目前,我国钢铁行业炼钢产生的二氧化碳排放总量仅次于发电行业所产生的二氧化碳排放总量,占全国碳排放总量的15%左右,是制造业31个门类中碳排放量最大行业。放眼全球,钢铁碳排放量占全球能源系统排放量的7%左右,其中中国钢铁碳排放量占全球钢铁排放量超过60%。
国务院新闻办公室发布的《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书中,强调了我国正在加快构建碳达峰碳中和“1+N”政策体系。其中“1”是《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,为我国的碳中和事业定下工作原则和主要目标,“N”是以《年前碳达峰行动方案》为首的确保在各重点领域制定实施减排方案减排计划。钢铁行业作为我国重要的基础工业,在实现碳达峰碳中和的过程中有着举足轻重的影响作用。CCER是我国核证自愿减排量,其中有关钢铁工业的减排方法我们将逐一展开介绍。
CCER方法学:钢铁工业废气余热发电技术
编号:CM--V01
该方法学全称是:基于新建钢铁厂废气的联合循环发电厂。从文章我们可以知道,目前,我国的钢铁厂大多是采用较传统的高炉炼铁方式,即按一定比例分层加入焦炭、铁矿石、助溶剂到高炉中,被热风炉加热过的大量富氧空气从进风口吹入高炉,使焦炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳再与上层炽热的焦炭反应还原成一氧化碳,然后再不断与铁矿石发生反应,使得铁矿石中的氧化物被还原。完成此过程后,高温的高炉气体排出高炉。
图1高炉气产生过程
这些高炉气的热值高达千焦/立方米,组成成分大多是CO和CO2,若是按照一般的处理程序,会直接被烧掉,形成“天灯”这一大景观。这样处理的结果就是会产生大量的二氧化碳以及其他的烟尘。这其实一种极大的能量浪费,并且对环境造成很大的影响。对比传统火力发电,煤炭燃烧加热锅炉蒸汽以推动蒸汽轮机运作发电,高炉煤气也可以进行燃烧,继而加热锅炉蒸汽进行发电。将高炉气利用起来重新发电产生电能,可供钢铁厂自身或者并网使用,不仅有效处理了高炉热气,并且可节约大部分的电费。
年的时候湖南湘潭钢铁厂就建立了一个超高压高温煤气余热发电机组,年发电量17.72亿度(千瓦时)。钢厂算过一笔账,自从开始自发电后,所产生电能可以满足湘钢用电规模的80%以上,每年节省约5亿元电费,相当于每吨钢材降低成本43元。更划算的是,钢厂的环保水平得到明显的提高,烟气中的温室气体几乎完全被燃烧,发电过程远比燃煤电厂清洁环保,一年可减少二氧化碳排放57万吨,节省标准煤23万吨。对于湘钢这样年产千万吨钢铁的企业来说,余热发电确实是帮助企业解决了问题。
图2高炉气燃烧蒸汽机轮发电过程
在CCER方法学中关于废气循环发电的适用条件有以下规定:
本方法学适用于在新建钢铁厂建设和运行一个自备或并网循环发电电厂的项目活动,适用废气如同一设施的高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气。本项目活动产生的电量用于工业设施内和/或由该设施向电网供电。
满足以下条件时,本方法学适用:
在考虑本项目活动前,焦炉和钢铁厂的规格已确定。本条件是必须的,以确保钢铁设备预计产生的废气量可被准确预估。
项目参与方必须证明用于发电的钢铁厂废气水平在实施自愿减排项目活动前后保持不变。
此外,引用的工具所涉及的适用性条件也适用于本方法学。
对于现有设施更新转换联合单循环发电的项目活动,项目参与方可以使用整合方法学CM--V01。
自愿减排量项目案例
早在年河北邯钢集团废气回收联合循环发电CDM项目就已经在联合国正式注册成功。邯钢和瑞典碳资产管理有限公司签署CDM减排量购买协议:到年,邯钢通过向该公司出售二氧化碳减排指标,5年可获越2亿元人民币的纯收入。
总投资9.2亿元的邯钢废气回收联合循环发电项目,年可发电6.77亿千瓦时,可满足邯钢年36%的用电量。而6.77亿千瓦时的年发电量,如果换用一个火力发电厂去生产,大约需消耗25万吨标煤的能源,同时还将产生66万吨的二氧化碳排放量。因此,邯钢这一项目不仅每年回收了亿立方米的高炉富余煤气,而且还减排了大量二氧化碳。
目前,余热发电项目有较为可观的减排效益和项目收益,值得国内企业借鉴。
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