Çelik Fırınları Gazı CCPP Elektrik Üretimi Teknolojisi Geliştirme Alanı

Enerji verimliliği ve karbon azaltma konusundaki işbirliğini güçlendirme

Mitsubishi Power Gaz Türbini Mühendislik Teknolojisi (Nanjing) Şirketi Ltd. Yönetim Kurulu Başkanı Takahiro Kawaguchi, yaptığı konuşmada şunları söyledi: "Bu yılın ilk yarısında talep daralması, tedarik şokları ve Yeni Korona Pneumonia salgını nedeniyle demir-çelik sektörünün kârlılığı önemli ölçüde azaldı ve ürünlerin fiyatları sürekli düşük seviyede kaldı. Dünyanın dört bir yanında sıfır karbonlaşma, hidrojen enerjisi kullanımı ve dijital teknolojilerin hızlı gelişimi, pazar ortamında ve müşteri ihtiyaçlarında köklü değişikliklere yol açtı. Karmaşık pazar koşulları karşısında Mitsubishi, enerji verimliliği ve karbon azaltımı konularında Çinli çelik şirketleriyle el ele vererek iş birliğini güçlendirmeye hazır."

Mitsubishi Power Gaz Türbini Mühendislik Teknolojisi (Nanjing) Şirketi Genel Müdürü Xu Xiufu, 'Ulusal karbon emisyonları döngüsel ticaret piyasasının açılmasıyla birlikte, CCPP üretim ünitelerinin (gaz-buhar birleşik çevrim üretim üniteleri) karbon azaltımı, çelik sektöründe kendi kendine elektrik üretiminin yanı sıra yeni bir kâr kaynağı haline gelecek ve aynı zamanda işletmeye daha fazla sosyal ve çevresel fayda sağlayacak. Mevcut üretim süreci ve enerji tedarik yapısı değiştirilmeden, CCPP teknolojisi, çelik sektöründe enerji tasarrufu ve karbon azaltımı için etkili önlemlerden biridir. Şu ana kadar Çin'de Mitsubishi CCPP üretim üniteleri 200 milyar kWh'den fazla elektrik üretti; demir-çelik sektörüne 58 milyon ton standart kömürden fazla tasarruf sağladı ve karbon dioksit emisyonlarını 150 milyon tondan fazla azalttı. Aynı dönemde inşa edilen yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve süper yüksek basınçlı kazan-jeneratör üniteleriyle karşılaştırıldığında, CCPP jeneratör üniteleri tüm göstergelerde %30'tan fazla önde.' dedi.

Bugüne kadar çeşitli modellerden 33 Mitsubishi CCPP jeneratör seti, yerel çelik işletmelerinde kullanılmıştır; bunların 30’u faaliyete geçmiştir ve 3’ü inşa edilmektedir. Devreye alınan ünitelerin birikimli çalışma süresi 2,37 milyon saati aşmış olup kullanılabilirlik oranı %99’un üzerindedir; bu durum, çelik sektörünün CCPP jeneratör setlerinin işletme güvenilirliğiyle ilgili başlangıçtaki endişelerini ortadan kaldırmıştır.

Düşük-karbon teknolojilerinin geliştirilmesi

Düşük-karbon gelişimi, çevresel, enerji ve kaynak kısıtlamalarının boğazını açmak ve endüstrinin yüksek kaliteli gelişimini teşvik etmek için önemli bir içeriği olup, ana gösterge ve son hedefidir.

Metalurji Endüstrisi Planlama ve Araştırma Enstitüsü Başkan Yardımcısı Gao Xue, "Ana büyük ve orta ölçekli demir-çelik işletmeleri, sektörün gelişiminde ileri düzeyi temsil eder. Çin Demir ve Çelik Endüstrisi Derneği tarafından yayımlanan verilere göre, 2021 yılında ülke genelindeki ana büyük ve orta ölçekli demir-çelik işletmelerinin ton başına çelik üretimi için toplam enerji tüketimi 549,24 kg standart kömür olacak; bu değer, 2020 yılına kıyasla 0,59 kg standart kömür azalacak ve %0,11 oranında düşüş gösterecek. 2015 yılına kıyasla ise ton başına çelik üretimi için toplam enerji tüketimindeki azalma oranı %4'e ulaşmış oldu." dedi.

