山西晋南钢铁集团：打造极致能效绿色钢铁基地 争当近零碳钢铁企业先行者

本文转自：山西日报

焦化厂区

太子湖水上光伏

综合能源岛开工仪式

加氢站

沃能化工厂区

2023年11月19日，由山西晋南钢铁集团有限公司（以下简称晋南钢铁）承办的“钢-焦-化-氢+”一体化高质量发展现场会在山西临汾召开，来自国家部委领导、“两院”院士、行业协会领导及专家齐聚一堂，共商绿色低碳发展大计，共叙钢铁、化工行业的美好未来。

“工业是我国二氧化碳排放的重点行业，绿氢是促进流程工业低碳发展的关键，晋南钢铁发展模式实现了以氢能促进流程工业降碳的目标。”中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和在“钢-焦-化-氢+”一体化高质量发展现场会上指出。

中国工程院院士、中国矿业大学教授彭苏萍作《中国氢能源与燃料电池发展战略研究》报告指出“晋南钢铁一体化发展模式及系列创新技术最大特色是融合，最大优势是协同，耦合发展减碳降碳的成果令人鼓舞，下一步应做好示范推广。”

“在碳达峰碳中和的新形势下，工业生产必须以资源综合利用为纽带，创新互联互通、共生共赢的耦合发展新模式。晋南钢铁以煤气为纽带，通过加强一氧化碳、氢气综合利用，打造‘钢-焦-化-氢’循环产业链，在钢铁冶金与化工产业耦合低碳协同发展方面进行了有益探索。希望产业界做好经验总结，为后续推广应用创造条件。”工业和信息化部原材料司二级巡视员韩敬友在会上讲话时，对晋南钢铁绿色低碳创新发展取得的成效给予高度评价。

“长期以来，钢铁行业的焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气传统的利用方法是燃烧或发电，导致行业存在能耗高、二氧化碳排放量高的难题。”中国石油和化学工业联合会副会长兼秘书长赵俊贵表示，晋南钢铁“钢-焦-化-氢”一体化发展模式是一种很好的探索和实践，实现了全产业流程的能源、化工资源优化配置和低碳发展，具有典型的示范意义。

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在当前行业绿色转型和高质量发展的背景下，国家部委领导、“两院”院士力推晋南钢铁“钢-焦-化-氢”一体化发展模式，不仅可实现钢铁、焦化与化工行业的低碳协同发展，同时，还为推动整个工业生产体系协同降碳、减碳提供了有益借鉴。

构建“钢-焦-化-氢”产业链 树立绿色低碳发展新标杆

晋南钢铁是山西省政府确定的首批氢能产业链“链主”企业，是“国家级绿色工厂”“国家级环保绩效A级企业”“双碳最佳实践能效标杆示范厂培育企业”。

近年来，集团以成为中国近零碳钢铁企业先行者为目标，聚焦产业链建链延链补链强链，充分利用资源优势和能源应用场景，构建“钢-焦-化-氢”低碳绿色发展路线，全力推进钢化联产、氢能冶炼新工艺，大量应用光伏绿电等可再生资源，清洁运输全面使用氢能重卡，拓展氢能零碳物流平台，打造氢能产业集群。集团先后投运了400辆氢能重卡，并配套建设了加氢站和零碳物流平台，助力企业实现零碳物流全场景覆盖。

“双碳”时代，晋南钢铁依托自身钢铁、焦化、化工的能源互补优势，率先在全国构建了钢化联产和氢能冶金全闭环低碳产业链。集团将焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气等载碳能源输送到化工厂，经过煤气净化提纯分离LNG、一氧化碳和氢气，催化合成乙二醇载碳化工产品，从而实现“以化固碳”。同时，化工提纯氢气过程中输出富氢解析气，再返回钢铁企业进行高炉富氢低碳冶炼，从源头上降低高炉工序的煤炭消耗，从而实现“以氢代碳”。

——创新焦炉煤气、转炉煤气氧化偶联法合成乙二醇新技术。晋南钢铁建成国内首条利用转炉煤气、焦炉煤气等副产煤气制备乙二醇等载碳化工产品的新产线，创新性地提出了采用氧化偶联法生产乙二醇新技术，构建了针对焦炉煤气、转炉煤气特点的梯级深度除杂工艺，形成了利用钢铁副产煤气生产乙二醇高附加值化工产品的利用新途径，实现了“以化固碳”。

——形成转炉煤气新型除氧精脱硫及一氧化碳提纯技术。晋南钢铁研发了焦炉煤气、转炉煤气“变温吸附（TSA）+低温水解脱硫+低温转化脱氧”的新型除氧精脱硫及一氧化碳提纯技术，并在钢化联产焦炉煤气与转炉煤气联合制备乙二醇项目进行了应用，脱硫后总硫含量＜0.1ppm，氧含量＜30ppm，氢气含量＞99.9%，一氧化碳含量＞99.9%，达到乙二醇生产对煤气净化成分的要求。

