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记者 刘加军 樊三彩 通讯员 丁卫国
摄影 丁卫国
晋南厂区
沃能化工厂区
焦化厂区
“山西晋南钢铁集团（以下简称晋南钢铁）在全国率先构建了‘钢-焦-化-氢+绿电’的全循环低碳产业链。目前，集团吨钢碳排放1.4吨左右，远低于国内长流程钢铁企业碳排放1.8吨的平均水平，在钢铁行业领先。”11月14日，晋南钢铁集团党委副书记、总裁张天福在接受《中国冶金报》记者采访时介绍。
他进一步指出，未来，晋南钢铁规划建设光伏电站、电解水制氢制氧和储能项目，通过“光伏+储能+电解水制氢制氧”等方式，充分高效地利用绿电，生产绿色氢气和氧气，其中，绿氢供加氢站、高炉富氢使用，绿氧供炼钢或高炉富氧使用，持续提升绿色价值。
张天福，从2002年12月立恒一期铁厂选址开始，已经致力于钢铁事业22年。22年，他把一座小铁厂变成一家钢焦融合、钢化联产长流程绿色低碳示范企业，实现了多项“独家、首创”工艺、技术。2022年、2023年、2024年，晋南钢铁连续三年被评为“环保绩效A级企业”“钢铁行业绿色发展标杆企业”。
首创“钢-焦-化-氢”全产业链发展模式
记者：晋南钢铁绿色低碳发展走在了行业前列，特别是“钢-焦-化-氢+绿电”全产业链发展模式，在实现资源高效利用的同时，有效降低了能耗、减少了碳排放，促进了钢铁行业绿色低碳发展。请您介绍一下晋南钢铁的“钢-焦-化-氢+绿电”全产业链发展模式。
张天福：晋南钢铁位于黄河金三角示范区正中心-山西曲沃经济技术开发区，三小时经济圈覆盖三大省会（郑州、太原、西安），具有得天独厚的区域资源优势；但同时，也是 “2+26” 通道城市，在“双碳”大背景下，钢铁、化工、电力、交通、建筑等行业是我国实施“双碳”战略的重要领域，降低碳排放对于这些行业以及相关企业而言，是需要共同攻克的技术难题。
为实现钢铁厂的节能降碳，晋南钢铁把目光瞄准了本来用于燃烧或发电的焦炉煤气和转炉煤气，它们也是碳排放的重点。本着“资源价值最大化”的宗旨，2017年晋南钢铁成立全资子公司——山西沃能化工科技有限公司，实施了“转炉煤气及焦炉煤气耦合制乙二醇联产LNG技术开发与工业化”项目。2020年7月1日该项目建成投产。
该项技术是国内首家将焦炉煤气、转炉煤气进行回收，做成乙二醇和 LNG，符合CCUS(碳捕获、利用与封存）技术路径要求，每年可减少碳排放136万吨。
记者：具体的工艺路线是什么？
张天福：首先，把高炉煤气送至顶装焦炉，置换出优质的焦炉煤气；然后，将置换出来的焦炉煤气和炼钢转炉煤气同步送至化工厂；经过一系列的净化、除杂、提纯后，焦炉煤气和转炉煤气可以分离出LNG、氢气和一氧化碳，再把氢气和一氧化碳在沃能化工合成为乙二醇。
我们在“钢-焦-化-氢+绿电”工艺中还实现了能源的梯级利用。一是开展了全范围氢气浓度的高炉氢冶金工艺研发，掌握了高炉氢冶金的成套装备产业化技术，每年可减少焦炭消耗8.5万吨，减少二氧化碳排放26万吨。
二是实施转炉顶底复吹二氧化碳项目，晋南钢铁与北京科技大学联合建成的国内首台套钢化联产二氧化碳循环利用示范工程项目，开辟了钢铁工业长流程钢化联产二氧化碳减排新途径。此前，炼钢冶炼过程中的副产物——转炉煤气输送至沃能化工分离提纯后，高价值的一氧化碳用于合成乙二醇产品，剩余的工业废气二氧化碳被排放掉，无形中造成了资源的极大浪费。
该项目将沃能化工产生的工业废气二氧化碳回送至炼钢工序，代替氩气、氮气作为转炉吹炼过程的顶底复吹气源，在节约氩气、氮气和氧气消耗的同时，将工业废气二氧化碳转化为高价值的一氧化碳，每年可减少碳排放9.5万吨。
