Löylyturbiinivoimaloiden kehitysvaraa rautalevykaasun käyttöön

Yhteistyön vahvistaminen energiatehokkuuden ja hiilidioksidipäästöjen vähennyksen alalla

Takahiro Kawaguchi, Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd:n puheenjohtaja, sanoi puheessaan: "Tänä vuonna ensimmäisellä puoliskolla teräsalaan kohdistunut kysynnän kutistuminen, tarjontashokit ja uuden koronaviruksen aiheuttama keuhkoputkentulehdus ovat johtaneet merkittävään voittojen pienenemiseen ja tuotteiden hintojen jatkuvasti alhaiseen tasoon. Koko maailmassa nollahiilidioksidipäästöihin pyrkivän kehityksen, vetyenergian hyödyntämisen ja digitaaliteknologian nopea kehitys ovat aiheuttaneet dramaattisia muutoksia markkinaympäristössä sekä asiakastarpeissa. Monitasoisissa markkinaolosuhteissa Mitsubishi haluaa tehdä yhteistyötä kiinalaisten teräsyhtiöiden kanssa energiansäästön ja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi."

Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co. Ltd:n yleisjohtaja Xu Xiufu sanoi: »Kansallisen hiilidioksidipäästökaupan avaaminen tekee CCPP-sähköntuotantoyksiköistä (kaasu- ja höyrykombinaatiovoimaloista) uuden voitonlähteen terästeollisuudelle lisäksi omaan sähköntuotantoon, ja samalla yritys saa enemmän sosiaalisia ja ympäristöhyötyjä. CCPP-teknologia on tehokas energiansäästö- ja hiilidioksidipäästöjen vähentämistoimi terästeollisuudessa ilman olemassa olevan tuotantoprosessin ja energiantuotannon rakenteen muuttamista. Kiinan Mitsubishi-CCPP-sähköntuotantoyksiköt ovat tähän mennessä tuottaneet yli 200 miljardia kilowattituntia sähköä, säästäneet rauta- ja terästeollisuudelta yli 58 miljoonaa tonnia standardikivihiiltä ja vähentäneet hiilidioksidipäästöjä yli 150 miljoonaa tonnia. Vertailussa samaan aikaan rakennettuihin korkean lämpötilan ja paineen sekä erittäin korkean lämpötilan ja paineen kattiloiden ja generaattorien kanssa CCPP-generaattorit ovat kaikissa mittareissa yli 30 prosenttia edellä.»

Tähän mennessä 33 eri mallista Mitsubishi-CCPP-generaattorijärjestelmää on otettu käyttöön kotimaisten teräsyritysten tehtaissa, joista 30 on otettu käyttöön ja kolme on rakenteilla. Käyttöön otettujen yksiköiden kertynyt käyttöaika on yli 2,37 miljoonaa tuntia, ja saatavuusaste on yli 99 %, mikä on poistanut terästeollisuuden alun perin esiintyneet huolestuneisuudet CCPP-generaattorijärjestelmien toimintaluotettavuudesta.

Parannus alhaisempien hiilidioksidipäästöjen teknologioissa

Alhaisemman hiilijalanjäljen kehitys on tärkeä osa ratkaisemisessa ympäristö-, energia- ja resurssirajoitusten kurin ja edistämiseksi teollisuuden korkealaatuisessa kehityksessä sekä keskeinen ilmentymä ja lopullinen tavoite.

Gao Xue, metallurgian teollisuuden suunnittelun ja tutkimuksen instituutin varapääinsinööri, sanoi: "Tärkeät suuret ja keskikokoiset rauta- ja terästeollisuusyritykset edustavat teollisuuden kehityksen edistyneintä tasoa. Kiinan rauta- ja terästeollisuusliiton julkaisemien tietojen mukaan tärkeiden suurten ja keskikokoisten rauta- ja terästeollisuusyritysten koko maassa vuonna 2021 tuotetun teräksen kokonaismenergiakulutus oli 549,24 kg standardikivihiiltä tonnia kohden, mikä on 0,59 kg standardikivihiiltä vähemmän kuin vuonna 2020, eli 0,11 % vähemmän. Vuoteen 2015 verrattuna teräksen tonnia kohden laskettu kokonaismenergiakulutus on vähentynyt 4 %:lla."

