Udviklingsrum For Blast Furnace Gas CCPP Strømproduktionsteknologi

Forstærkning af samarbejde om energieffektivitet og karbonreduktion

Takahiro Kawaguchi, formand for Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co. , Ltd, sagde i sin tale: "I første halvår af dette år er overskuddet for jern- og stålindustrien faldet betydeligt som følge af en kontraktion i efterspørgslen, udfordringer i forsyningskæden og udbruddet af ny koronavirus-pneumoni. Priserne på produkterne har fortsat været lave. Verdensomspændende har den hurtige udvikling inden for nul-karbonisering, brug af brintenergi og digital teknologi medført dramatiske ændringer i markedsmiljøet samt i kundens behov. I lyset af de komplekse markedsvilkår er Mitsubishi villig til at samarbejde tæt med kinesiske stålproducenter om energibesparelser og reduktion af kulstofudledninger."

Xu Xiufu, administrerende direktør for Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd., sagde: »Med åbningen af det nationale marked for handel med CO₂-udslip vil kulstofreduktionen fra CCPP-produktionsanlæg (gas-damp-kombinerede kraftværksanlæg) blive et nyt profitcenter for stålindustrien ud over selvproduceret el og samtidig skabe større sociale og miljømæssige fordele for virksomheden. Uden at ændre den eksisterende produktionsproces og energiforsyningsstruktur er CCPP-teknologien en af de effektive foranstaltninger til energibesparelse og kulstofreduktion i stålindustrien. De indenlandske Mitsubishi CCPP-produktionsenheder har hidtil genereret mere end 200 milliarder kWh elektricitet, hvilket har sparet mere end 58 millioner tons standardkul for jern- og stålindustrien og reduceret CO₂-udslippet med mere end 150 millioner tons. I forhold til højtemperatur-, højtryk- og ekstremt højtrykskedel-elgeneratoranlæg, der blev bygget i samme periode, ligger CCPP-generatoranlæggene mere end 30 % foran på alle parametre.«

Indtil nu er 33 Mitsubishi CCPP-generatorsett af forskellige modeller anvendt i indenlandske stålvirksomheder, hvoraf 30 er taget i brug og 3 er under opførelse. Den samlede driftstid for de idriftsatte enheder har overstiget 2,37 millioner timer med en disponibilitetsrate på over 99 %, hvilket har elimineret stålindustriens oprindelige bekymringer for driftssikkerheden af CCPP-generatorsett.

Forbedring af lav-kulstof teknologier

Lav-kulstof udvikling er et vigtigt element for at løse miljø-, energi- og ressourcebegrænsningernes knibe og fremme den højkvalitets udvikling af industrien, samt den nøgleillustration og ultimative målsætning.

Gao Xue, næstformand for Metallurgisk Industriplanlægnings- og Forskningsinstitut, sagde: "Nøglestore og mellemstore jern- og stålvirksomheder repræsenterer den avancerede udviklingsniveau inden for branchen. Ifølge data offentliggjort af Kina Jern- og Stålindustriassociation vil den samlede energiforbrug pr. ton stål for nøglestore og mellemstore jern- og stålvirksomheder landet over i 2021 være 549,24 kg standardkul, hvilket er en reduktion på 0,59 kg standardkul i forhold til 2020, svarende til en faldende andel på 0,11 %. I forhold til 2015 har den samlede energiforbrugsreduktion pr. ton stål nået 4 %."

Gaoxue introducerede, at sammenlignet med 2020 faldt udslipshastigheden for koksovnsgas i 2021 med 0,39 procentpoint eller 40,17 %; udslipshastigheden for højovnsgas faldt med 0,08 procentpoint eller 6,30 %; og mængden af konvertergas, der blev tilbagevundet pr. ton stål, nåede 119,2 kubikmeter, hvilket er en stigning på 1,40 %. Andelen af selvproduceret spildvarme og energi, som afspejler niveauet for sekundær energiudnyttelse inden for industrien, steg gradvist med 10 procentpoint fra 44 % i 2015 til 54 % i 2021.

Ifølge ufuldstændige statistikker blev der i 2020 bygget 55 CCPP-generatorer med en samlet installeret kapacitet på 6.156 MW i de vigtigste statistiske stålforetagender i Kina. I 2020 blev der bygget 357 dampgeneratorer med en samlet installeret kapacitet på 2.386 MW i de vigtigste statistiske stålforetagender i Kina. I 2020 blev der bygget næsten 700 gasfyringskeds-generatorer med en samlet installeret kapacitet på 34.730 MW, hvilket svarer til en årlig stigning på 3.130 MW. Ifølge statistikken vil den nationale gennemsnitlige selvproduktionsrate i 2021 være omkring 54 %.