Gaoxue, 2021 yılında 2020 yılına kıyasla kok fırını gazı atım oranının 0,39 puan veya %40,17 azaldığını; yüksek fırın gazı atım oranının 0,08 puan veya %6,30 azaldığını; dönüştürücü gazından ton başı çelik üretimi için geri kazanılan gaz miktarının 119,2 metreküp olduğunu ve bu miktarın %1,40 arttığını belirtti. Endüstride ikincil enerji kullanım düzeyini yansıtan atık ısı ve enerji kendi kendine üretim oranı, 2015 yılında %44 iken 2021 yılında %54’e yükselerek giderek arttı.

Eksik istatistiklere göre, 2020 yılında Çin’deki ana istatistiksel çelik işletmelerinde toplam kurulu kapasitesi 6.156 MW olan 55 adet CCPP jeneratör seti inşa edilmiştir. 2020 yılında Çin’deki ana istatistiksel çelik işletmelerinde toplam kurulu kapasitesi 2.386 MW olan 357 adet buhar jeneratör seti inşa edilmiştir. 2020 yılında toplam kurulu kapasitesi 34.730 MW olan, yıllık artış miktarı 3.130 MW olan yaklaşık 700 adet gazlı kazan jeneratör seti inşa edilmiştir. İstatistiklere göre, ulusal ortalama kendi kendini üretim oranı 2021 yılında yaklaşık %54 olacak.

Düşük karbonlu dönüşüm teknolojilerinin uygulama düzeyini artırmak amacıyla Gao Xue üç öneri sunmuştur: Birincisi, kok ocağındaki otomatik kömür dağıtımının seviyesini güçlü bir şekilde teşvik etmek, yüksek fırınların kömür tasarrufu ve kok azaltma gibi ileri süreç teknolojilerini yaygınlaştırmak, kömür kullanım verimliliğini artırmak ve enerjinin verimli dönüşümünü desteklemektir. İkincisi, demir-çelik sektörünün nihai enerji tüketiminde elektrik enerjisi oranını artırmak, enerji kullanım verimliliğini sistematik olarak iyileştirmek ve CCPP yüksek verimli enerji üretim teknolojisini teşvik etmek ve yaymakdır. Üçüncüsü, enerji depolama teknolojilerini güçlü bir şekilde geliştirmek; demir-çelik işletmelerinin gazla çalışan güç santralleri ve atık ısıdan elektrik üreten ünitelerine dayanarak, katı ısı depolama ve ergimiş tuz ısı depolama teknolojilerine güvenmek, enerji dijitalleştirme platformuna dayanmak ve çoklu enerji eşzamanlı kontrol teknolojisi ile zaman dilimine göre tarifeler, enerji ticareti vb. yöntemleri birleştirmektir. Bu sayede demir-çelik işletmelerinin enerji sisteminin ayarlanabilir kapasitesi artırılır; böylece bu işletmeler, zirve kesme ve vadide doldurma gibi önemli işlevleri üstlenir, talep tarafına yanıt verir, yenilenebilir enerji kaynaklarının tüketimini destekler ve büyük ölçekli yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye bağlantısıyla ortaya çıkan sorunları çözer. Aynı zamanda, büyük ölçekli yenilenebilir enerji kaynağının şebekeye bağlantısı nedeniyle ortaya çıkan bölgesel kaynak-yük uyumsuzluğu problemlerini giderir, kaynak-ağ-yük etkileşim yeteneğini artırır, bölgesel enerji kullanımını dengeler ve enerjinin değerini yükseltir.

Kendi üretim verimliliğinin geliştirilmesi

"14. Beş Yıl Planı" döneminde, karbon azaltma ve enerji tüketimi çift kontrolü altında, demir çelik endüstrisinin üretimi sıkı bir şekilde denetlenecek ve bu da işletmelerin verimliliğini artırmaya, karbonu azaltmaya, maliyetleri düşürmeye ve kazancı artırmaya zorlayacak.