Gaoxue esitti, että vuonna 2021 koksikammiokaasun päästöaste oli 0,39 prosenttiyksikköä tai 40,17 % pienempi kuin vuonna 2020; rautahautausuunikaasun päästöaste oli 0,08 prosenttiyksikköä tai 6,30 % pienempi kuin vuonna 2020; ja konvertterikaasusta talteen otettu teräksen tonni oli 119,2 kuutiometriä, mikä on 1,40 % suurempi kuin edellisvuonna. Häviölämmön ja energian oma tuotantoaste, joka kuvaa teollisuuden toissijaisen energian hyödyntämistasoa, nousi vähitellen 10 prosenttiyksikköä vuodesta 2015 (44 %) vuoteen 2021 (54 %).

Epävirallisien tilastojen mukaan Kiinan tärkeimmissä teräsyhtiöissä rakennettiin vuonna 2020 yhteensä 55 CCPP-sähköntuotantoyksikköä, joiden yhteinen asennettu teho oli 6 156 MW. Vuonna 2020 tärkeimmissä teräsyhtiöissä rakennettiin 357 höyrygeneraattoriyksikköä, joiden yhteinen asennettu teho oli 2 386 MW. Vuonna 2020 rakennettiin lähes 700 kaasukattilageneraattoriyksikköä, joiden yhteinen asennettu teho oli 34 730 MW, mikä oli 3 130 MW suurempi kuin edellisenä vuonna. Tilastojen mukaan kansallinen keskimääräinen oma sähkön tuotantoprosentti vuonna 2021 on noin 54 %.

Alhaisen hiilidioksidipäästöjen vähentämisen teknologioiden soveltamisen tason parantamiseksi Gao Xue esitti kolme ehdotusta: Ensinnäkin kokeillaan aktiivisesti automatisoitua hiilenjakelua koksioveissa ja edistetään korkeatasoisia prosessiteknologioita, kuten hiilen säästöä ja koksen vähentämistä rauta- ja terasteollisuuden kuumasuodattimissa, parannetaan hiilen hyötykäytön tehoa ja edistetään energian tehokasta muuntamista. Toiseksi lisätään sähköenergian osuutta rauta- ja terasteollisuuden lopputarpeessa, parannetaan järjestelmällisesti energian hyötykäytön tehoa ja edistetään sekä suositellaan CCPP-tehokasta sähköntuotantoteknologiaa. Kolmanneksi kehitetään voimakkaasti energiavarastointiteknologiaa rauta- ja terasyritysten kaasusähköntuotantoa ja hukkalämmön hyödyntäviä sähköntuotantoyksiköitä hyödyntäen, perustuen kiinteän lämpövarastoinnin ja sulamissuolalämpövarastoinnin tekniikoihin, energiadigitointialustaa hyödyntäen sekä monienergiatehokasta säätötekniikkaa yhdistäen aikaerotteluhin sähkötariffeihin, sähkökauppaan jne., jotta rauta- ja terasyritysten energiaverkkojen säädettävyyttä voidaan parantaa, mikä mahdollistaa rauta- ja terasyritysten toimivan huippujen tasauksessa ja laukauksen täyttämisessä, vastaamaan kysyntäpuolen vaatimuksiin ja edistämään uuden energian kulutusta sekä ratkaisemaan ongelmia, jotka johtuvat laajamittaisesta uusiutuvan energian liittämisestä verkkoon. Lisäksi ratkaistaan alueelliset energiantuotannon ja -kulutuksen epätasapainot, joita aiheuttavat laajamittaiset uusiutuvan energian liittämiset verkkoon, parannetaan energiantuotannon, verkkojen ja kulutuksen välistä vuorovaikutusta, tasataan alueellista energiankäyttöä ja lisätään energian arvoa.

Itseluovontehoksen parantaminen

Viiden vuoden kehityssuunnitelman 14. vaiheen aikana, hiilidioksidipäästöjen ja energiankulutuksen kaksiosaisen hallinnan alaisuudessa, rauta-ja teräsalan tuotantokapasiteetti tullaan ohjaimaan tiukasti, mikä pakottaa yritykset edelleen korottamaan tehokkuuttaan, vähentämään hiilipäästöjä, alentamaan kustannuksia ja lisäämään tuottavuutta.

