中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 劉加軍 樊三彩 通訊員 丁衛國
攝影 丁衛國
晉南廠區
沃能化工廠區
焦化廠區
“山西晉南鋼鐵集團（以下簡稱晉南鋼鐵）在全國率先構建了‘鋼-焦-化-氫+綠電’的全循環低碳產業鏈。目前，集團噸鋼碳排放1.4噸左右，遠低于國內長流程鋼鐵企業碳排放1.8噸的平均水平，在鋼鐵行業領先。”11月14日，晉南鋼鐵集團黨委副書記、總裁張天福在接受《中國冶金報》記者采訪時介紹。
他進一步指出，未來，晉南鋼鐵規劃建設光伏電站、電解水制氫制氧和儲能項目，通過“光伏+儲能+電解水制氫制氧”等方式，充分高效地利用綠電，生產綠色氫氣和氧氣，其中，綠氫供加氫站、高爐富氫使用，綠氧供煉鋼或高爐富氧使用，持續提升綠色價值。
張天福，從2002年12月立恒一期鐵廠選址開始，已經致力于鋼鐵事業22年。22年，他把一座小鐵廠變成一家鋼焦融合、鋼化聯產長流程綠色低碳示范企業，實現了多項“獨家、首創”工藝、技術。2022年、2023年、2024年，晉南鋼鐵連續三年被評為“環保績效A級企業”“鋼鐵行業綠色發展標桿企業”。
首創“鋼-焦-化-氫”全產業鏈發展模式
記者：晉南鋼鐵綠色低碳發展走在了行業前列，特別是“鋼-焦-化-氫+綠電”全產業鏈發展模式，在實現資源高效利用的同時，有效降低了能耗、減少了碳排放，促進了鋼鐵行業綠色低碳發展。請您介紹一下晉南鋼鐵的“鋼-焦-化-氫+綠電”全產業鏈發展模式。
張天福：晉南鋼鐵位于黃河金三角示范區正中心-山西曲沃經濟技術開發區，三小時經濟圈覆蓋三大省會（鄭州、太原、西安），具有得天獨厚的區域資源優勢；但同時，也是 “2+26” 通道城市，在“雙碳”大背景下，鋼鐵、化工、電力、交通、建筑等行業是我國實施“雙碳”戰略的重要領域，降低碳排放對于這些行業以及相關企業而言，是需要共同攻克的技術難題。
為實現鋼鐵廠的節能降碳，晉南鋼鐵把目光瞄準了本來用于燃燒或發電的焦爐煤氣和轉爐煤氣，它們也是碳排放的重點。本著“資源價值最大化”的宗旨，2017年晉南鋼鐵成立全資子公司——山西沃能化工科技有限公司，實施了“轉爐煤氣及焦爐煤氣耦合制乙二醇聯產LNG技術開發與工業化”項目。2020年7月1日該項目建成投產。
該項技術是國內首家將焦爐煤氣、轉爐煤氣進行回收，做成乙二醇和 LNG，符合CCUS(碳捕獲、利用與封存）技術路徑要求，每年可減少碳排放136萬噸。
記者：具體的工藝路線是什么？
張天福：首先，把高爐煤氣送至頂裝焦爐，置換出優質的焦爐煤氣；然后，將置換出來的焦爐煤氣和煉鋼轉爐煤氣同步送至化工廠；經過一系列的凈化、除雜、提純后，焦爐煤氣和轉爐煤氣可以分離出LNG、氫氣和一氧化碳，再把氫氣和一氧化碳在沃能化工合成為乙二醇。
我們在“鋼-焦-化-氫+綠電”工藝中還實現了能源的梯級利用。一是開展了全范圍氫氣濃度的高爐氫冶金工藝研發，掌握了高爐氫冶金的成套裝備產業化技術，每年可減少焦炭消耗8.5萬噸，減少二氧化碳排放26萬噸。
二是實施轉爐頂底復吹二氧化碳項目，晉南鋼鐵與北京科技大學聯合建成的國內首臺套鋼化聯產二氧化碳循環利用示范工程項目，開辟了鋼鐵工業長流程鋼化聯產二氧化碳減排新途徑。此前，煉鋼冶煉過程中的副產物——轉爐煤氣輸送至沃能化工分離提純后，高價值的一氧化碳用于合成乙二醇產品，剩余的工業廢氣二氧化碳被排放掉，無形中造成了資源的極大浪費。
該項目將沃能化工產生的工業廢氣二氧化碳回送至煉鋼工序，代替氬氣、氮氣作為轉爐吹煉過程的頂底復吹氣源，在節約氬氣、氮氣和氧氣消耗的同時，將工業廢氣二氧化碳轉化為高價值的一氧化碳，每年可減少碳排放9.5萬噸。
