พื้นที่พัฒนาเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซเตาหลอมด้วยระบบ CCPP

การเสริมสร้างความร่วมมือด้านประสิทธิภาพพลังงานและการลดคาร์บอน

ทาคาฮิโร คาวากูจิ ประธานบริษัท มิตซูบิชิ เพาเวอร์ ก๊าซ เทอร์ไบน์ เอ็นจิเนียริ่ง เทคโนโลยี (หนานจิง) จำกัด กล่าวในการกล่าวสุนทรพจน์ว่า "ในช่วงครึ่งแรกของปีนี้ กำไรของอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าหดตัวลงอย่างมาก เนื่องจากความต้องการลดลง แรงกระแทกต่อการจัดหาสินค้า และการแพร่ระบาดของโรคปอดบวมเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ ส่งผลให้ราคาสินค้าอยู่ในระดับต่ำต่อเนื่อง ทั่วโลก การพัฒนาอย่างรวดเร็วของแนวคิดการปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์ การใช้พลังงานไฮโดรเจน และเทคโนโลยีดิจิทัล ได้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างใหญ่หลวงทั้งในสภาพแวดล้อมตลาดและในความต้องการของลูกค้า ท่ามกลางภาวะตลาดที่ซับซ้อน มิตซูบิชิยินดีที่จะร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับบริษัทผลิตเหล็กของจีน เพื่อเสริมสร้างความร่วมมือด้านการประหยัดพลังงานและการลดคาร์บอน"

ซู เสี่ยวฝู่ ผู้จัดการทั่วไปของบริษัท มิตซูบิชิ พาวเวอร์ ก๊าซเทอร์ไบน์ เอ็นจิเนียริ่ง เทคโนโลยี (หนานจิง) จำกัด กล่าวว่า "หลังจากเปิดตลาดซื้อขายสิทธิในการปล่อยก๊าซคาร์บอนระดับชาติ แล้ว การลดปริมาณคาร์บอนจากชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP (ระบบรวมก๊าซ-ไอน้ำ) จะกลายเป็นจุดสร้างกำไรใหม่สำหรับอุตสาหกรรมเหล็ก นอกเหนือจากการผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เอง และในเวลาเดียวกันยังช่วยให้กิจการได้รับประโยชน์ทางสังคมและสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติมอีกด้วย ด้วยเทคโนโลยี CCPP นี้ ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิตและโครงสร้างการจัดหาพลังงานที่มีอยู่เดิม จึงถือเป็นหนึ่งในมาตรการที่มีประสิทธิภาพสำหรับการประหยัดพลังงานและลดคาร์บอนในอุตสาหกรรมเหล็ก ปัจจุบัน ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP ของมิตซูบิชิที่ผลิตภายในประเทศได้ผลิตไฟฟ้าไปแล้วมากกว่า 200,000 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง ช่วยประหยัดถ่านหินมาตรฐานได้มากกว่า 58 ล้านตันให้กับอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากกว่า 150 ล้านตัน เมื่อเปรียบเทียบกับชุดหม้อไอน้ำ-เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบความดันสูง อุณหภูมิสูง และความดันสูงพิเศษที่สร้างขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP มีประสิทธิภาพเหนือกว่าในทุกตัวชี้วัดมากกว่า 30%"

จนถึงปัจจุบัน มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP ของมิตซูบิชิจำนวน 33 ชุด ซึ่งมีหลายรุ่นในโรงงานผลิตเหล็กภายในประเทศ โดยมี 30 ชุดที่เริ่มดำเนินการแล้ว และอีก 3 ชุดอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ระยะเวลาการใช้งานรวมของเครื่องที่เริ่มดำเนินการแล้วเกิน 2.37 ล้านชั่วโมง โดยอัตราความพร้อมใช้งานสูงกว่า 99% ซึ่งช่วยคลายความกังวลเบื้องต้นของอุตสาหกรรมเหล็กเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP

การพัฒนาเทคโนโลยีคาร์บอนต่ำ

การพัฒนาด้วยวิธีคาร์บอนต่ำเป็นเนื้อหาสำคัญในการแก้ไขข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม พลังงาน และทรัพยากร เพื่อส่งเสริมการพัฒนาคุณภาพสูงของอุตสาหกรรม นอกจากนี้ยังเป็นการสะท้อนและการบรรลุเป้าหมายสำคัญ