Yong Yizheng, Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd:n suunnittelupäällikkö, sanoi: "Energiansäästön ja hiilidioksidipäästöjen vähentämisen taustalla terästeollisuus on nopeasti lisännyt kaasusta tuottamaansa omaa sähköä, ja tuotantokapasiteetin merkittävää kasvua tapahtumatta omaan sähköntuotantoon käytetty kokonaistehokapasiteetti nousi 'kolmannen viisivuotissuunnitelman' lopussa 12,8 prosenttia. Vaikka terästeollisuuden yritysten oma sähköntuotanto yleensä parantuisikin, keskitason parametrien generaattorit – kuten kaksoissuperkriittiset ja alakriittiset – muodostavat edelleen teollisuuden suurimman osan, ja tehokkuudeltaan yli 45 prosenttia olevien suurten ja tehokkaiden CCPP-generaattoriryhmien osuus on edelleen suhteellisen pieni. Kiinan suurten CCPP-generaattoriryhmien asennettu kapasiteetti on 2983 MW, kun Japanin terästeollisuuden vastaava kapasiteetti on 2363 MW. Vertailemalla Kiinan 1 miljardin tonnin ja Japanin 90 miljoonan tonnin terästuotantokapasiteettia voidaan päätellä, että Kiinan terästeollisuudessa on vielä paljon tilaa kehittää edistyneitä ja tehokkaita rauta- ja teräskuonan kaasun sähköntuotantoteknologioita."

Jiang Zuoming, Anshan Energy Controlin toiminta-alueen johtava insinööri, Anshan Energy Controlin voimalaitos nro 2, sanoi: "Anshan Iron & Steel kiinnittää suurta huomiota ympäristönsuojeluun ja kierrätystalouden kehittämiseen sekä noudattaa aina 'kierrätyskehityksen' käsitettä. Tehokkaan kaasun hyödyntämiseksi se käyttää CCPP-sähköntuotantoprosessia rikastetun hiilikaasun tehokkaaseen hyödyntämiseen. Perinteisiin kaasugeneraattoreihin verrattuna 180 MW:n CCPP-generaattori on erinomaisen sopeutuvainen ja kykenee käsittelemään laajaa rautaruutokaasun lämpöarvoalueetta; polttomoottori ja höyrymoottori on asennettu kahdelle eri akselille, mikä mahdollistaa lämmön jakamisen yleisölle ja vähentää kaupungin alueen ilmansaasteita hiilipolttoaineella toimivien lämpökeskusten aiheuttamista saasteista; syvällisen potentiaalin hyödyntämisen ja toiminnan optimoinnin avulla sähköntuotannon hyötysuhde saavuttaa yli 47,3 %, mikä on korkeampi kuin perinteisten kaasukattilayksiköiden hyötysuhde."

Zhang Jianqiu, polttomoottorinsuunnittelija Maanshan Steelin energian ja ympäristön osastosta, sanoi: "Yrityksen energian ja ympäristön osasto käyttää ensimmäistä kotimaista alhaisen lämpöarvon yksiaukkoista M701SDAX CCPP-voimalaitosetta. Laitoksen nimellisteho on 183 megawattia, suunniteltu lämpötaloudellisuus yli 47 % ja mitattu taloudellisuus yli 48 %, ja vuotuinen sähköntuotantokapasiteetti on noin 1 427,4 miljoonaa kilowattituntia. Se voi täysin kierrättää ja hyödyntää rauta- ja terästeollisuuden tuottamia ylimääräisiä kaasujä. Tämä vähentää kaasun hukkaantumista, suojaa ekologista ympäristöä ja parantaa omien voimaloiden tuotantotehokkuutta."

„Kun Masteel Beihu -voimalaitoksen 183 MW:n yhteistuotantovoimalaitoksen yksikkö otettiin käyttöön, se on toiminut jatkuvasti turvallisesti ja vakaa­sti pitkän jakson ajan ja tuottanut tammikuusta kesäkuuhun 2022 yhteensä 780,3 miljoonaa kWh sähköenergiaa, kuormitustekijällä 99 %. Tämä on saavuttanut taloudelliset, sosiaaliset ja ympäristölliset hyödyt molemmin puolin.“ Zhang Jianqiu sanoi.

Jotta laadun ja tehokkuuden parantaminen sekä hiilipäästöjen vähentäminen edistettäisiin, Mitsubishi Power kehittää tällä hetkellä tehokkaampia ja pienempiä CCPP-suorituskykyjoukkoja terästyöläisille. Samalla Mitsubishi Power kehittää myös vety- ja ammmoniakomuituja kaasuturbiineja, teknologiaa, joka käyttää kokonaan nollahiilipäästöisiä polttoaineita ja toteuttaa nollapäästöisen tuotannon.