在“双碳”目标深入推进的时代背景下,钢铁行业转型已迈入“深水区”,传统发展模式面临深刻变革。过去5年间,山西晋南钢铁集团有限公司(简称晋南钢铁)以“成为中国近零碳钢铁企业先行者”为使命,将绿色发展理念深度融入“十四五”发展全过程,创新构建“钢—焦—化—氢+绿电”全闭环低碳产业链,在减碳降碳、极致能效、超低排放、数智转型、产品升级等领域持续攻坚,用实际行动书写了传统钢铁企业绿色低碳转型的精彩答卷。
而今,“十四五”收官在即,晋南钢铁正向“十五五”谋篇蓄势,绘制未来高质量发展的全新蓝图。
晋南钢铁厂区远景
全链降碳 构建闭环低碳生态
“十四五”期间,晋南钢铁率先打破传统钢铁生产的“资源消耗型”模式,开启了绿色转型的探索。集团将技术创新作为核心生产力,着力打通了全产业链的降碳路径。其首创的“钢—焦—化—氢+绿电”全闭环低碳产业链,让生产全流程的“废料”转化为可循环利用的“资源”,真正实现了碳减排与经济效益提升的双向共赢。
集团相关负责人表示,这条产业链通过对钢铁生产中的废气、余热、副产品进行梯级利用,构建了“能源—化工—冶金”的闭环生态,既减少了碳排放,又制造了高附加值产品。
为实现生产工艺创新,集团锚定“以化固碳”“以氢代碳”两大核心路径。一方面,集团独家引进海外专利技术,建成利用工业废气制备化工产品的生产线,通过二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)等先进工艺将钢铁生产中产生的废气转化为高附加值产品,为后续深度降碳奠定坚实基础;另一方面,集团自主设计了高炉大规模喷氢工程,并与高校合作研发转炉顶底复吹二氧化碳项目,将废气中的二氧化碳转化后重新用于生产,既提升了资源回收利用率,又让高炉碳排放跻身同行业先进水平。同时,集团还开发了三重化智能安全控制技术,依托“物理自保护+工艺自保护智能联锁+紧急自保护切断”实现“以氢代碳”工艺的安全控制,大幅降低钢结构原材料生产的碳足迹。
集团沃能化工厂区
仅有生产工艺的创新还不够,晋南钢铁决定从用能源头实现能源结构的优化,逐步摆脱对传统火电的依赖。集团加快推动“绿电替代”战略,在厂房顶、停车场、闲置场地等多个场景建设分布式光伏发电项目,“见缝插针”实现光伏发电“自发自用”。目前,集团还在推进“光伏绿电直连+集中式储能”项目,建成后将为夜间高峰用电提供绿电支持,为碳资产变现与能源结构优化注入新动能。
在绿色物流创建上,集团打造“零碳运输”行业标杆,建成大型加氢站,投用氢能重卡及电动装载机,实现厂区及周边短途零碳物流全覆盖,成为钢铁行业中少数实现100%清洁运输的企业,让“钢铁运输零污染”从理念变为现实。
凭借卓越的转型成效,集团连续多年获评国内权威企业榜单荣誉及“A级竞争力特强企业”称号,先后斩获“国家绿色工厂”“国家工业互联网试点示范企业”“双碳最佳实践能效标杆示范厂培育企业”“山西省氢能产业链‘链主’企业”“产品碳足迹管理体系试点企业”“重点行业企业碳排放管理体系试点企业”等多项荣誉。“钢-焦-化联产产品碳足迹标准化创新示范点”成功入选碳排放领域省级标准化创新示范点项目,亦使集团成为山西省唯一入选的钢铁企业,彰显了在低碳标准化建设领域的行业引领地位。
太子湖分布式光伏项目
极致能效 树立行业标杆示范
今年12月,晋南钢铁炼焦工序、1号高炉、3号转炉成功通过了中国钢铁工业协会“双碳最佳实践能效标杆示范”验收。“十四五”期间,晋南钢铁以“极致能效”为核心目标,积极响应国家号召,以坚定的绿色低碳发展理念和超前的创新实践,为钢铁行业绿色转型打造了行业标杆。集团从管理架构、技术创新、全流程优化三方面发力,以精细化举措深耕能效提升。
在推动能效标杆建设的过程中,为确保极致能效工作落到实处,集团成立专项领导小组,以技术中心为牵头单位制定系统性实施方案,拒绝形式化推进,聚焦生产各环节深耕细作,构建全流程能效提升体系。在炼焦工序,针对热量散失、热交换效率不足等痛点,创新动态接焦模式缩短热量损耗时间,同时采用分区更换与优化排列相结合的方式改造焦炉格子砖,既提升热交换效率,又降低改造费用,实现节能性与经济性双赢。
集团一键炼焦集控中心
同时,晋南钢铁生产环节能效的管控上也下了“大功夫”。在高炉生产环节,集团通过优化矿批规模、布料逻辑与热风参数,从工艺优化层面降低固体燃料消耗;同时,集团引入智能燃烧系统与多维度传感器技术,精准控制热风炉运行状态,减少温度波动,进一步优化冶炼焦比,实现智能化降本增效。在转炉工序,晋南钢铁以余能回收精细化作为能效提升工作的核心突破点,通过加装专业检测设备提升资源回收质量,采用自动控制系统优化生产流程,根据生产节奏动态调节设备运行参数,全方位挖掘余能利用潜力与节能空间。