เกา เสว่ รองหัวหน้าวิศวกรของสถาบันวางแผนและวิจัยอุตสาหกรรมโลหะวิทยา กล่าวว่า "บริษัทเหล็กและเหล็กกล้าขนาดใหญ่และขนาดกลางหลักๆ แสดงถึงระดับการพัฒนาอุตสาหกรรมขั้นสูง โดยข้อมูลที่เผยแพร่โดยสมาคมอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศจีนระบุว่า การใช้พลังงานรวมต่อตันเหล็กของบริษัทเหล็กและเหล็กกล้าขนาดใหญ่และขนาดกลางหลักๆ ทั่วประเทศในปี ค.ศ. 2021 จะอยู่ที่ 549.24 กิโลกรัมถ่านหินมาตรฐาน ลดลง 0.59 กิโลกรัมถ่านหินมาตรฐานเมื่อเทียบกับปี ค.ศ. 2020 หรือลดลงร้อยละ 0.11 เมื่อเปรียบเทียบกับปี ค.ศ. 2015 อัตราการลดลงของการใช้พลังงานรวมต่อตันเหล็กมีค่าถึงร้อยละ 4"

เกาเสว่ กล่าวว่า เมื่อเปรียบเทียบกับปี 2020 อัตราการปล่อยก๊าซเตาถ่านโค้กในปี 2021 ลดลง 0.39 จุดร้อยละ หรือคิดเป็น 40.17% อัตราการปล่อยก๊าซเตาหลอมเหล็กลดลง 0.08 จุดร้อยละ หรือคิดเป็น 6.30% และปริมาณก๊าซเตาแปลงเหล็กที่กู้คืนได้ต่อหนึ่งตันเหล็กเพิ่มขึ้นเป็น 119.2 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งเพิ่มขึ้น 1.40% ส่วนอัตราการผลิตพลังงานความร้อนทิ้งและพลังงานเอง ซึ่งสะท้อนระดับการใช้พลังงานรองในอุตสาหกรรม ค่อยๆ เพิ่มขึ้น 10 จุดร้อยละ จาก 44% ในปี 2015 เป็น 54% ในปี 2021

ตามสถิติที่ไม่สมบูรณ์ ปี ค.ศ. 2020 มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP จำนวน 55 ชุด รวมกำลังการติดตั้ง 6,156 เมกะวัตต์ ในโรงงานผลิตเหล็กที่อยู่ในกลุ่มสถิติหลักของจีน ปี ค.ศ. 2020 มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบไอน้ำจำนวน 357 ชุด รวมกำลังการติดตั้ง 2,386 เมกะวัตต์ ในโรงงานผลิตเหล็กที่อยู่ในกลุ่มสถิติหลักของจีน ปี ค.ศ. 2020 มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหม้อไอน้ำก๊าซจำนวนเกือบ 700 ชุด รวมกำลังการติดตั้ง 34,730 เมกะวัตต์ เพิ่มขึ้นจากปีก่อนหน้า 3,130 เมกะวัตต์ ตามสถิติ อัตราการผลิตไฟฟ้าเพื่อการใช้เองเฉลี่ยของประเทศในปี ค.ศ. 2021 จะอยู่ที่ประมาณร้อยละ 54