For at forbedre anvendelsesniveauet af teknologier til lav-kulstof-transformation fremsatte Gao Xue tre forslag: For det første at kraftigt fremme automatiseringsniveauet for kulfordeling i koksovne samt avancerede proces-teknologier som kulbesparelse og koksreduktion i højovne, forbedre kuludnyttelsens effektivitet og fremme energiens effektive omformning. Det andet forslag er at øge andelen af elektrisk energi i den endelige energiforbrug i jern- og stålindustrien, systematisk forbedre energiudnyttelsens effektivitet og fremme samt anbefale CCPP-teknologien til højeffektiv kraftproduktion. Det tredje forslag er at kraftigt udvikle energilagringsteknologi ved at bygge på gasdrevet kraftproduktion og affaldsvarme-kraftenheder i jern- og stålvirksomheder, baseret på fast-varmelagring og smeltet-salt-varmelagringsteknologi, støttet af en energidigitaliseringsplatform og ved brug af flerenergi-synergi-styringsteknologi kombineret med tidspunktsafhængige tariffer, elhandel osv., for at forbedre den justerbare kapacitet i jern- og stålvirksomhedernes energisystem, således at disse virksomheder kan udfylde vigtige funktioner som spidsaflastning og daludfyldning, reagere på efterspørgselsiden og fremme forbruget af ny energi samt løse problemerne forbundet med integration af store mængder vedvarende energikilder. Dette løser også problemerne med regional uoverensstemmelse mellem energikilder og -forbrug, der opstår ved integration af store mængder vedvarende energi, forbedrer interaktionen mellem energikilder, elnet og forbrug, balancerer den regionale energiforbrugsprofil og øger energiens værdi.

Forbedring af effektiviteten for selvgenerering

Under perioden "14. femårsplan", med dobbelt kontrol af kulstofreduktion og energiforbrug, vil produktionskapaciteten inden for jern- og stålindustrien blive strengt kontrolleret, hvilket yderligere tvinger virksomhederne til at forbedre effektiviteten, reducere kulstof, senke omkostningerne og øge effektiviteten.

Yong Yizheng, direktør og ingeniør hos Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd., sagde: »I lyset af energibesparelser og reduktion af kulstofudledninger har jern- og stålindustrien hurtigt øget andelen af selvproduceret el fra gas. Uden en betydelig stigning i produktionskapaciteten steg den samlede installeret kapacitet til selvproduktion af el med 12,8 pct. fra slutningen af det tredje femårsplan. Selvom det generelle niveau for selvproduktion af el i jern- og stålvirksomhederne er steget, udgør mellemparameterværksteder – repræsenteret af dobbelt-overhedede og underkritiske anlæg – stadig størstedelen af branchen. Andelen af store, højeffektive CCPP-elgeneratorer med en elgenereringseffektivitet på over 45 pct. er dog stadig relativt lille. Den installerede kapacitet af store CCPP-elgeneratorer i Kina er 2983 MW, mens den tilsvarende kapacitet i Japans stålindustri er 2363 MW. Ved at sammenligne Kinas jern- og stålproduktionskapacitet på 1 mia. tons med Japans 90 mio. tons fremgår det, at der er betydelig udviklingsmulighed for avanceret, højeffektiv elproduktion fra ovn-gas i Kinas jern- og stålindustri.«

Jiang Zuoming, direktør for driftsingeniører i driftsområdet på Anshan Energy Control nr. 2-kraftværk, sagde: "Anshan Iron & Steel lægger stor vægt på miljøbeskyttelse og udviklingen af en cirkulær økonomi og følger konsekvent konceptet »genbrugsbaseret udvikling«. For at udnytte overskudsgassen effektivt anvender virksomheden CCPP-kraftværksprocessen til effektiv udnyttelse af overskuds-kulillegas. I forhold til konventionelle gasmotoraggregater har det 180 MW store CCPP-aggregat en stærk tilpasningsevne og dækker et bredt spektrum af varmeværdier for højovnsgas; forbrændingsmotoren og dampmotoren er monteret på to separate aksler, hvilket giver mulighed for fjernvarmeproduktion til offentligheden og reducerer luftforureningen i byområdet fra kulfyrede fjernvarme-kedler; gennem dyb analyse af potentialet og optimering af driften opnås en elproduktionseffektivitet på over 47,3 %, hvilket er højere end ved konventionelle gas-kedelaggregater."

Zhang Jianqiu, forbrændingsmotoringeniør i kraftværksafdelingen under Energistyrelsen og Miljøafdelingen hos Maanshan Steel, sagde: "Energistyrelsen og Miljøafdelingen hos virksomheden anvender det første indenlandske CCPP-kraftværkssæt med enkeltaksel og lavt brændværdi (M701SDAX), som er designet til at have en nominel belastning på 183 megawatt, en designmæssig termisk effektivitet på over 47 % og en målt effektivitet på over 48 % samt en årlig elproduktionskapacitet på ca. 1.427,4 millioner kilowatt-timer. Det kan fuldt ud genbruge og udnytte de overskydende gasressourcer, der opstår ved jern- og stålproduktion, mindske gasudslip, beskytte det økologiske miljø og forbedre den interne elproduktionseffektivitet. "

„Siden den 183 MW store kombinerede cyklus-kraftværksenhed på Masteel Beihu-kraftværket blev taget i brug, har den opnået kontinuerlig sikker og stabil langcyklus-produktion og har fra januar til juni 2022 produceret i alt 780,3 millioner kWh elektricitet med en belastningsfaktor på 99 %, hvilket har skabt en win-win-situation for økonomiske, sociale og miljømæssige fordele.“ sagde Zhang Jianqiu.

For at yderligere forbedre kvalitet og effektivitet og reducere intensiteten af kulstofudslip, udfører Mitsubishi Power i øjeblikket forskning og udvikling af mere effektive og miniaturiserede CCPP-generatoranlæg til stål virksomheder. Samtidig udvikler Mitsubishi Power også brint- og ammonia-drevne gasturbiner, en teknologi, der vil bruge fuldstændig nul-kulstof-brændstoffer og realisere nul kulstofudslip.