——研发高炉喷吹化工富氢气体低碳冶金技术。晋南钢铁自主设计并建成了国内首套1860立方米高炉大规模喷吹化工富氢气体工业化应用工程，开发了高炉喷氢“物理自保护+工艺自保护智能联锁+紧急自保护切断”的三重化智能安全控制技术，实现了高炉长期稳定高效喷吹。吨铁喷吹30立方米氢气可置换12公斤焦炭，按集团现有铁水年产量核算，每年可减少焦炭消耗9.1万吨，减少二氧化碳排放28万吨。目前，集团已掌握并有效运用富氢低碳冶炼技术，实现了“以氢代碳”。

——形成钢化联产能源介质数字化集成管控技术。晋南钢铁以焦炉煤气、转炉煤气联产乙二醇和LNG为目标，实现了钢铁产业蒸汽、氮气等能源介质与化工生产用气的耦合匹配及智能化调度，化工生产废水、废料与钢铁生产的协同处置及利用，实现了钢化联产物料和能量平衡，物质流、能量流协同，有效减少了二氧化碳排放量，取得了显著的减排效果，达到了产业间耦合降本、协同降碳。

——实现煤气提质增量和梯度利用。晋南钢铁针对转炉煤气回收中存在的煤气回收量少、煤气一氧化碳浓度低的问题，开展了利用转炉汽化冷却烟道高温余热将焦炭除尘灰中的碳和烟气中的二氧化碳转化为一氧化碳的转炉煤气提质增效研究，有效利用了转炉汽化烟道余热，不仅实现了转炉煤气的提质增效和增量回收，还实现了转炉工序系统的能量高效利用。该项目获得2022年度临汾市“市长创新奖”一等奖。

晋南钢铁应用“钢-焦-化-氢”一体化联产技术后，企业吨钢碳排放、吨钢综合能耗、吨钢综合电耗在行业处于领先水平。目前，钢铁行业吨钢碳排放标准值为1.8吨，晋南钢铁为1.4吨；行业吨钢综合能耗为538千克标准煤，晋南钢铁为482千克标准煤；行业吨钢综合电耗为471度，晋南钢铁为330度。

加快能源绿色转型 助推区域高质量发展

氢能、光伏是全球公认最理想的清洁能源，也是推动能源结构变革、实现“双碳”目标的重要途径。晋南钢铁依托“钢-焦-化-氢”全循环低碳产业链，不断拓展氢能应用场景，全面布局光伏绿电，通过推行氢能重卡，努力将集团打造成全流程绿色钢铁企业，有效改善区域生态环境，实现绿色低碳高质量发展。

2023年6月27日，晋南钢铁举行50辆电动装载机、100辆氢能重卡交车仪式，这是集团继2022年8月一次性投运300辆氢能重卡后，再次向新能源领域发力的重要举措，也是全方位推进能源绿色转型升级、助力“临汾绿色运输试点城市”目标实现的具体实践。

2023年10月19日，晋南钢铁与杭氧集团合作建设的杭沃氢能综合能源岛项目正式开工，标志着集团向“中国近零碳钢铁企业先行者”目标迈出坚实的一步。该项目集加氢、充电、加气功能于一体，设计加氢能力为每天9000公斤，最大加氢能力为12000公斤，计划2024年4月15日建成投用。项目实施后，对提高能源利用效率、推动区域经济发展、改善城市空气环境具有十分重要的意义。

与此同时，晋南钢铁以临汾市为中心，在国内创建氢能零碳物流平台，通过市场化运作模式，寻求当地优质企业的货源合作，增加货源及氢能重卡，提升回程货源占比量。通过平台大数据分析，精准自动匹配货源、一键派车、自动结算、园区无人驾驶，提升运行效率，目前，在没有补贴的情况下实现盈利，吸引国内众多同行、专业团队来集团参观学习。

此外，晋南钢铁与中国华能合作建设1300兆瓦光伏“新能源+储能”项目，通过农光互补发展模式，推动区域乡村振兴，其中，一期300兆瓦光伏项目已于2023年6月全容量并网发电，年平均发电4.1亿度，每年可节约标准煤约12.5万吨，减少二氧化碳排放约34.2万吨。同时，集团在厂区内闲置空地、厂房屋顶、厂房墙体、停车场车棚等区域，建设了120兆瓦分布式光伏发电项目，通过大力发展光伏绿电，有效降低企业碳排放，让绿色低碳成为高质量发展永恒的底色。

“下一步，我们将继续优化氢冶金相关技术，从富氢高炉工艺逐步转向氢基竖炉直接还原炼铁工艺，输出端使用CCUS技术，通过大规模布局绿电、绿氢产业，打造全流程绿色钢铁示范企业，力争在2025年前实现‘1吨钢1吨碳排放’目标，在2050年前成为全国领先的近零碳钢铁企业，成为全国极致能效绿色钢铁示范基地和全国CCUS技术应用示范基地。”晋南钢铁总裁张天福充满信心地说。

本版文字：丁卫国

本版图片：邹莹