เพื่อปรับปรุงระดับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเปลี่ยนผ่านสู่คาร์บอนต่ำ เกา เซว่ ได้เสนอข้อเสนอแนะสามประการ ข้อแรก คือ ส่งเสริมอย่างแข็งขันระดับการจัดสรรถ่านหินแบบอัตโนมัติในเตาโค้ก รวมทั้งเทคโนโลยีกระบวนการขั้นสูง เช่น การลดการใช้ถ่านหินและการลดปริมาณโค้กในเตาหลอมเหล็ก เพื่อยกระดับประสิทธิภาพการใช้ถ่านหิน และส่งเสริมการแปรรูปพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ข้อที่สอง คือ เพิ่มสัดส่วนของพลังงานไฟฟ้าในการบริโภคพลังงานขั้นปลายของอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า ยกระดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยเป็นระบบ และส่งเสริมเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าแบบ CCPP ที่มีประสิทธิภาพสูง ข้อที่สาม คือ พัฒนาเทคโนโลยีการเก็บพลังงานอย่างเข้มแข็ง โดยอาศัยโรงผลิตไฟฟ้าจากก๊าซและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากความร้อนเสียของโรงงานเหล็กและเหล็กกล้า พร้อมใช้เทคโนโลยีการเก็บความร้อนแบบของแข็งและเทคโนโลยีการเก็บความร้อนด้วยเกลือหลอมเหลว ควบคู่กับแพลตฟอร์มดิจิทัลด้านพลังงาน และนำเทคโนโลยีการควบคุมพลังงานหลายรูปแบบแบบบูรณาการมาใช้ร่วมกับอัตราค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลา การซื้อขายพลังงานไฟฟ้า เป็นต้น เพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับกำลังการผลิตพลังงานของโรงงานเหล็กและเหล็กกล้า ทำให้โรงงานสามารถทำหน้าที่สำคัญในการตัดยอด (shaving peaks) และเติมหุบเขา (filling valleys) ตอบสนองความต้องการฝั่งผู้ใช้ (demand side) และส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนใหม่ ๆ รวมทั้งแก้ไขปัญหาที่เกิดจากการเชื่อมต่อแหล่งพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังช่วยแก้ปัญหาความไม่สอดคล้องกันระหว่างแหล่งผลิตกับโหลดในระดับภูมิภาคที่เกิดจากการเชื่อมต่อแหล่งพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่ เพิ่มศักยภาพในการโต้ตอบระหว่างแหล่งผลิต-โครงข่าย-โหลด สมดุลการใช้พลังงานในระดับภูมิภาค และยกระดับมูลค่าของพลังงาน

การปรับปรุงประสิทธิภาพของการสร้างเอง

ในช่วงระยะเวลาของแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ฉบับที่ 14 ภายใต้การควบคุมด้านการลดคาร์บอนและความเข้มข้นของพลังงาน การผลิตในอุตสาหกรรมเหล็กจะถูกควบคุมอย่างเข้มงวด ซึ่งจะผลักดันให้บริษัทต่าง ๆ เพิ่มประสิทธิภาพ ลดคาร์บอน ลดต้นทุน และเพิ่มผลกำไร

ยง อี้เจิ้ง ผู้อำนวยการวิศวกรของบริษัท มิตซูบิชิ พาวเวอร์ ก๊าซเทอร์ไบน์ เอ็นจิเนียริ่ง เทคโนโลยี (หนานจิง) จำกัด กล่าวว่า "ในบริบทของการประหยัดพลังงานและการลดคาร์บอน อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าได้เพิ่มสัดส่วนของไฟฟ้าที่ผลิตเองจากก๊าซอย่างรวดเร็ว และแม้จะไม่มีการเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ สัดส่วนดังกล่าวเมื่อเทียบกับกำลังการติดตั้งรวมของไฟฟ้าที่ผลิตเองก็เพิ่มขึ้นถึงร้อยละ 12.8 เมื่อสิ้นสุดแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 13 แม้ว่าระดับการผลิตไฟฟ้าเองโดยรวมของภาคอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าจะดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพารามิเตอร์ระดับกลาง เช่น แบบดับเบิล-ซูเปอร์คริติคอลและซับคริติคอล ยังคงครองส่วนใหญ่ของอุตสาหกรรม ในขณะที่สัดส่วนของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าเกินร้อยละ 45 ยังคงค่อนข้างต่ำ กำลังการติดตั้งรวมของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP ขนาดใหญ่ในประเทศจีนอยู่ที่ 2,983 เมกะวัตต์ เมื่อเทียบกับกำลังการติดตั้งรวมของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP ขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมเหล็กของญี่ปุ่นซึ่งอยู่ที่ 2,363 เมกะวัตต์ และเมื่อเปรียบเทียบขีดความสามารถในการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าของจีนที่ 1,000 ล้านตัน กับของญี่ปุ่นที่ 90 ล้านตัน จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซเตาหลอมแบบขั้นสูงและมีประสิทธิภาพสูงของอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าจีนมีศักยภาพในการพัฒนาอีกมาก"

