劉雨軒 李清濤

（大唐國唐新疆能源有限公司，新疆 烏魯木齊 830047）

本文結合筆者所在公司與八鋼公司的技術應用經(jīng)驗，對電力能源企業(yè)與鋼鐵企業(yè)協(xié)同合作的實現(xiàn)碳達峰的技術進行探討。

1 八鋼公司背景條件

寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司（前身為“新疆八一鋼鐵集團有限責任公司”，以下簡稱八鋼集團）始建于1951年9月，是老一輩無產(chǎn)階級革命家王震將軍率領駐疆解放軍指戰(zhàn)員和新疆各族群眾艱苦奮斗、節(jié)衣縮食創(chuàng)建起來的，原是自治區(qū)的國有骨干企業(yè)和利稅大戶，為自治區(qū)的經(jīng)濟和社會發(fā)展作出了重要貢獻。2007年4月與寶鋼集團增資重組，成為寶鋼集團控股子公司，目前屬于寶武集團。

在碳中和背景下，作為以煤、電、氣為主要消耗能源的國內(nèi)鋼鐵行業(yè)最大央企寶武集團（八鋼公司所屬集團）計劃在目前電、氣等清潔煉鋼基礎上，提出綠色煉鋼創(chuàng)新思路，計劃2023年實現(xiàn)碳達峰，2025年具備減碳30%的工藝技術能力，2035年實現(xiàn)減碳30%，2050年力爭實現(xiàn)碳中和。

目前，寶武集團提出在新疆開展50萬噸氫氣煉鋼項目，根據(jù)測算，如項目落成，每年需要氫氣2萬噸左右。

2 電力能源企業(yè)與鋼鐵企業(yè)協(xié)同合作實現(xiàn)碳達峰技術概述

2.1 “綠電制氫”資源可行性分析

烏魯木齊達坂城區(qū)域，擁有豐富的風能資源與光能資源，但由于目前全疆新能源裝機容量一直處于“紅帽”狀態(tài)，項目獲批難度大，消納條件較差，導致烏魯木齊周邊新能源開發(fā)速度近年來持續(xù)放緩，大量優(yōu)質(zhì)風光資源未能有效利用開發(fā)。

八鋼方面，其目前煉鋼的主要能源消耗依舊是煤炭，盡管其目前一直接受嚴格的環(huán)保監(jiān)管，但其本質(zhì)均為碳基能源供給，在2060碳中和的大前提下，其勢必更改燃料來源，而就目前技術路線以及工藝成熟度、可行性等方面，利用氫氣冶金，無論是作為燃料供給或特殊工藝添加劑，均具備巨大的碳減排優(yōu)勢及可行性。

根據(jù)目前社會各界關于碳中和的預期，后期政策大概率會以“碳排放稅”的形式進一步全面推進碳中和，因此碳中和是我國乃至世界的發(fā)展趨勢，如何提前布局，關系到雙方企業(yè)是否能夠在新時代發(fā)展潮流中站穩(wěn)腳跟并占得先機。

2.2 “綠電制氫”煉鋼思路闡述

目前發(fā)電企業(yè)面臨新能源發(fā)展任務重，但項目消納條件差、競價機制導致電價進一步下降的嚴峻考驗；鋼鐵企業(yè)面臨去產(chǎn)能、產(chǎn)業(yè)轉型升級以及如何完全拋棄碳基能源實現(xiàn)碳中和目標的難題之中。

鋼鐵企業(yè)開發(fā)氫氣冶金，如按照工藝研發(fā)－制氫－儲氫－煉鐵－煉鋼的全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)，將面臨巨大的壓力，在轉型初期經(jīng)濟上難以承受，且發(fā)電系統(tǒng)維護、工程建設方面存在一定短板，項目資源、管理經(jīng)驗及管理模式不適宜鋼鐵自行建設、運營新能源發(fā)電站。

綜上所述，本文討論方案，即為發(fā)電企業(yè)發(fā)揮項目開發(fā)、建設、運營優(yōu)勢，依托鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉型后帶來的巨大制氫用電量，建設專用“綠電制氫”新能源場站，搶抓碳中和的歷史機遇，協(xié)同鋼鐵企業(yè)摸索一條以棄風棄光區(qū)域建設大規(guī)模新能源項目制氫項目用于氫氣冶金的道路。

2.3 項目開發(fā)成本控制思路

項目考慮“綠電”制氫的同時，對于制氫成本要求較高，按照目前新疆工業(yè)天然氣2.07元/立方計算，結合氫氣轉換效率，制氫成本邊界條件低于15元/公斤時，方能滿足成本要求，其中需要到戶電價達到0.12元/千瓦時以下，并且申請國家相關補貼才能實現(xiàn)。

因此采用離網(wǎng)新能源模式制氫、儲氫并進行煉鋼，避開國家電網(wǎng)輸配電價（220千伏電壓等級約0.12元/千瓦時）的方式較為可行，但存在存儲氫成本增加的問題，需要進一步研究討論。

按照50萬噸煉鋼氫氣需求，需要建設15萬千瓦風電、50萬千瓦光伏配套，風電單位造價需控制在4元以下、光伏單位造價需控制在3元以下。

2.4 “綠電制氫”配套設施布置思路

根據(jù)烏魯木齊周邊新能源資源，并按照輸送距離初步確定選址為烏魯木齊縣，將薩爾達坂鄉(xiāng)東白楊溝村二隊40萬光伏，板房溝鄉(xiāng)燈草溝村10萬光伏，托里風區(qū)15萬風電作為配套。

220千伏匯集站建設在薩爾達坂鄉(xiāng)東白楊溝村二隊，板房溝鄉(xiāng)燈草溝村10萬千瓦光伏通過110千伏電壓等級接入?yún)R集站，線路長度約10公里，托里風電通過110千伏電壓等級接入?yún)R集站，線路長度約25公里，匯集站通過220千伏線路接入八鋼220千伏制氫變電站，線路長度約50公里，工程總投資（包括制氫站配套）約29億元。

2.5 “綠電制氫”技術推廣思路

為進一步增強盈利能力，雙方可合作上報自治區(qū)或國家級示范項目，以企業(yè)帶動政府的方式，爭取相關補貼政策。

該技術在氫氣用量穩(wěn)定的條件下，如能嚴格控制風電單位造價4元/千瓦以下、光伏單位造價3元/千瓦以下，則項目具備一定可行性，尤其是在目前國家層面仍在觀望各種氫能開發(fā)利用技術路線時，如能大力推進項目成為自治區(qū)甚至國家級示范項目，則極有可能爭取相關補貼，進一步加大項目落地的可能性。

3 總結

綜上所述，“十四五”期間想要通過電力能源企業(yè)與鋼鐵企業(yè)協(xié)同合作實現(xiàn)碳達峰，需要電力能源企業(yè)能夠了解鋼鐵企業(yè)日常生產(chǎn)的能源需求，積極提升風電、水電供應的穩(wěn)定性，讓新能源能夠達到與化石能源同等的供應水平，保證鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)所需。另外，政府及相關部門需要為相關技術的發(fā)展與應用提供助力，通過制定針對性扶持政策等方式，鼓勵企業(yè)進行合作交流，對現(xiàn)有技術進行改造升級，達到減少碳排放的目的。