Sviluppo Dello Spazio Tecnologico Di Generazione Elettrica CCPP Del Gas Fornace A Soffio

Rafforzare la cooperazione sull'efficienza energetica e la riduzione del carbonio

Takahiro Kawaguchi, Presidente di Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, ha detto nel suo discorso: "Nella prima metà di quest'anno, a causa della contrazione della domanda, degli shock nell'offerta e dell'esplosione della Nuova Polmonite da Coronavirus, i profitti dell'industria siderurgica si sono ridotti considerevolmente e i prezzi dei prodotti sono rimasti bassi. In tutto il mondo, lo sviluppo rapido della decarbonizzazione zero, dell'utilizzo dell'energia idrogena e della tecnologia digitale ha portato a cambiamenti drastici nell'ambiente di mercato e nei bisogni dei clienti. Di fronte a condizioni di mercato complesse, Mitsubishi è disposta a lavorare mano nella mano con le aziende siderurgiche cinesi per rafforzare la cooperazione sull'efficienza energetica e la riduzione delle emissioni di carbonio."

Xu Xiufu, Direttore Generale di Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, ha detto: "Con l'apertura del mercato di scambio delle quote di emissione di carbonio nazionale, la riduzione di carbonio dei gruppi elettrici CCPP (gruppi elettrici a ciclo combinato a gas-vapore) diventerà un nuovo punto di profitto per l'industria siderurgica, oltre alla produzione di energia autogenerata e allo stesso tempo otterrà più benefici sociali e ambientali per l'azienda. Senza modificare il processo produttivo esistente e la struttura di fornitura di energia, la tecnologia CCPP è una delle misure efficaci per il risparmio energetico e la riduzione di carbonio nell'industria siderurgica. Fino ad oggi, i gruppi elettrici CCPP Mitsubishi nazionali hanno prodotto più di 200 miliardi di kWh di energia elettrica, risparmiando più di 58 milioni di tonnellate di carbone standard per l'industria siderurgica e riducendo le emissioni di anidride carbonica di più di 150 milioni di tonnellate. Confrontati con i gruppi turbina-bolle ad alta temperatura, ad alta pressione e ad ultra-alta pressione costruiti nello stesso periodo, i gruppi generatori CCPP sono superiori in tutti gli indicatori di più del 30%."

Finora, 33 gruppi elettrogeni Mitsubishi CCPP di vari modelli sono stati installati nelle aziende siderurgiche nazionali, dei quali 30 sono stati messi in funzione e 3 sono in costruzione. Il tempo cumulativo di funzionamento delle unità commissionate ha superato i 2,37 milioni di ore, con un tasso di disponibilità superiore al 99%, eliminando le preoccupazioni iniziali dell'industria siderurgica riguardo alla affidabilità operativa dei gruppi elettrogeni CCPP.

Miglioramento delle tecnologie a basso carbonio

Lo sviluppo a basso carbonio è un contenuto importante per risolvere il nodo delle limitazioni ambientali, energetiche e di risorse e per promuovere lo sviluppo di alta qualità dell'industria, nonché la chiave della sua manifestazione e l'obiettivo finale.

Gao Xue, Vice Capo Ingegnere dell'Istituto di Pianificazione e Ricerca dell'Industria Metallurgica, ha detto: "Le imprese ferroviarie e siderurgiche chiave di grandi e medie dimensioni rappresentano il livello avanzato di sviluppo industriale. Secondo i dati pubblicati dall'Associazione Cinese dell'Industria Ferroviaria e Siderurgica, il consumo energetico complessivo per tonnellata di acciaio delle principali imprese ferroviarie e siderurgiche di grandi e medie dimensioni a livello nazionale nel 2021 sarà di 549,24 kg di carbone standard, una riduzione di 0,59 kg di carbone standard rispetto al 2020, con una diminuzione del 0,11%. Confrontandolo con il 2015, la percentuale di riduzione nel consumo energetico complessivo per tonnellata di acciaio è arrivata al 4%."