記者：晉南鋼鐵在“鋼-焦-化-氫+綠電”工藝中實現了哪些技術突破？經濟效益怎樣？
張天福：“鋼-焦-化-氫+綠電”工藝噸鋼副產品經濟效益提升10%；噸鋼生產流程碳排放降低25%，并實現了多項技術突破。
主要包括：1.建成世界上首條利用轉爐煤氣、焦爐煤氣等副產煤氣制備乙二醇等載碳化工產品的新產線，創新性的采用了氧化偶聯法生產乙二醇新技術，構建了針對焦爐煤氣、轉爐煤氣特點的梯級深度除雜工藝，形成了利用鋼鐵副產煤氣生產乙二醇高附加值化工產品的利用新途徑，實現了“以化固碳”。
2.自主設計并建成了我國首套1860m3高爐大規模噴吹化工富氫氣體工業化應用工程，開發了高爐噴氫“物理自保護+工藝自保護智能聯鎖+緊急自保護切斷”的三重化智能安全控制技術，實現了長期穩定高效噴吹，實現了“以氫代碳”。
3.開發了鋼化聯產能源介質數字化集成管控技術，實現了鋼鐵產業蒸汽、氮氣等能源介質與化工生產用氣的耦合匹配及智能化調度，達到了產業間協同降碳。
4.全國獨家建成投用煉鋼轉爐頂底復吹二氧化碳項目，將工業廢氣二氧化碳轉化為高價值的一氧化碳，不僅增加了噸鋼煤氣回收量，還有效減少了碳排放。
包括中國科學院院士包信和在內的多位專家表示，該成果技術指標先進，應用性強，達到國際先進水平；開創了鋼焦化氫聯產的先河，也對我國鋼鐵行業的技術進步和綠色可持續發展具有積極推動作用。
打造零碳智慧物流平臺
晉南鋼鐵氫能重卡
圖為晉南鋼鐵加氫站
圖為晉南鋼鐵綜合能源島
記者：氫能是理想的清潔能源，也是推動能源結構變革、實現“雙碳”目標的重要途徑。晉南鋼鐵依托“鋼—焦—化—氫+綠電”全循環低碳產業鏈，不斷拓展氫能應用場景，目前，正在通過推行氫能重卡，有效改善區域生態環境。請您介紹一下晉南鋼鐵發展零碳物流的情況。
張天福：近幾年，晉南鋼鐵攜手合作伙伴進行氫能戰略合作，提前布局氫能重卡產業鏈。2022年8月，晉南鋼鐵與杭氧合作建設的加氫站是目前國內最大加氫站，每天滿負荷可加注9噸氫氣，可滿足300輛氫能汽車加注需求。
2022年8月，晉南鋼鐵首批300輛氫能重卡交付使用，構建起氫能產業鏈創新體系。以此為起點，晉南鋼鐵建立了“天恒氫能”零碳物流平臺，通過平臺大數據分析，實現自動匹配貨源、一鍵派車、自動結算功能，目標是能夠為更多山西鋼焦化企業提供綠色公路物流運輸共享服務。
目前，晉南鋼鐵擁有全球最大的加氫站兩座，每日加氫量達18噸，擁有全國首個零碳氫能重卡運輸網絡，未來將著力打造全國綠色零碳干線物流。當前，晉南鋼鐵具備每年4.5萬噸左右高純氫氣的生產能力，除部分用于生產外，大部分可用于發展氫能重卡。
記者：氫能重卡與柴油重卡相比，經濟性如何？您如何規劃區域低碳物流產業的發展？
張天福：晉南鋼鐵氫能重卡具備顯著優勢。其一，在成本方面，相較于柴油車和LNG車，氫能重卡有著更低的能耗成本。其二，在減碳及收益上，氫能重卡憑借其清潔屬性，每年能實現可觀的減碳量，同時還可通過碳權交易獲得相應收益。其三，從推廣角度來看，作為清潔運輸方式，氫能重卡將會得到全方位的推廣支持。
未來，晉南鋼鐵將以氫能重卡“零碳智慧物流平臺”為突破口，逐步擴大氫能重卡的使用數量和輻射區域；利用山西特有的工業副產氫氣資源，實現減污降碳、清潔運輸。
山西是工業大省，年產煤13億噸、焦炭1.2億噸、粗鋼6423萬噸，年運輸量25-30億噸，有55萬輛清潔重卡應用場景。晉南鋼鐵將積極推進氫化山西共贏發展項目，與有關領域頭部企業深化合作、優勢互補，向上向下延伸產業鏈條，規劃發展“一個中心、兩個縱向、三個橫向”鏈條，形成制氫、儲氫、運氫、加氫、用氫等產業鏈的一體化循環經濟產業。
晉南鋼鐵分布式光伏
晉南鋼鐵集中式光伏
晉南鋼鐵廠房墻體和地面光伏
晉南鋼鐵太子湖水上光伏
