Espace De Développement De La Technologie De Production D'Électricité CCPP À Gaz De Haut Fourneau

Renforcer la coopération en matière d'efficacité énergétique et de réduction du carbone

Takahiro Kawaguchi, président de Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, a déclaré dans son discours : « Au cours de la première moitié de cette année, en raison de la contraction de la demande, des chocs d'approvisionnement et de l'épidémie de pneumonie à couronne nouvelle, les profits de l'industrie sidérurgique ont considérablement diminué, et les prix des produits sont restés bas. À travers le monde, le développement rapide de la décarbonisation zéro, de l'utilisation de l'énergie hydrogène et de la technologie numérique a entraîné des changements majeurs dans l'environnement du marché ainsi que dans les besoins des clients. Face à des conditions de marché complexes, Mitsubishi est prêt à travailler main dans la main avec les entreprises sidérurgiques chinoises pour renforcer la coopération en matière d'économie d'énergie et de réduction des émissions de carbone. »

Xu Xiufu, directeur général de Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, a déclaré : "Avec l'ouverture du marché national d'échange de quotas de carbone, la réduction des émissions de carbone des ensembles de génération CCPP (ensembles de génération à cycle combiné gaz-vapeur) deviendra un nouveau point de profit pour l'industrie de l'acier, en plus de l'électricité auto-produite, et procurera également davantage de bénéfices sociaux et environnementaux pour l'entreprise. Sans modifier le processus de production existant ni la structure d'approvisionnement en énergie, la technologie CCPP est l'une des mesures efficaces pour économiser l'énergie et réduire les émissions de carbone dans l'industrie de l'acier. Jusqu'à présent, les ensembles de génération CCPP Mitsubishi nationaux ont produit plus de 200 milliards de kWh d'électricité, épargnant plus de 58 millions de tonnes de charbon standard à l'industrie sidérurgique, et réduisant les émissions de dioxyde de carbone de plus de 150 millions de tonnes. Comparés aux groupes turbogénérateurs à haute température, haute pression et ultra-haute pression construits pendant la même période, les ensembles de génération CCPP sont supérieurs de plus de 30 % dans tous les indicateurs."

À ce jour, 33 ensembles de générateurs Mitsubishi CCPP de différents modèles ont été installés dans les entreprises sidérurgiques nationales, dont 30 sont déjà en exploitation et 3 sont en construction. Le temps cumulé de fonctionnement des unités mises en service a dépassé 2,37 millions d'heures, avec un taux de disponibilité supérieur à 99 %, éliminant ainsi les préoccupations initiales de l'industrie sidérurgique concernant la fiabilité opérationnelle des ensembles de générateurs CCPP.

Amélioration des technologies à faible teneur en carbone

Le développement bas carbone est un élément important pour résoudre le goulot d'étranglement lié aux contraintes environnementales, énergétiques et de ressources, et pour promouvoir le développement de haute qualité de l'industrie, ainsi que la principale illustration et l'objectif final.

Gao Xue, ingénieur en chef adjoint de l'Institut de Planification et de Recherche de l'Industrie Métallurgique, a déclaré : "Les entreprises sidérurgiques clés de grande et moyenne taille représentent le niveau avancé du développement industriel. Selon les données publiées par l'Association chinoise de l'industrie du fer et de l'acier, la consommation énergétique globale par tonne d'acier des entreprises sidérurgiques clés de grande et moyenne taille dans tout le pays en 2021 sera de 549,24 kg de charbon standard, une diminution de 0,59 kg de charbon standard par rapport à 2020, soit une baisse de 0,11 %. Par rapport à 2015, le pourcentage de diminution de la consommation énergétique globale par tonne d'acier a atteint 4 %."