Gaoxue ha introdotto che, in confronto al 2020, il tasso di scarico di gas di coke nel 2021 è diminuito di 0,39 punti percentuali o del 40,17%; il tasso di scarico di gas di alto forno è diminuito di 0,08 punti percentuali o del 6,30%; e il recupero di gas di convertitore per tonnellata d'acciaio è arrivato a 119,2 metri cubi, con un aumento del 1,40%. Il tasso di utilizzo del calore residuo e l'autoproduzione di energia, che rappresentano il livello di utilizzo dell'energia secondaria nell'industria, sono aumentati gradualmente di 10 punti percentuali, passando dal 44% nel 2015 al 54% nel 2021.

Secondo statistiche incomplete, nel 2020 sono stati costruiti 55 impianti a generatori CCPP con una capacità installata totale di 6.156 MW nelle principali aziende siderurgiche cinesi incluse nella statistica. Nel 2020, sono stati costruiti 357 impianti a generatori a vapore con una capacità installata totale di 2.386 MW nelle principali aziende siderurgiche cinesi incluse nella statistica. Nel 2020, circa 700 impianti a generatori a caldaia a gas con una capacità installata totale di 34.730 MW, con un aumento annuo del 3.130 MW. Secondo le statistiche, la media nazionale del tasso di auto-produzione nel 2021 sarà intorno al 54%.

Al fine di migliorare il livello di applicazione delle tecnologie di trasformazione a basso carbonio, Gao Xue ha proposto tre suggerimenti: Primo, promuovere vigorosamente il livello di distribuzione automatizzata del carbone nei forni da coke, adottare tecnologie avanzate come il risparmio di carbone e la riduzione di coke nei forni a soffio, migliorare l'efficienza dell'utilizzo del carbone e promuovere la trasformazione efficiente dell'energia. Il secondo è aumentare la proporzione di energia elettrica nel consumo finale di energia del settore siderurgico, migliorare sistematicamente l'efficienza dell'utilizzo dell'energia e promuovere la tecnologia di generazione elettrica ad alta efficienza CCPP. Terzo, sviluppare vigorosamente la tecnologia di accumulo energetico, basandosi sulla generazione di energia da gas delle imprese siderurgiche e sui gruppi generatori di calore residuo, utilizzando la tecnologia di accumulo di calore solido e di sali fusi, appoggiandosi alla piattaforma di digitalizzazione dell'energia e utilizzando tecnologie di controllo sinergico multi-energia combinate con tariffe orarie, scambio di energia, ecc., per aumentare la capacità regolabile del sistema energetico delle imprese siderurgiche, in modo che queste possano svolgere funzioni importanti di smorzamento dei picchi e riempimento dei valori, rispondere alle richieste dal lato della domanda e promuovere il consumo di nuove fonti di energia, risolvendo i problemi causati dall'integrazione di grandi quantità di energie rinnovabili. Risolve inoltre i problemi di mismatch tra produzione e carico regionale causati dall'integrazione di grandi quantità di energie rinnovabili, migliora la capacità interattiva tra fonte-rete-carico, bilancia l'uso dell'energia a livello regionale e aumenta il valore dell'energia.

Miglioramento dell'efficienza di auto-generazione

Durante il periodo del "14° Piano Quinquennale", sotto il duplice controllo della riduzione di carbonio e del consumo energetico, verrà esercitato un rigido controllo sulla capacità produttiva dell'industria siderurgica, costringendo ulteriormente le imprese a migliorare l'efficienza, ridurre il carbonio, abbassare i costi e aumentare l'efficienza.