記者：從氫氣的來源看，焦爐煤氣提取的工業副產氫屬于藍氫，但是從未來發展看，只有綠氫才是真正的零碳物流。
張天福：在這個方面，晉南鋼鐵早有布局，大規模綠電是晉南鋼鐵綠氫產業發展的基石。
我們晉南鋼鐵與中國華能合作建設的1300兆瓦光伏“新能源+儲能”項目，一期350兆瓦光伏項目已于2023年6月全容量并網發電。同時，集團充分利用廠區內閑置空地、廠房屋頂、廠房墻體、停車場車棚等區域，規劃建設了300兆瓦分布式光伏發電項目。通過大力發展光伏綠電，有效降低企業碳排放，讓綠色低碳成為高質量發展永恒的底色。
晉南鋼鐵光伏發展呈現出以下特點：一是場景豐富，廠房頂、停車場、園區鹽堿地、太子湖水上等不同場景都建設了光伏發電；二是規模龐大，提高了土地綜合利用效率；三是投資高額，促進區域經濟高質量發展。
下一步，晉南鋼鐵將擴大夯實廠內綠氫、綠電建設，快速推進綜合能源島、氫氣提純、光伏+儲能、風力發電、光伏支架等新能源項目，進一步優化能源結構，加快綠色轉型，持續改善區域空氣環境，全方位推動綠色低碳高質量發展。
從綠色鋼鐵到綠色建筑
記者：晉南鋼鐵正在通過產業結構優化升級，投入巨資建設型鋼綠色新產線，并成為世界有影響力的中小型型鋼生產基地。晉南鋼鐵在發展綠色建筑方面做了哪些工作？
晉南鋼鐵綠色型材生產線
晉南鋼鐵裝配式建筑樣板房
張天福：近年來，晉南鋼鐵通過優化產品結構，從建筑用鋼向裝配式用鋼產品轉型，建設綠色型材及鍍鋅生產基地和光伏支架生產規模，樹立了轉型跨越高質量發展示范標桿。目前，工字鋼、角鋼、槽鋼、H型鋼等型材產品，鍍銅焊絲等智能制造產品已經成為被廣泛認可的著名品牌。
在綠色型材方面，晉南已將裝配式用鋼應用于項目建設。比如，太子湖重鋼別墅樣板房采用集團綠色型材建造，建造速度快，安全系數高，保溫效果好；晉南鋼鐵型材車間的廠房立柱、框架使用綠色型材，結構穩固，施工效率高，屬于環保型綠色建筑；晉南二期消防站同樣使用集團自產綠色型材建設主體結構，建造速度快，抗震性能好，安裝快捷，可大大縮短施工周期，滿足項目建設需求。
在產品方面，晉南鋼鐵已發布三類產品EPD認證報告。EPD（環境產品聲明）以生命周期評估（LCA）為基礎，跟蹤檢測產品從原材料獲取、生產、運輸、消費，以及最終的報廢處理等整個生命周期過程中對生態系統、人體健康等方面的環境影響。EPD被認為是綠色采購和產品生態設計最有力的支持工具。
記者：晉南鋼鐵提出了力爭在2025年前實現“1噸鋼1噸碳排放”目標、在2050年前成為全國領先的近零碳鋼鐵企業，還將采取哪些有力措施？
張天福：未來，晉南鋼鐵將聚焦綠色低碳前沿技術，通過建設阿曼綠色鋼鐵原料基地，促進短流程原料的需求；利用綠電制氫制氧和儲能，為短流程煉鋼打下堅實的基礎；不斷加大廢鋼、綠色熱壓鐵塊的使用比例，加快長流程向短流程鋼鐵企業轉變，成為中國近零碳鋼鐵企業先行者。
與此同時，晉南鋼鐵還將籌建綠電預熱廢鋼項目，以增加廢鋼比例和綠色熱壓鐵塊的使用比例，充分利用循環資源并優化組織模式，有效減少高爐煉鐵的鐵水產量，早日實現長流程鋼鐵企業“1噸鋼1噸碳排放”的目標，走在行業的最前端。
記者：晉南鋼鐵的阿曼項目，在哪些方面體現了綠色低碳的特點？
張天福： 2024年10月27日，晉南鋼鐵與合作伙伴在阿曼建設1座年產1800萬噸的綠色鋼鐵原料基地項目。
該項目充分利用阿曼獨特的天然氣、光照及風力等資源優勢，采用顛覆性冶煉工藝技術，生產綠色熱壓鐵塊等產品，可有效減少碳排放、降低生產成本。
第一步：用阿曼國家廉價的天然氣裂解制氫生產熱壓鐵塊。
第二步：發展光伏新能源，用廉價的綠電制氫生產熱壓鐵塊。
相信，未來隨著國家碳稅碳交易的相關政策落地后，晉南鋼鐵將爆發出更加強大的市場競爭力。
