Hochofengas CCPP Stromerzeugung Technologieentwicklung Raum Deutschland

Stärkung der Zusammenarbeit bei Energieeffizienz und CO2-Reduzierung

Takahiro Kawaguchi, Vorstandsvorsitzender von Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, sagte in seiner Rede: „In der ersten Hälfte dieses Jahres sind die Gewinne der Eisen- und Stahlindustrie aufgrund der Nachfragerückgänge, Angebotsschocks und des Ausbruchs der Coronavirus-Pneumonie erheblich geschrumpft und die Preise der Produkte blieben weiterhin niedrig. Weltweit hat die rasante Entwicklung der Null-Karbonisierung, der Wasserstoffenergienutzung und der digitalen Technologie zu dramatischen Veränderungen des Marktumfelds sowie der Kundenbedürfnisse geführt. Angesichts der komplexen Marktbedingungen ist Mitsubishi bereit, Hand in Hand mit chinesischen Stahlunternehmen zu arbeiten, um die Zusammenarbeit bei der Energieeinsparung und der Kohlenstoffreduzierung zu stärken.“

Xu Xiufu, General Manager von Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, sagte: „Mit der Öffnung des nationalen Emissionshandelsmarktes wird die Reduzierung des CO200-Ausstoßes von CCPP-Generatoren (Gas-Dampf-Kombikraftwerke) neben der Eigenstromerzeugung zu einem neuen Gewinnpunkt für die Stahlindustrie und bringt den Unternehmen gleichzeitig mehr soziale und ökologische Vorteile. Auf der Grundlage der unveränderten bestehenden Produktionsprozesse und Energieversorgungsstruktur ist die CCPP-Technologie eine der wirksamsten Maßnahmen zur Energieeinsparung und CO58-Reduzierung in der Stahlindustrie. Inländische CCPP-Generatoren von Mitsubishi haben bisher mehr als 150 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt, wodurch mehr als 30 Millionen Tonnen Standardkohle für die Eisen- und Stahlindustrie eingespart und der COXNUMX-Ausstoß um mehr als XNUMX Millionen Tonnen reduziert wurde. Verglichen mit Hochtemperatur-, Hochdruck- und Ultrahochdruck-Kesselgeneratoren, die im gleichen Zeitraum gebaut wurden, liegen die CCPP-Generatoren in allen Indikatoren um mehr als XNUMX % vorn.“

Bisher wurden 33 Mitsubishi CCPP-Generatoren verschiedener Modelle in inländischen Stahlunternehmen eingesetzt, von denen 30 bereits in Betrieb genommen wurden und sich 3 im Bau befinden. Die kumulierte Betriebszeit der in Betrieb genommenen Einheiten hat 2.37 Millionen Stunden überschritten, bei einer Verfügbarkeitsrate von über 99 %, wodurch die anfänglichen Bedenken der Stahlindustrie hinsichtlich der Betriebszuverlässigkeit von CCPP-Generatoren ausgeräumt wurden.

Verbesserung kohlenstoffarmer Technologien

Eine kohlenstoffarme Entwicklung ist ein wichtiger Inhalt, um die Engpässe in den Bereichen Umwelt, Energie und Ressourcen zu lösen und eine qualitativ hochwertige Entwicklung der Branche zu fördern. Zudem ist sie die zentrale Ausgestaltung und das Endziel.

Gao Xue, stellvertretender Chefingenieur des Instituts für Planung und Forschung der Metallurgieindustrie, sagte: „Wichtige große und mittlere Eisen- und Stahlunternehmen repräsentieren das fortgeschrittene Niveau der Branchenentwicklung. Laut den von der China Iron and Steel Industry Association veröffentlichten Daten wird der Gesamtenergieverbrauch pro Tonne Stahl der wichtigsten großen und mittleren Eisen- und Stahlunternehmen im ganzen Land im Jahr 2021 549.24 kg Standardkohle betragen, was einem Rückgang von 0.59 kg Standardkohle gegenüber 2020 bzw. 0.11 % entspricht. Im Vergleich zu 2015 beträgt der prozentuale Rückgang des Gesamtenergieverbrauchs pro Tonne Stahl 4 %.“

Gaoxue gab bekannt, dass die Freisetzungsrate von Koksofengas im Jahr 2020 im Vergleich zu 2021 um 0.39 Prozentpunkte oder 40.17 % gesunken ist; die Freisetzungsrate von Hochofengas sank um 0.08 Prozentpunkte oder 6.30 %; und die aus Konvertergas zurückgewonnene Stahlmenge erreichte 119.2 Kubikmeter, ein Anstieg von 1.40 %. Die Rate der Abwärme und der Eigenenergieerzeugung, die den Grad der Sekundärenergienutzung in der Industrie darstellt, stieg schrittweise um 10 Prozentpunkte von 44 % im Jahr 2015 auf 54 % im Jahr 2021.