Yong Yizheng, Ingegnere Capo della Mitsubishi Power Gas Turbine Engineering Technology (Nanjing) Co., Ltd, ha detto: "Sotto il contesto di risparmio energetico e riduzione delle emissioni di carbonio, l'industria siderurgica ha rapidamente aumentato la proporzionalità dell'elettricità autoprodotta da gas, e in assenza di un aumento significativo della capacità produttiva, confrontata con l'installazione totale di auto-generazione elettrica, alla fine del 'Tredicesimo Piano Quinquennale' è aumentata del 12,8 percento. Sebbene il livello complessivo di auto-generazione delle imprese siderurgiche si sia migliorato, i generatori a parametri intermedi rappresentati dai super-due e subcritici costituiscono la maggioranza dell'industria, e la proporzione di grandi gruppi generatori CCPP ad alta efficienza con un'efficienza di produzione di energia superiore al 45% è ancora relativamente piccola. La capacità installata dei grandi gruppi generatori CCPP è di 2983 MW, mentre nel medesimo periodo la capacità installata dei grandi gruppi generatori CCPP dell'industria siderurgica giapponese è di 2363 MW, attraverso un'analisi comparativa della capacità produttiva di 1 miliardo di tonnellate dell'industria siderurgica cinese e delle 90 milioni di tonnellate della capacità produttiva dell'industria siderurgica giapponese, emerge che la tecnologia avanzata ed efficiente di generazione elettrica da gas di alto forno dell'industria siderurgica cinese ha molto spazio per lo sviluppo."

Jiang Zuoming, Ingegnere Capo del Dipartimento di Operazioni dell'Area di Controllo Energetico della Seconda Centrale Elettrica di Anshan, ha detto: "Anshan Iron & Steel attribuisce grande importanza alla protezione ambientale e allo sviluppo dell'economia circolare, e aderisce sempre al concetto di 'sviluppo circolare'. Per utilizzare efficacemente il gas eccedente, è stato adottato il processo di generazione elettrica CCPP per l'utilizzo efficiente del gas di carbone eccedente. Rispetto ai set tradizionali di generatori a gas, il set generatore CCPP da 180 MW ha una forte capacità di adattamento ed un ampio intervallo di valore calorifico del gas di alto forno; il motore a combustione e il motore a vapore sono disposti su doppio asse, con la capacità di fornire riscaldamento pubblico e ridurre l'inquinamento atmosferico dell'area urbana derivante dai caldaie di riscaldamento a carbone; attraverso un approfondito sfruttamento del potenziale e un'ottimizzazione delle operazioni, l'efficienza di generazione elettrica raggiunge più del 47,3%, che è superiore a quella dei set tradizionali di caldaie a gas."

Zhang Jianqiu, ingegnere di motori a combustione del dipartimento di energia e ambiente della divisione di generazione elettrica di Maanshan Steel, ha detto: "Il dipartimento di Energia e Ambiente dell'azienda adotta il primo impianto generatore CCPP M701SDAX monoadescente ad alto rendimento termico nazionale con basso valore calorifico. L'unità è progettata per avere una potenza nominale di 183 megawatt, con un'efficienza termica progettata superiore al 47% e un'efficienza misurata superiore al 48%, e una capacità annua di generazione elettrica di circa 1.427,4 milioni di kWh. Può riciclare completamente e utilizzare le risorse di gas abbondanti generate dalla produzione di ferro e acciaio, ridurre la dispersione di gas, proteggere l'ambiente ecologico e migliorare l'efficienza di auto-generazione."

"Dal momento del commissionamento dell'unità di generazione a ciclo combinato da 183 MW della centrale elettrica Masteel Beihu, è stata realizzata una produzione sicura e stabile a lungo termine, generando un totale di 780,3 milioni di kWh di energia elettrica dal gennaio al giugno 2022, con un fattore di carico del 99%, realizzando una situazione vincente in termini di benefici economici, sociali e ambientali." Ha detto Zhang Jianqiu.

Al fine di migliorare ulteriormente la qualità ed efficienza e ridurre l'intensità delle emissioni di carbonio, Mitsubishi Power sta attualmente conducendo lavori di ricerca e sviluppo su generatori a ciclo combinato più efficienti e miniaturizzati per le aziende siderurgiche. Nello stesso tempo, Mitsubishi Power sta anche sviluppando turbine a gas alimentate all'idrogeno e all'ammoniaca, una tecnologia che utilizzerà carburanti completamente privi di carbonio e realizzerà emissioni zero di carbonio.