Gaoxue a introduit que par rapport à 2020, le taux de rejet de gaz de cokéfaction en 2021 a diminué de 0,39 point de pourcentage ou de 40,17 % ; le taux de rejet de gaz de haut-fourneau a diminué de 0,08 point de pourcentage ou de 6,30 % ; et le volume de gaz de convertisseur récupéré par tonne d'acier a atteint 119,2 mètres cubes, une augmentation de 1,40 %. Le taux d'utilisation de la chaleur perdue et l'autoproduction d'énergie, qui représentent le niveau d'utilisation de l'énergie secondaire dans l'industrie, ont progressivement augmenté de 10 points de pourcentage, passant de 44 % en 2015 à 54 % en 2021.

D'après des statistiques incomplètes, en 2020, 55 groupes électrogènes CCPP avec une capacité installée totale de 6 156 MW ont été construits dans les entreprises sidérurgiques clés chinoises recensées. En 2020, 357 groupes électrogènes à vapeur avec une capacité installée totale de 2 386 MW avaient été construits dans les entreprises sidérurgiques clés chinoises recensées. En 2020, près de 700 groupes électrogènes à gaz et chaudières avec une capacité installée totale de 34 730 MW, en augmentation annuelle de 3 130 MW, ont été mis en service. Selon les statistiques, le taux moyen national d'autoproduction en 2021 devrait être d'environ 54 %.

Pour améliorer le niveau d'application des technologies de transformation bas-carbone, Gao Xue a formulé trois suggestions : Premièrement, promouvoir vigoureusement le niveau d'automatisation de la distribution du charbon dans les fours à coke, ainsi que des technologies avancées de processus comme l'économie de charbon et la réduction de cokes dans les hauts-fourneaux, afin d'améliorer l'efficacité de l'utilisation du charbon et de favoriser la transformation énergétique efficace. Deuxièmement, augmenter la proportion d'énergie électrique dans la consommation finale d'énergie de l'industrie sidérurgique, améliorer systématiquement l'efficacité de l'utilisation de l'énergie, et promouvoir et encourager la technologie de production d'électricité CCPP à haute efficacité. Troisièmement, développer vigoureusement les technologies de stockage d'énergie, en s'appuyant sur la génération d'énergie au gaz par les entreprises sidérurgiques et les unités génératrices de chaleur résiduelle, basées sur les technologies de stockage thermique solide et de stockage thermique par sel fondu, en s'appuyant sur une plateforme de numérisation de l'énergie, et en utilisant des technologies de contrôle synergique multi-énergie combinées avec des tarifs horaires, des échanges d'électricité, etc., pour renforcer la capacité ajustable du système énergétique des entreprises sidérurgiques, permettant ainsi aux entreprises sidérurgiques de remplir des fonctions importantes telles que la réduction des pointes de charge et le comblement des creux, en réponse à la demande, et en favorisant la consommation d'énergies nouvelles, tout en résolvant les problèmes causés par l'intégration massive des énergies renouvelables. Cela résout également les problèmes de déséquilibre entre la source et la charge régionaux causés par l'intégration massive des énergies renouvelables, renforce la capacité interactive entre la source, le réseau et la charge, équilibre l'utilisation de l'énergie régionale, et augmente la valeur de l'énergie.

Amélioration de l'efficacité de l'autoproduction

Pendant la période du "14e Plan Quinquennal", sous le double contrôle de la réduction des émissions de carbone et de la consommation d'énergie, la capacité de production de l'industrie sidérurgique sera strictement contrôlée, forçant davantage les entreprises à améliorer leur efficacité, réduire leur empreinte carbone, diminuer les coûts et augmenter leur rentabilité.

