Espacio De Desarrollo De La Tecnología De Generación De Energía CCPP Con Gas De Horno Alto

Fortaleciendo la cooperación en eficiencia energética y reducción de carbono

Takahiro Kawaguchi, Presidente de Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, dijo en su discurso: "En la primera mitad de este año, debido a la contracción de la demanda, los choques en el suministro y el brote de neumonía por coronavirus, las ganancias de la industria siderúrgica se han reducido considerablemente y los precios de los productos han seguido siendo bajos. En todo el mundo, el desarrollo rápido de la descarbonización, la utilización de la energía hidrógena y la tecnología digital ha provocado cambios drásticos en el entorno del mercado, así como en las necesidades de los clientes. Frente a condiciones de mercado complejas, Mitsubishi está dispuesta a trabajar de la mano con las empresas siderúrgicas chinas para fortalecer la cooperación en materia de ahorro de energía y reducción de carbono."

Xu Xiufu, Director General de Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, dijo: "Con la apertura del mercado de comercio de derechos de emisión de carbono nacional, la reducción de carbono de los conjuntos generadores CCPP (conjuntos generadores de ciclo combinado gas-vapor) se convertirá en un nuevo punto de beneficio para la industria del acero, además de la generación propia de electricidad y al mismo tiempo obtendrá más beneficios sociales y ambientales para la empresa. Sin cambiar el proceso de producción existente ni la estructura de suministro de energía, la tecnología CCPP es una de las medidas efectivas para ahorrar energía y reducir el carbono en la industria del acero. Hasta ahora, las unidades generadoras CCPP de Mitsubishi nacionales han generado más de 200 mil millones de kWh de electricidad, ahorrando más de 58 millones de toneladas de carbón estándar para la industria siderúrgica y reduciendo las emisiones de dióxido de carbono en más de 150 millones de toneladas. En comparación con los grupos turbogeneradores de calderas de alta temperatura, alta presión y ultraalta presión construidos durante el mismo período, los grupos generadores CCPP superan en más del 30% en todos los indicadores."

Hasta la fecha, se han aplicado 33 grupos electrógenos CCPP de Mitsubishi de varios modelos en empresas siderúrgicas nacionales, de los cuales 30 ya están en funcionamiento y 3 están en construcción. El tiempo acumulado de operación de las unidades puestas en servicio ha superado los 2,37 millones de horas, con una tasa de disponibilidad superior al 99%, eliminando así las preocupaciones iniciales del sector acerero sobre la fiabilidad operativa de los grupos electrógenos CCPP.

Mejora de tecnologías de bajo carbono

El desarrollo de bajas emisiones de carbono es un contenido importante para resolver el cuello de botella de las restricciones ambientales, energéticas y de recursos, y para promover el desarrollo de alta calidad de la industria, así como la clave de su manifestación y objetivo final.

Gao Xue, Ingeniero Jefe Adjunto del Instituto de Planificación e Investigación de la Industria Metalúrgica, dijo: "Las empresas clave de hierro y acero de gran y mediano tamaño representan el nivel avanzado de desarrollo industrial. Según los datos publicados por la Asociación de la Industria del Hierro y Acero de China, el consumo energético total por tonelada de acero de las empresas clave de gran y mediano tamaño a nivel nacional en 2021 será de 549,24 kg de carbón estándar, una disminución de 0,59 kg de carbón estándar en comparación con 2020, una reducción del 0,11%. En comparación con 2015, el porcentaje de reducción en el consumo energético total por tonelada de acero alcanzó el 4%."

Gaoxue introdujo que, en comparación con 2020, la tasa de liberación de gas de horno de coque en 2021 disminuyó en 0.39 puntos porcentuales o 40.17%; la tasa de liberación de gas de alto horno disminuyó en 0.08 puntos porcentuales o 6.30%; y el volumen de gas de convertidor recuperado por tonelada de acero alcanzó los 119.2 metros cúbicos, un aumento del 1.40%. La tasa de generación propia de calor residual y energía, que representa el nivel de utilización de energía secundaria en la industria, aumentó gradualmente en 10 puntos porcentuales, desde el 44% en 2015 hasta el 54% en 2021.

De acuerdo con estadísticas incompletas, en 2020 se construyeron 55 grupos electrógenos CCPP con una capacidad instalada total de 6.156 MW en las principales empresas siderúrgicas estadísticas de China. En 2020, se habían construido 357 grupos electrógenos de vapor con una capacidad instalada total de 2.386 MW en las principales empresas siderúrgicas estadísticas de China. En 2020, casi 700 grupos electrógenos de calderas de gas con una capacidad instalada total de 34.730 MW, lo que representa un aumento interanual de 3.130 MW. Según las estadísticas, la tasa promedio nacional de auto-generación en 2021 estará alrededor del 54%.