Unvollständigen Statistiken zufolge wurden im Jahr 2020 in wichtigen Stahlunternehmen in China 55 CCPP-Generatoren mit einer installierten Gesamtleistung von 6,156 MW gebaut. Im Jahr 2020 wurden in wichtigen Stahlunternehmen in China 357 Dampfgeneratoren mit einer installierten Gesamtleistung von 2,386 MW gebaut. Im Jahr 2020 wurden fast 700 Gaskesselgeneratoren mit einer installierten Gesamtleistung von 34,730 MW gebaut, was einer Steigerung von 3,130 MW gegenüber dem Vorjahr entspricht. Laut Statistik wird die durchschnittliche Eigenstromerzeugungsrate im Land im Jahr 2021 bei etwa 54 % liegen.

Um den Anwendungsgrad kohlenstoffarmer Umwandlungstechnologien zu verbessern, machte Gao Xue drei Vorschläge: Erstens, die automatisierte Kohleverteilung in Koksöfen energisch voranzutreiben, fortschrittliche Prozesstechnologien wie Kohleeinsparung und Koksreduzierung in Hochöfen einzusetzen, die Effizienz der Kohlenutzung zu verbessern und die effiziente Energieumwandlung zu fördern. Zweitens, den Anteil elektrischer Energie am Endenergieverbrauch der Eisen- und Stahlindustrie zu erhöhen, die Effizienz der Energienutzung systematisch zu verbessern und die hocheffiziente Stromerzeugungstechnologie von CCPP zu befürworten und zu fördern. Drittens: Energiespeichertechnologie energisch weiterentwickeln, indem man sich auf die Gaskraftwerke und Abwärmekraftwerke der Stahlindustrie stützt, auf Feststoff- und Salzschmelze-Wärmespeichertechnologie setzt, auf die Energiedigitalisierungsplattform setzt und eine synergetische Steuerungstechnologie für mehrere Energien in Kombination mit Time-Sharing-Tarifen, Stromhandel usw. nutzt, um die regelbare Kapazität des Energiesystems der Stahlindustrie zu erhöhen, damit die Stahlindustrie die wichtigen Funktionen Spitzen abbauen und Täler ausgleichen, auf die Nachfrage reagieren und den Verbrauch neuer Energiequellen fördern kann und die Probleme löst, die durch den Zugang zu erneuerbaren Energiequellen im großen Maßstab verursacht werden. Dadurch werden auch die Probleme der regionalen Lastinkongruenz gelöst, die durch den Zugang zu erneuerbaren Energiequellen im großen Maßstab verursacht wird, die Interaktionsfähigkeit zwischen Quelle und Netzlast wird verbessert, der regionale Energieverbrauch wird ausgeglichen und der Wert der Energie wird gesteigert.

Verbesserung der Effizienz der Eigenstromerzeugung

Während des Zeitraums des „14. Fünfjahresplans“ wird die Produktionskapazität der Eisen- und Stahlindustrie unter der doppelten Kontrolle der Kohlenstoffreduzierung und des Energieverbrauchs streng kontrolliert, was die Unternehmen zusätzlich dazu zwingt, ihre Effizienz zu verbessern, den Kohlenstoffausstoß zu reduzieren, die Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern.