Yong Yizheng, ingénieur directeur de Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, a déclaré : « Dans le contexte de l'économie d'énergie et de la réduction des émissions de carbone, la proportion d'électricité autogénérée à partir de gaz dans l'industrie sidérurgique a rapidement augmenté, et sans une augmentation significative de la capacité de production, par rapport à la capacité totale d'autoproduction d'électricité, à la fin du 'Treizième Plan Quinquennal', elle a augmenté de 12,8 %. Bien que le niveau global d'autoproduction des entreprises sidérurgiques s'améliore, les générateurs à paramètres intermédiaires, représentés par les ultra-supercritiques et les sous-critiques, constituent la majorité de l'industrie, et la proportion des grands ensembles de génération combinée cycle à gaz (CCPP) à haute efficacité, avec un rendement de génération d'électricité supérieur à 45 %, reste encore relativement faible. La capacité installée des grands ensembles CCPP est de 2983 MW, contre 2363 MW pour celle de l'industrie sidérurgique japonaise lors de la même période. Par une analyse comparative entre la capacité de production de 1 milliard de tonnes d'acier de la Chine et les 90 millions de tonnes de l'industrie sidérurgique japonaise, il ressort que la technologie avancée de génération d'électricité à haut rendement à partir de gaz de haut-fourneau dans l'industrie sidérurgique chinoise a encore beaucoup de marges de développement. »

Jiang Zuoming, ingénieur directeur de la zone de fonctionnement du deuxième centrale énergétique d'Anshan, a déclaré : "Anshan Iron & Steel accorde une grande importance à la protection de l'environnement et au développement de l'économie circulaire, et s'attache toujours au concept de 'développement circulaire'. Afin d'utiliser efficacement le gaz excédentaire, il adopte le procédé de génération d'électricité CCPP pour une utilisation efficace du gaz de charbon excédentaire. Comparé aux ensembles générateurs conventionnels, l'unité génératrice CCPP de 180 MW présente une forte adaptabilité et une large plage de valeur calorifique du gaz de haut-fourneau ; le moteur de combustion et la turbine à vapeur sont disposés sur deux arbres, ce qui permet de fournir de la chaleur au public et réduit la pollution atmosphérique des chaudières de chauffage au charbon dans la zone urbaine ; grâce à une exploitation optimisée et à un creusement approfondi du potentiel, l'efficacité de production d'électricité atteint plus de 47,3 %, ce qui est supérieur à celle des unités conventionnelles de générateurs à charbon."

Zhang Jianqiu, ingénieur en moteurs de combustion du département Énergie et Environnement de la division production d'électricité de Maanshan Steel, a déclaré : « Le département Énergie et Environnement de l'entreprise utilise le premier ensemble générateur CCPP M701SDAX mono-arbre à faible valeur calorifique développé en Chine. L'unité est conçue pour avoir une charge nominale de 183 mégawatts, avec une efficacité thermique de conception de plus de 47 % et une efficacité mesurée de plus de 48 %, ainsi qu'une capacité annuelle de production d'électricité d'environ 1 427,4 millions de kilowatt-heures. Elle peut pleinement recycler et utiliser les ressources gazeuses abondantes issues de la fabrication de l'acier et du fer, réduire la dispersion des gaz, protéger l'environnement écologique et améliorer l'efficacité de la production d'électricité propre. »

"Depuis la mise en service de l'unité de production de 183 MW CCPP de la centrale électrique Masteel Beihu, elle a réalisé une production en cycle long sûr et stable, et a produit un total de 780,3 millions de kWh d'électricité de janvier à juin 2022, avec un facteur de charge de 99 %, réalisant une situation gagnant-gagnant en termes de bénéfices économiques, sociaux et environnementaux." Zhang Jianqiu a déclaré.

Afin d'améliorer encore la qualité et l'efficacité et de réduire l'intensité des émissions de carbone, Mitsubishi Power mène actuellement des travaux de recherche et développement sur des groupes électrogènes CCPP plus efficaces et miniaturisés pour les entreprises sidérurgiques. En même temps, Mitsubishi Power développe également des turbines à gaz fonctionnant au hydrogène et à l'ammoniac, une technologie qui utilisera des carburants entièrement sans carbone et permettra de réaliser des émissions nulles de carbone.