Con el fin de mejorar el nivel de aplicación de las tecnologías de transformación de bajo carbono, Gao Xue presentó tres sugerencias: En primer lugar, promover vigorosamente el nivel de distribución automatizada de carbón en hornos de coque, tecnologías avanzadas de procesos como ahorro de carbón y reducción de coque en altos hornos, mejorar la eficiencia del uso del carbón y promover la transformación eficiente de la energía. En segundo lugar, aumentar la proporción de energía eléctrica en el consumo final de energía de la industria siderúrgica, mejorar sistemáticamente la eficiencia del uso de la energía y promover y difundir la tecnología de generación eléctrica de alta eficiencia CCPP. Tercero, desarrollar vigorosamente la tecnología de almacenamiento de energía, apoyándose en la generación de electricidad por gas de empresas siderúrgicas y unidades de generación de energía residual, basadas en tecnologías de almacenamiento térmico sólido y salmuera fundida, apoyándose en la plataforma de digitalización de la energía, y utilizando tecnologías de control sinérgico multi-energético combinadas con tarifas horarias, comercio de electricidad, etc., para aumentar la capacidad ajustable del sistema energético de las empresas siderúrgicas, de modo que estas puedan asumir funciones importantes de regulación de picos y llenado de valles, responder a la demanda del lado de la demanda y promover el consumo de nuevas fuentes de energía, así como resolver los problemas causados por la integración de grandes cantidades de energías renovables. También resuelve los problemas de desajuste entre oferta y demanda regional causados por la integración de grandes cantidades de energías renovables, mejora la capacidad interactiva de fuente-red-carga, equilibra el uso de la energía en la región y aumenta el valor de la energía.

Mejora de la eficiencia de la auto-generación

Durante el período del "14º Plan Quinquenal", bajo el control dual de reducción de carbono y consumo energético, se controlará estrictamente la capacidad de producción de la industria siderúrgica, forzando aún más a las empresas a mejorar la eficiencia, reducir el carbono, disminuir costos y aumentar la eficacia.

Yong Yizheng, Ingeniero Director de Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, dijo: "Bajo el contexto de ahorro de energía y reducción de carbono, la industria del acero ha aumentado rápidamente la proporción de electricidad auto-generada a partir de gas, y en ausencia de un aumento significativo en la capacidad de producción, en comparación con la electricidad auto-generada total instalada, al final del 'Decimotercer Plan Quinquenal' aumentó en un 12.8 por ciento. Aunque el nivel general de auto-generación de las empresas siderúrgicas ha mejorado, los generadores de parámetros intermedios representados por doble sobrealimentación y subcríticos constituyen la mayoría de la industria, y la proporción de grandes conjuntos generadores CCPP de alta eficiencia con una eficiencia de generación de más del 45% sigue siendo relativamente pequeña. La capacidad instalada de grandes conjuntos generadores CCPP es de 2983 MW, mientras que en el mismo período la capacidad instalada de grandes conjuntos generadores CCPP de la industria siderúrgica japonesa es de 2363 MW, a través de un análisis comparativo entre la capacidad productiva de 1000 millones de toneladas de acero de China y los 90 millones de toneladas de acero de Japón, se observa que la tecnología avanzada de generación eléctrica eficiente de gases de alto horno de la industria siderúrgica china tiene mucho margen para desarrollarse."

Jiang Zuoming, Ingeniero Director del Área de Operaciones de la Central Energética No. 2 de Control de Energía de Anshan, dijo: "Anshan Iron & Steel le da mucha importancia a la protección ambiental y al desarrollo de la economía de reciclaje, y siempre se adhiere al concepto de 'desarrollo de reciclaje'. Para utilizar eficientemente el gas abundante, adopta el proceso de generación de energía CCPP para la utilización eficiente del gas de carbón abundante. En comparación con el conjunto convencional de generadores de gas, el conjunto de generadores CCPP de 180 MW tiene una fuerte adaptabilidad y un amplio rango de valor calorífico del gas de alto horno; el motor de combustión y la turbina de vapor están dispuestos en doble eje, lo que permite proporcionar calefacción al público y reduce la contaminación del aire en el área urbana por las calderas de calefacción alimentadas por carbón; mediante un profundo aprovechamiento de potencial y optimización de operación, la eficiencia de generación de electricidad alcanza más del 47.3%, lo cual es superior a la de los conjuntos convencionales de calderas de gas."

Zhang Jianqiu, ingeniero de motores de combustión de la división de generación de energía del Departamento de Energía y Medio Ambiente de Maanshan Steel, dijo: "El Departamento de Energía y Medio Ambiente de la empresa adopta el primer conjunto generador CCPP M701SDAX de eje único de bajo valor calorífico del país. La unidad está diseñada para tener una carga nominal de 183 megavatios, con una eficiencia térmica de diseño de más del 47% y una eficiencia medida de más del 48%, y una capacidad anual de generación eléctrica de aproximadamente 1.427,4 millones de kilovatios-hora. Puede reciclar completamente y aprovechar los recursos de gas abundantes generados por la fabricación de hierro y acero, reducir la dispersión de gases, proteger el medio ambiente ecológico y mejorar la eficiencia de la generación propia."

"Desde la puesta en marcha de la unidad de generación de 183 MW CCPP de la Planta de Energía Beihu de Masteel, se ha logrado una producción continua segura y estable a largo plazo, generando un total de 780,3 millones de kWh de electricidad de enero a junio de 2022, con un factor de carga del 99%, logrando una situación de ganancia mutua en términos de beneficios económicos, sociales y ambientales." Zhang Jianqiu dijo.

Con el fin de mejorar aún más la calidad y eficiencia y reducir la intensidad de las emisiones de carbono, Mitsubishi Power está llevando a cabo trabajos de investigación y desarrollo sobre grupos electrógenos CCPP más eficientes y miniaturizados para empresas siderúrgicas. Al mismo tiempo, Mitsubishi Power también está desarrollando turbinas de gas alimentadas con hidrógeno y amoníaco, una tecnología que utilizará combustibles completamente libres de carbono y logrará emisiones cero de carbono.