“十四五”期間電力能源企業與鋼鐵企業協同合作的實現碳達峰的探索

劉雨軒 李清濤

（大唐國唐新疆能源有限公司，新疆 烏魯木齊 830047）

本文結合筆者所在公司與八鋼公司的技術應用經驗，對電力能源企業與鋼鐵企業協同合作的實現碳達峰的技術進行探討。

1 八鋼公司背景條件

寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司（前身為“新疆八一鋼鐵集團有限責任公司”，以下簡稱八鋼集團）始建于1951年9月，是老一輩無產階級革命家王震將軍率領駐疆解放軍指戰員和新疆各族群眾艱苦奮斗、節衣縮食創建起來的，原是自治區的國有骨干企業和利稅大戶，為自治區的經濟和社會發展作出了重要貢獻。2007年4月與寶鋼集團增資重組，成為寶鋼集團控股子公司，目前屬于寶武集團。

在碳中和背景下，作為以煤、電、氣為主要消耗能源的國內鋼鐵行業最大央企寶武集團（八鋼公司所屬集團）計劃在目前電、氣等清潔煉鋼基礎上，提出綠色煉鋼創新思路，計劃2023年實現碳達峰，2025年具備減碳30%的工藝技術能力，2035年實現減碳30%，2050年力爭實現碳中和。

目前，寶武集團提出在新疆開展50萬噸氫氣煉鋼項目，根據測算，如項目落成，每年需要氫氣2萬噸左右。

2 電力能源企業與鋼鐵企業協同合作實現碳達峰技術概述

2.1 “綠電制氫”資源可行性分析

烏魯木齊達坂城區域，擁有豐富的風能資源與光能資源，但由于目前全疆新能源裝機容量一直處于“紅帽”狀態，項目獲批難度大，消納條件較差，導致烏魯木齊周邊新能源開發速度近年來持續放緩，大量優質風光資源未能有效利用開發。

八鋼方面，其目前煉鋼的主要能源消耗依舊是煤炭，盡管其目前一直接受嚴格的環保監管，但其本質均為碳基能源供給，在2060碳中和的大前提下，其勢必更改燃料來源，而就目前技術路線以及工藝成熟度、可行性等方面，利用氫氣冶金，無論是作為燃料供給或特殊工藝添加劑，均具備巨大的碳減排優勢及可行性。

根據目前社會各界關于碳中和的預期，后期政策大概率會以“碳排放稅”的形式進一步全面推進碳中和，因此碳中和是我國乃至世界的發展趨勢，如何提前布局，關系到雙方企業是否能夠在新時代發展潮流中站穩腳跟并占得先機。

2.2 “綠電制氫”煉鋼思路闡述

目前發電企業面臨新能源發展任務重，但項目消納條件差、競價機制導致電價進一步下降的嚴峻考驗；鋼鐵企業面臨去產能、產業轉型升級以及如何完全拋棄碳基能源實現碳中和目標的難題之中。

鋼鐵企業開發氫氣冶金，如按照工藝研發－制氫－儲氫－煉鐵－煉鋼的全產業鏈開發，將面臨巨大的壓力，在轉型初期經濟上難以承受，且發電系統維護、工程建設方面存在一定短板，項目資源、管理經驗及管理模式不適宜鋼鐵自行建設、運營新能源發電站。

綜上所述，本文討論方案，即為發電企業發揮項目開發、建設、運營優勢，依托鋼鐵產業轉型后帶來的巨大制氫用電量，建設專用“綠電制氫”新能源場站，搶抓碳中和的歷史機遇，協同鋼鐵企業摸索一條以棄風棄光區域建設大規模新能源項目制氫項目用于氫氣冶金的道路。

2.3 項目開發成本控制思路

項目考慮“綠電”制氫的同時，對于制氫成本要求較高，按照目前新疆工業天然氣2.07元/立方計算，結合氫氣轉換效率，制氫成本邊界條件低于15元/公斤時，方能滿足成本要求，其中需要到戶電價達到0.12元/千瓦時以下，并且申請國家相關補貼才能實現。

因此采用離網新能源模式制氫、儲氫并進行煉鋼，避開國家電網輸配電價（220千伏電壓等級約0.12元/千瓦時）的方式較為可行，但存在存儲氫成本增加的問題，需要進一步研究討論。

按照50萬噸煉鋼氫氣需求，需要建設15萬千瓦風電、50萬千瓦光伏配套，風電單位造價需控制在4元以下、光伏單位造價需控制在3元以下。

2.4 “綠電制氫”配套設施布置思路

根據烏魯木齊周邊新能源資源，并按照輸送距離初步確定選址為烏魯木齊縣，將薩爾達坂鄉東白楊溝村二隊40萬光伏，板房溝鄉燈草溝村10萬光伏，托里風區15萬風電作為配套。

220千伏匯集站建設在薩爾達坂鄉東白楊溝村二隊，板房溝鄉燈草溝村10萬千瓦光伏通過110千伏電壓等級接入匯集站，線路長度約10公里，托里風電通過110千伏電壓等級接入匯集站，線路長度約25公里，匯集站通過220千伏線路接入八鋼220千伏制氫變電站，線路長度約50公里，工程總投資（包括制氫站配套）約29億元。

2.5 “綠電制氫”技術推廣思路

為進一步增強盈利能力，雙方可合作上報自治區或國家級示范項目，以企業帶動政府的方式，爭取相關補貼政策。

該技術在氫氣用量穩定的條件下，如能嚴格控制風電單位造價4元/千瓦以下、光伏單位造價3元/千瓦以下，則項目具備一定可行性，尤其是在目前國家層面仍在觀望各種氫能開發利用技術路線時，如能大力推進項目成為自治區甚至國家級示范項目，則極有可能爭取相關補貼，進一步加大項目落地的可能性。

3 總結

綜上所述，“十四五”期間想要通過電力能源企業與鋼鐵企業協同合作實現碳達峰，需要電力能源企業能夠了解鋼鐵企業日常生產的能源需求，積極提升風電、水電供應的穩定性，讓新能源能夠達到與化石能源同等的供應水平，保證鋼鐵企業生產所需。另外，政府及相關部門需要為相關技術的發展與應用提供助力，通過制定針對性扶持政策等方式，鼓勵企業進行合作交流，對現有技術進行改造升級，達到減少碳排放的目的。