เจียง จื่อหมิง วิศวกรผู้อำนวยการพื้นที่ปฏิบัติการของโรงไฟฟ้าควบคุมพลังงานอันซาน แห่งที่ 2 กล่าวว่า "บริษัทอันซาน ไอรอนแอนด์สตีล ให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาเศรษฐกิจแบบหมุนเวียน โดยยึดมั่นในแนวคิด 'การพัฒนาแบบหมุนเวียน' มาโดยตลอด เพื่อใช้ก๊าซส่วนเกินอย่างมีประสิทธิภาพ จึงนำกระบวนการผลิตไฟฟ้าแบบ CCPP มาใช้ในการใช้ก๊าซถ่านหินส่วนเกินอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซแบบดั้งเดิมแล้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP ขนาด 180 เมกะวัตต์ มีความสามารถในการปรับตัวได้ดีเยี่ยม และรองรับช่วงค่าความร้อนของก๊าซจากเตาหลอมเหล็กได้อย่างกว้างขวาง ทั้งเครื่องยนต์เผาไหม้และเครื่องยนต์ไอน้ำจัดวางไว้บนเพลาคู่ ทำให้สามารถให้ความร้อนแก่ประชาชนได้ จึงช่วยลดมลพิษทางอากาศในเขตเมืองที่เกิดจากหม้อไอน้ำทำความร้อนที่ใช้ถ่านหิน และผ่านการขุดค้นศักยภาพอย่างลึกซึ้งรวมทั้งการปรับปรุงการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง ทำให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าสูงถึงมากกว่า 47.3% ซึ่งสูงกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซแบบดั้งเดิม"

จาง เจี้ยนชิว วิศวกรเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในฝ่ายผลิตพลังงานของแผนกพลังงานและสิ่งแวดล้อม บริษัทมาอันซาน สตีล กล่าวว่า "แผนกพลังงานและสิ่งแวดล้อมของบริษัทใช้ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ CCPP รุ่น M701SDAX แบบเพลาเดี่ยวที่มีค่าความร้อนต่ำที่สุดในประเทศเป็นครั้งแรก หน่วยนี้ออกแบบให้มีโหลดกำหนดไว้ที่ 183 เมกะวัตต์ มีประสิทธิภาพความร้อนตามการออกแบบมากกว่า 47% และประสิทธิภาพที่วัดได้มากกว่า 48% พร้อมกำลังการผลิตไฟฟ้าต่อปีประมาณ 1,427.4 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งสามารถนำทรัพยากรก๊าซส่วนเกินที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตเหล็กและเหล็กกล้ามาใช้ซ้ำอย่างเต็มที่ ลดการปล่อยก๊าซสู่สิ่งแวดล้อม ปกป้องระบบนิเวศ และยกระดับประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าภายในองค์กร"

“ตั้งแต่เริ่มเดินเครื่องหน่วยผลิตไฟฟ้าแบบรวมวงจรความร้อน (CCPP) กำลังการผลิต 183 เมกะวัตต์ของโรงไฟฟ้ามาสเทลเป่ยหู หน่วยดังกล่าวสามารถดำเนินการผลิตได้อย่างปลอดภัย มั่นคง และต่อเนื่องเป็นระยะเวลาที่ยาวนาน โดยในช่วงเดือนมกราคมถึงมิถุนายน พ.ศ. 2565 สามารถผลิตไฟฟ้าได้รวมทั้งสิ้น 780.3 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งมีอัตราการใช้งาน (load factor) อยู่ที่ร้อยละ 99 ส่งผลให้เกิดประโยชน์ร่วมกันทั้งด้านเศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อม” จาง เจี้ยนชิว กล่าว

เพื่อพัฒนาคุณภาพและความมีประสิทธิภาพให้มากขึ้น และลดการปล่อยคาร์บอน Mitsubishi Power กำลังทำการวิจัยและพัฒนาชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า CCPP ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและขนาดเล็กกว่าสำหรับบริษัทเหล็ก นอกจากนี้ Mitsubishi Power ยังกำลังพัฒนากังหันก๊าซที่ใช้ไฮโดรเจนและแอมโมเนียเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งจะใช้เชื้อเพลิงที่ไม่มีคาร์บอนเลยและสามารถทำให้เกิดการปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์