Yong Yizheng, leitender Ingenieur bei Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, sagte: „Vor dem Hintergrund der Energieeinsparung und der Reduzierung des Kohlenstoffausstoßes hat die Eisen- und Stahlindustrie den Anteil der Eigenstromerzeugung aus Gas schnell erhöht, und ohne eine nennenswerte Steigerung der Produktionskapazität stieg dieser Anteil im Vergleich zur gesamten installierten Eigenstromerzeugung am Ende des ‚Dreizehnten Fünfjahresplans‘ um 12.8 Prozent. Obwohl sich der Gesamtgrad der Eigenstromerzeugung der Eisen- und Stahlunternehmen verbessert hat, machen die Generatoren mit mittleren Parametern, die durch Doppel-Super- und Subkritische repräsentiert werden, den Großteil der Branche aus, und der Anteil der groß angelegten hocheffizienten CCPP-Generatorsätze mit einem Stromerzeugungswirkungsgrad von mehr als 45 % ist immer noch relativ gering. Die installierte Leistung der großen CCPP-Generatorsätze beträgt 2983 MW, im gleichen Zeitraum wie die installierte Leistung der großen CCPP-Generatorsätze der japanischen Stahlindustrie 2363 MW, durch Chinas 1 Milliarde Tonnen Eisen- und Stahlproduktionskapazität und Japans 90 Millionen Tonnen Eisen- und Stahlproduktionskapazität Eine vergleichende Analyse der chinesischen Eisen- und Stahlindustrie zeigt, dass die hocheffiziente Technologie zur Stromerzeugung aus Hochofengas noch viel Entwicklungspotenzial bietet.“

Jiang Zuoming, leitender Ingenieur für den Betriebsbereich des Kraftwerks Anshan Energy Control Nr. 2, sagte: „Anshan Iron & Steel legt großen Wert auf Umweltschutz und die Entwicklung einer Recyclingwirtschaft und hält stets am Konzept der ‚Recyclingentwicklung‘ fest. Um das Gas aus dem Überfluss effizient zu nutzen, setzt das Unternehmen auf den CCPP-Stromerzeugungsprozess zur effizienten Nutzung des Gases aus dem Überfluss. Im Vergleich zu herkömmlichen Gasgeneratoren ist der CCPP-Generator mit 180 MW sehr anpassungsfähig und bietet einen großen Bereich an Heizwerten für Hochofengas. Der Verbrennungsmotor und die Dampfmaschine sind in Doppelschächten angeordnet, wodurch die Bevölkerung beheizt werden kann und die Luftverschmutzung in städtischen Gebieten durch den kohlebefeuerten Heizkessel verringert wird. Durch die gründliche Nutzung von Potenzialen und die Optimierung des Betriebs erreicht die Stromerzeugungseffizienz mehr als 47.3 %, was höher ist als bei herkömmlichen Gaskesseln.“

Zhang Jianqiu, Verbrennungsmotoreningenieur der Stromerzeugungsabteilung der Energie- und Umweltabteilung von Maanshan Steel, sagte: „Die Energie- und Umweltabteilung des Unternehmens setzt das erste inländische M701SDAX CCPP-Generatoraggregat mit niedrigem Heizwert und einer Welle ein. Die Einheit ist für eine Nennlast von 183 Megawatt ausgelegt und hat einen thermischen Wirkungsgrad von über 47 % und einen gemessenen Wirkungsgrad von über 48 % sowie eine jährliche Stromerzeugungskapazität von etwa 1,427.4 Millionen Kilowattstunden. Sie kann die bei der Eisen- und Stahlherstellung erzeugten reichlichen Gasressourcen vollständig recyceln und nutzen, die Gasverschleppung reduzieren, die ökologische Umwelt schützen und die Effizienz der Eigenstromerzeugung verbessern.“

„Seit der Inbetriebnahme der 183-MW-CCPP-Einheit des Kraftwerks Masteel Beihu wurde eine kontinuierliche, sichere und stabile Produktion im Langzeitzyklus realisiert und von Januar bis Juni 780.3 insgesamt 2022 Millionen Kilowattstunden Strom mit einem Auslastungsgrad von 99 % erzeugt, was eine Win-Win-Situation in Bezug auf wirtschaftliche, soziale und ökologische Vorteile darstellt“, sagte Zhang Jianqiu.

Um Qualität und Effizienz weiter zu verbessern und die Intensität der Kohlenstoffemissionen zu reduzieren, führt Mitsubishi Power derzeit Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an effizienteren und miniaturisierten CCPP-Generatorsätzen für Stahlunternehmen durch. Gleichzeitig entwickelt Mitsubishi Power auch wasserstoff- und ammoniakbetriebene Gasturbinen, eine Technologie, die vollständig kohlenstofffreie Brennstoffe verwendet und kohlenstofffreie Emissionen realisiert.