正將太陽的光能源源不斷地轉(zhuǎn)化成清潔的電能，并通過電網(wǎng)輸送到千家萬戶，助力人們實現(xiàn)美好生活。后續(xù)，晉南鋼鐵將通過光伏制氫、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。”日前，晉南鋼鐵總裁張?zhí)旄Ｔ诮邮堋吨袊苯饒蟆酚浾卟稍L時表示。
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。
布局光伏，搶占未來發(fā)展制高點
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年前實現(xiàn)碳中和”目標的提出，是黨和國家基于中華民族永續(xù)發(fā)展和推動構(gòu)建人類命運共同體的責任擔當而作出的重大戰(zhàn)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(nèi)總碳排放量15%左右的鋼鐵行業(yè)，在完成這一歷史任務(wù)的過程中必然責無旁貸。光伏，作為能夠?qū)崿F(xiàn)低碳發(fā)展的一個重要能源渠道，也是國家重點支持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，晉南鋼鐵從2013年就已經(jīng)開始布局了。”張?zhí)旄１硎尽?/p>
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)于促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》(國發(fā)〔2013〕24號)提道：對利用戈壁荒灘等未利用土地建設(shè)光伏發(fā)電項目的，在土地規(guī)劃、計劃安排時予以適度傾斜;《關(guān)于支持新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)發(fā)展促進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新用地的意見》(國土資規(guī)〔2015〕5號)寫明：光伏、風力發(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(qū)域，因長期返堿嚴重，致使1萬余畝耕地農(nóng)民無法耕種，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，如今記者走進太子灘，看到的是農(nóng)光互補、漁光互補，看到的是鳥飛魚躍的生態(tài)濕地，看到的是風景優(yōu)美的晉文化旅游區(qū)。
現(xiàn)在的晉南鋼鐵廠區(qū)，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，而且連廠房的陽面也掛滿了光伏板。
“我們通過流轉(zhuǎn)農(nóng)民的鹽堿地，變成了農(nóng)光互補和漁光互補和旅游景區(qū)，既解決了土地的高效利用，又解決了農(nóng)民就業(yè)和增收，還帶來了綠色低碳發(fā)展模式。”張?zhí)旄＝榻B。
“各位領(lǐng)導(dǎo)，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(tǒng)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)，抑制藻類生長，有利于水污染防治，還不影響魚類生長，實現(xiàn)了‘漁光一體’立體化發(fā)展。”順著解說員的手望去，只見湖面上藍光粼粼，如同起伏的波浪。
此外，在廠房墻面上，晉南鋼鐵已經(jīng)利用廠區(qū)辦公樓的屋頂空閑區(qū)域建設(shè)了21MW的屋頂分布式光伏項目，利用向陽面的廠房閑置墻面建成了726千瓦是廠房墻面光伏項目，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(nóng)光互補產(chǎn)業(yè)區(qū)，晉南鋼鐵農(nóng)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，包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及相應(yīng)的上網(wǎng)設(shè)施，并配套建設(shè)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(jié)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,帶來雙向效益。”解說員向記者介紹。
此外，晉南鋼鐵還利用太子湖河道旁7.1萬平米的空閑土坡及空地，建設(shè)了8.4MW分布式光伏發(fā)電項目。
在停車場，晉南鋼鐵充分利用立恒廠區(qū)、焦化廠區(qū)、晉南廠區(qū)、恒瑞昆廠區(qū)等地的停車場地，建設(shè)了5MW停車場光伏車棚項目。用光伏板也代替?zhèn)鹘y(tǒng)車棚的鋼結(jié)構(gòu)棚頂，不僅增加了發(fā)電收益，還能為員工車輛遮陽擋雨，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和綠色生態(tài)的“雙贏”，受到了廣大員工的好評。
“今年以來，我們集團充分利用廠區(qū)停車場、廠房屋頂和墻面、農(nóng)業(yè)園區(qū)土坡、鹽堿荒地、太子湖水面等閑置空地，建設(shè)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(nèi)一線光伏品牌設(shè)備，具有總裝機容量大、發(fā)電轉(zhuǎn)化率高、可就地消化、維護簡單、使用壽命長等優(yōu)勢。”張?zhí)旄＝榻B。
2022年3月，晉南鋼鐵與中國華能簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，建設(shè)1300兆瓦光伏“新能源+儲能”項目，預(yù)計總投資45億元，年發(fā)電量16.5億度，占地兩萬多畝。
“這是2021年山西省政府批準的規(guī)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。”張?zhí)旄Ｕf。
不過，有成本競爭力才有生命力。現(xiàn)在光伏發(fā)電一度電多少錢？
“現(xiàn)在光伏發(fā)電一度電的成本不超過三毛錢，已經(jīng)遠低于電網(wǎng)購電，而且成本還在進一步降低。”一位工作人員介紹。
顯然，阿波羅之火已經(jīng)被引到了晉南鋼鐵，并且燒得越來越旺。
光伏制氫， 向“噸鋼噸碳”進軍
在鋼鐵冶煉的過程中，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。
“實現(xiàn)‘雙碳’目標是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，將推動經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。對于鋼鐵生產(chǎn)來說，也要從碳冶金向氫冶金、氫能物流轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的革命。”張?zhí)旄ＵJ為。
走進晉南鋼鐵集團煉鐵廠3號1860立方米高爐主控室，可以在監(jiān)控畫面上看到實時顯示氫氣壓力和流量情況。“要時刻關(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。”值班的主控工介紹。此外，他說還要經(jīng)常透過窺視孔觀察噴氫裝置運行情況，并根據(jù)噴槍磨損情況，及時調(diào)整噴槍角度和位置，保證氫能冶煉正常進行。
晉南鋼鐵集團高爐、轉(zhuǎn)爐、焦爐煤氣通過相互置換，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；其次，將煉鋼過程中產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐煤氣送至化工廠，經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)及凈化處理后，合成乙二醇、LNG及氫氣產(chǎn)品；最后，將化工廠氫氣送至高爐和燒結(jié)，實現(xiàn)了氫能冶煉和富氫燒結(jié)。同時，化工廠提純后的氫氣，變壓吸附后變成99.999%純凈氫氣供氫能汽車使用。
顯然，在應(yīng)用場景方面，從冶金到物流，氫氣已經(jīng)在晉南鋼鐵得到成熟成功應(yīng)用。
不過，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，成本較低；但要實現(xiàn)真正的零碳排放，需要“綠氫”，即利用可再生能源（例如太陽能或風能）通過電解工序產(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。”張?zhí)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？
“眾所周知，我國火力發(fā)電占比達到70%左右。火力發(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。”張?zhí)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(jù)介紹，晉南鋼鐵將用光伏“綠電”通過電解水制氫+制氧+液氫，為氫能重卡和氫能冶煉提供原料；同時將白天產(chǎn)生的部分綠電進行儲存，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，同時利用制氧廠-190℃氮氣深冷能源制造液氫，最終實現(xiàn)用“綠氫”“綠氧”“液氫”替代化石能源電力、焦炭，開創(chuàng)一條技術(shù)先進、經(jīng)濟可行的“碳中和”路徑，帶動鋼鐵實現(xiàn)長流程低碳變革。
“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，著力推動制氫、儲氫、運氫、加氫、制造液氫及氫能重卡、氫能交通等多個領(lǐng)域拓展應(yīng)用，實現(xiàn)綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展。”張?zhí)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；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(wěn)穩(wěn)地占據(jù)了先發(fā)優(yōu)勢。
據(jù)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、行動實踐、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。