记者：晋南钢铁在“钢-焦-化-氢+绿电”工艺中实现了哪些技术突破？经济效益怎样？
张天福：“钢-焦-化-氢+绿电”工艺吨钢副产品经济效益提升10%；吨钢生产流程碳排放降低25%，并实现了多项技术突破。
主要包括：1.建成世界上首条利用转炉煤气、焦炉煤气等副产煤气制备乙二醇等载碳化工产品的新产线，创新性的采用了氧化偶联法生产乙二醇新技术，构建了针对焦炉煤气、转炉煤气特点的梯级深度除杂工艺，形成了利用钢铁副产煤气生产乙二醇高附加值化工产品的利用新途径，实现了“以化固碳”。
2.自主设计并建成了我国首套1860m3高炉大规模喷吹化工富氢气体工业化应用工程，开发了高炉喷氢“物理自保护+工艺自保护智能联锁+紧急自保护切断”的三重化智能安全控制技术，实现了长期稳定高效喷吹，实现了“以氢代碳”。
3.开发了钢化联产能源介质数字化集成管控技术，实现了钢铁产业蒸汽、氮气等能源介质与化工生产用气的耦合匹配及智能化调度，达到了产业间协同降碳。
4.全国独家建成投用炼钢转炉顶底复吹二氧化碳项目，将工业废气二氧化碳转化为高价值的一氧化碳，不仅增加了吨钢煤气回收量，还有效减少了碳排放。
包括中国科学院院士包信和在内的多位专家表示，该成果技术指标先进，应用性强，达到国际先进水平；开创了钢焦化氢联产的先河，也对我国钢铁行业的技术进步和绿色可持续发展具有积极推动作用。
打造零碳智慧物流平台
晋南钢铁氢能重卡
图为晋南钢铁加氢站
图为晋南钢铁综合能源岛
记者：氢能是理想的清洁能源，也是推动能源结构变革、实现“双碳”目标的重要途径。晋南钢铁依托“钢—焦—化—氢+绿电”全循环低碳产业链，不断拓展氢能应用场景，目前，正在通过推行氢能重卡，有效改善区域生态环境。请您介绍一下晋南钢铁发展零碳物流的情况。
张天福：近几年，晋南钢铁携手合作伙伴进行氢能战略合作，提前布局氢能重卡产业链。2022年8月，晋南钢铁与杭氧合作建设的加氢站是目前国内最大加氢站，每天满负荷可加注9吨氢气，可满足300辆氢能汽车加注需求。
2022年8月，晋南钢铁首批300辆氢能重卡交付使用，构建起氢能产业链创新体系。以此为起点，晋南钢铁建立了“天恒氢能”零碳物流平台，通过平台大数据分析，实现自动匹配货源、一键派车、自动结算功能，目标是能够为更多山西钢焦化企业提供绿色公路物流运输共享服务。
目前，晋南钢铁拥有全球最大的加氢站两座，每日加氢量达18吨，拥有全国首个零碳氢能重卡运输网络，未来将着力打造全国绿色零碳干线物流。当前，晋南钢铁具备每年4.5万吨左右高纯氢气的生产能力，除部分用于生产外，大部分可用于发展氢能重卡。
记者：氢能重卡与柴油重卡相比，经济性如何？您如何规划区域低碳物流产业的发展？
张天福：晋南钢铁氢能重卡具备显著优势。其一，在成本方面，相较于柴油车和LNG车，氢能重卡有着更低的能耗成本。其二，在减碳及收益上，氢能重卡凭借其清洁属性，每年能实现可观的减碳量，同时还可通过碳权交易获得相应收益。其三，从推广角度来看，作为清洁运输方式，氢能重卡将会得到全方位的推广支持。
未来，晋南钢铁将以氢能重卡“零碳智慧物流平台”为突破口，逐步扩大氢能重卡的使用数量和辐射区域；利用山西特有的工业副产氢气资源，实现减污降碳、清洁运输。
山西是工业大省，年产煤13亿吨、焦炭1.2亿吨、粗钢6423万吨，年运输量25-30亿吨，有55万辆清洁重卡应用场景。晋南钢铁将积极推进氢化山西共赢发展项目，与有关领域头部企业深化合作、优势互补，向上向下延伸产业链条，规划发展“一个中心、两个纵向、三个横向”链条，形成制氢、储氢、运氢、加氢、用氢等产业链的一体化循环经济产业。
晋南钢铁分布式光伏
晋南钢铁集中式光伏
晋南钢铁厂房墙体和地面光伏
晋南钢铁太子湖水上光伏