Mitsubishi Power Gaz Türbini Mühendislik Teknolojisi (Nanjing) Şirketi Ltd.'nin Direktör Mühendisi Yong Yizheng, 'Enerji tasarrufu ve karbon azaltımı bağlamında demir-çelik sektörü, gazdan kendi kendine ürettiği elektriğin oranını hızla artırdı; üretim kapasitesinde önemli bir artış olmaksızın, toplam kurulu kendi kendine üretim kapasitesi karşılaştırıldığında 'On Üçüncü Beş Yıl Planı'nın sonunda %12,8 artış kaydedildi. Genel olarak demir-çelik işletmelerinin kendi kendine üretim düzeyi artmakta olsa da, çift süper ve alt-kritik gibi orta parametreli jeneratörler sektörün çoğunluğunu oluşturmakta; %45'ten fazla bir enerji dönüşüm verimine sahip büyük ölçekli yüksek verimli Birleşik Çevrim Gaz Türbini (CCPP) jeneratör setlerinin oranı ise hâlâ görece düşüktür. Büyük CCPP jeneratör setlerinin kurulu kapasitesi 2983 MW'dır; bu değer, Japonya demir-çelik sektörünün aynı dönemdeki büyük CCPP jeneratör setleri kurulu kapasitesi olan 2363 MW ile kıyaslandığında, Çin'in 1 milyar tonluk demir-çelik üretim kapasitesiyle Japonya'nın 90 milyon tonluk demir-çelik üretim kapasitesi arasında yapılan analiz, Çin demir-çelik sektöründe ileri düzey yüksek verimli yüksek fırın gazı enerji üretimi teknolojilerinin geliştirilmesi için büyük bir potansiyel olduğunu göstermektedir.' dedi.

Anşan Enerji Kontrol No. 2 Elektrik Santrali İşletme Alanı Müdürü Mühendisi Jiang Zuoming, 'Anşan Demir ve Çelik, çevre korumasına ve geri dönüşüm ekonomisinin gelişimine büyük önem verir ve her zaman "geri dönüşümle gelişme" felsefesine bağlı kalır. Bol miktarda bulunan gazı verimli bir şekilde kullanmak amacıyla, bol miktarda kömür gazının verimli kullanımını sağlamak için CCPP enerji üretim sürecini uygular. Geleneksel gaz jeneratör grubuna kıyasla, 180 MW'lık CCPP jeneratör grubu güçlü uyumluluk gösterir ve yüksek fırın gazının ısı değerinde geniş bir aralığa sahiptir; yanma motoru ve buhar motoru çift şaftta düzenlenmiştir, bu da kamu ısıtmasına imkân tanır ve kömürle çalışan ısıtma kazanlarından kaynaklanan şehir alanındaki hava kirliliğini azaltır; potansiyellerin derinlemesine değerlendirilmesi ve işletme optimizasyonu sayesinde enerji üretimi verimi %47,3'ü aşar, bu da geleneksel gaz kazanı ünitesinin veriminden daha yüksektir.' dedi.

Maanshan Çelik Enerji ve Çevre Departmanı'nın güç üretim bölümü yanma motoru mühendisi Zhang Jianqiu, "Şirketin Enerji ve Çevre Departmanı, ülkenin ilk yerli düşük ısı değerine sahip tek mil M701SDAX CCPP jeneratör setini kullanmaktadır. Ünite, 183 megavatlık nominal yük kapasitesine sahip olacak şekilde tasarlanmıştır; tasarım termal verimi %47’den fazla, ölçülen verimi ise %48’den fazladır ve yıllık elektrik üretimi kapasitesi yaklaşık 1.427,4 milyon kilovat-saattir. Bu sistem, demir ve çelik üretimi sırasında ortaya çıkan fazla gaz kaynaklarını tamamen geri kazanıp kullanabilir, gaz yayılmasını azaltabilir, ekolojik çevreyi koruyabilir ve kendi elektriğini üretme verimini artırabilir." dedi.

"Masteel Beihu Güç Santrali’nin 183 MW’lık Kombine Çevrim Gaz Türbini Ünitesi devreye alındıktan beri, sürekli güvenli ve istikrarlı uzun dönem üretim gerçekleştirmiştir. Ocak-Haziran 2022 döneminde toplam 780,3 milyon kWh elektrik üretmiştir; yük faktörü %99’dur ve ekonomik, sosyal ve çevresel faydalar açısından karşılıklı kazanç durumu sağlanmıştır." Zhang Jianqiu dedi.

Kalite ve verimliliği daha da artırmak ve karbon emisyonlarının yoğunluğunu azaltmak için Mitsubishi Power, çelik şirketleri için daha verimli ve küçüktürlü CCPP jeneratör kümeleri üzerine araştırmalarını ve geliştirmelerini sürdürmektedir. Aynı zamanda Mitsubishi Power, tamamen sıfır-karbon yakıtlarını kullanan ve sıfır karbon emisyonu gerçekleştiren hidrojen ve amonyak yakıtlı gaz türbinleri üzerinde de çalışmaktadır.