记者：从氢气的来源看，焦炉煤气提取的工业副产氢属于蓝氢，但是从未来发展看，只有绿氢才是真正的零碳物流。
张天福：在这个方面，晋南钢铁早有布局，大规模绿电是晋南钢铁绿氢产业发展的基石。
我们晋南钢铁与中国华能合作建设的1300兆瓦光伏“新能源+储能”项目，一期350兆瓦光伏项目已于2023年6月全容量并网发电。同时，集团充分利用厂区内闲置空地、厂房屋顶、厂房墙体、停车场车棚等区域，规划建设了300兆瓦分布式光伏发电项目。通过大力发展光伏绿电，有效降低企业碳排放，让绿色低碳成为高质量发展永恒的底色。
晋南钢铁光伏发展呈现出以下特点：一是场景丰富，厂房顶、停车场、园区盐碱地、太子湖水上等不同场景都建设了光伏发电；二是规模庞大，提高了土地综合利用效率；三是投资高额，促进区域经济高质量发展。
下一步，晋南钢铁将扩大夯实厂内绿氢、绿电建设，快速推进综合能源岛、氢气提纯、光伏+储能、风力发电、光伏支架等新能源项目，进一步优化能源结构，加快绿色转型，持续改善区域空气环境，全方位推动绿色低碳高质量发展。
从绿色钢铁到绿色建筑
记者：晋南钢铁正在通过产业结构优化升级，投入巨资建设型钢绿色新产线，并成为世界有影响力的中小型型钢生产基地。晋南钢铁在发展绿色建筑方面做了哪些工作？
晋南钢铁绿色型材生产线
晋南钢铁装配式建筑样板房
张天福：近年来，晋南钢铁通过优化产品结构，从建筑用钢向装配式用钢产品转型，建设绿色型材及镀锌生产基地和光伏支架生产规模，树立了转型跨越高质量发展示范标杆。目前，工字钢、角钢、槽钢、H型钢等型材产品，镀铜焊丝等智能制造产品已经成为被广泛认可的著名品牌。
在绿色型材方面，晋南已将装配式用钢应用于项目建设。比如，太子湖重钢别墅样板房采用集团绿色型材建造，建造速度快，安全系数高，保温效果好；晋南钢铁型材车间的厂房立柱、框架使用绿色型材，结构稳固，施工效率高，属于环保型绿色建筑；晋南二期消防站同样使用集团自产绿色型材建设主体结构，建造速度快，抗震性能好，安装快捷，可大大缩短施工周期，满足项目建设需求。
在产品方面，晋南钢铁已发布三类产品EPD认证报告。EPD（环境产品声明）以生命周期评估（LCA）为基础，跟踪检测产品从原材料获取、生产、运输、消费，以及最终的报废处理等整个生命周期过程中对生态系统、人体健康等方面的环境影响。EPD被认为是绿色采购和产品生态设计最有力的支持工具。
记者：晋南钢铁提出了力争在2025年前实现“1吨钢1吨碳排放”目标、在2050年前成为全国领先的近零碳钢铁企业，还将采取哪些有力措施？
张天福：未来，晋南钢铁将聚焦绿色低碳前沿技术，通过建设阿曼绿色钢铁原料基地，促进短流程原料的需求；利用绿电制氢制氧和储能，为短流程炼钢打下坚实的基础；不断加大废钢、绿色热压铁块的使用比例，加快长流程向短流程钢铁企业转变，成为中国近零碳钢铁企业先行者。
与此同时，晋南钢铁还将筹建绿电预热废钢项目，以增加废钢比例和绿色热压铁块的使用比例，充分利用循环资源并优化组织模式，有效减少高炉炼铁的铁水产量，早日实现长流程钢铁企业“1吨钢1吨碳排放”的目标，走在行业的最前端。
记者：晋南钢铁的阿曼项目，在哪些方面体现了绿色低碳的特点？
张天福： 2024年10月27日，晋南钢铁与合作伙伴在阿曼建设1座年产1800万吨的绿色钢铁原料基地项目。
该项目充分利用阿曼独特的天然气、光照及风力等资源优势，采用颠覆性冶炼工艺技术，生产绿色热压铁块等产品，可有效减少碳排放、降低生产成本。
第一步：用阿曼国家廉价的天然气裂解制氢生产热压铁块。
第二步：发展光伏新能源，用廉价的绿电制氢生产热压铁块。
相信，未来随着国家碳税碳交易的相关政策落地后，晋南钢铁将爆发出更加强大的市场竞争力。