在管理保障层面,集团建立了完善的能源管理体系,高标准建设能源管控中心,强化关键计量与检化验环节管控,确保能源数据精准可靠,为能效优化提供科学支撑。
下一步,集团将持续推进技术迭代,落地多项节能新技术,深化产学研协同创新,探索氢能炼钢、余热梯级利用等前沿方向,同时编制技术手册分享实践经验,以行业协同发展助力“双碳”目标落地。
精准治污 打造生态花园工厂
如今,走进晋南钢铁厂区,绿树成荫,光伏设施错落有致,零碳运输车辆穿梭其间,入眼是一幅生机勃勃的画卷……若是秋冬季到访,还能看见上百只天鹅优雅划过太子湖的美景,它们洁白羽翼与远处高炉剪影互相映衬的画面,正是晋南钢铁绿色发展、与自然和谐共生理念的最好见证。
“十四五”时期,在“绿水青山就是金山银山”的国家可持续发展战略引领下,晋南钢铁将“环保是企业生存发展的核心竞争力”这一理念贯穿厂区建设与生产运营全过程,以“环保优先、关小上大、减量置换”为原则,高标准推进超低排放改造,实现“建成即超低”的示范效应,成功打造出兼具生产效能与生态价值的花园式工厂。
在有组织排放治理上,集团选用行业领先技术建设烧结烟气净化项目,采用先进净化技术,实现多污染物深度治理与副产物资源化利用,出口污染物指标优于国家超低排放标准;关键生产环节均配备高效环保设备,确保全工序排放达标。
冬季来访厂区太子湖的天鹅和水鸟群
无组织排放治理则依托“智能管控”实现精准治污。集团与专业机构合作建立无组织排放清单,委托第三方搭建集中控制系统,将所有监测设备、治理设施接入管控治一体化平台,实时记录运行数据与视频监控信息;厂区增设空气质量监测设备与物料含水率检测仪,料棚全部实现封闭并安装智能雾炮喷雾抑尘系统,物料输送采用封闭通廊,炼钢厂推行“一罐到底”生产模式并使用新能源车辆运输,从源头杜绝粉尘逸散。
凭借系统性的环保治理举措,集团连续四年获评“环保绩效A级企业”;旗下焦化企业连续三年获评“环保绩效A级企业”,并成为全国首家全流程超低排放改造焦化企业、重点行业能效“领跑者”企业;晋南钢铁、立恒焦化、沃能化工、恒瑞昆均获评“绿色工厂”,连续多年被权威媒体评为“钢铁绿色发展标杆企业”。
绿色型钢生产线
数智赋能 驱动高质量发展
“十四五”以来,数字化、智能化技术迅猛发展。面对智能制造浪潮,晋南钢铁以“数字化、智能化”为牵引,将数智技术深度融入生产、管理、调度各环节,打破传统钢铁生产的“经验依赖”,实现效率与质量的双重跃升。
为此,集团与专业企业合作搭建“数字化管控平台”,集成多个管理系统与数字中台驾驶舱等模块,运用数字孪生、集控等技术指导生产,大幅提升作业效率;联手打造“一键炼焦”项目,依托“5G+工业互联网”实现焦炉设备无人值守与操作,在改善作业环境的同时,开创焦炉生产新模式;合作开发“智能炼钢”系统打破传统碎片化管理,实现生产全局感知与联动优化;与通信企业共建“铁水罐智能调度系统”解决人工调度依赖度高、计量不准确等痛点,获评工信部优秀案例。
此外,晋南钢铁自主开发钢化联产能源介质数字化集成管控技术,实现钢铁与化工生产的能源耦合匹配及智能调度;公辅系统共享使用,减少配套建设,进一步降低能耗与碳排放。未来,集团将继续聚焦钢铁主业,深化工业互联网、大数据与智能制造的融合应用,以数智赋能产业升级。
产品升级 拓展高端绿色市场
“双碳”时代,建筑行业加快向绿色化转型,对钢铁材料的低碳属性、性能品质提出了更高要求。晋南钢铁顺势而为,推进产品结构优化,从普通建筑钢材向高附加值、低碳化的绿色型钢转型,让“绿色钢铁”走进国家重点工程与国际市场。
近年来,集团投入巨资建设绿色型钢新产线,开发钢结构用钢与光伏支架用钢,可满足客户定制化需求。同时,进一步拓展产品矩阵,开发多规格系列产品,广泛应用于铁路、高速公路、地铁等国家重点工程,部分产品还出口至“一带一路”沿线国家。作为省级“产品碳足迹管理体系试点企业”和“重点行业企业碳排放管理体系试点企业”,集团还成立了专项工作委员会,搭建标准创新架构与闭环工作机制,制定长期建设路线图,致力于建成国内首个“钢—焦—化—氢+绿电”全闭环碳足迹标准体系。
依托突出的低碳优势,集团绿色型钢产品先后通过多项绿色认证与权威体系认证,荣获行业优质产品称号,入选省级精品名录,成为市场认可的低碳标杆产品。
为更好地服务客户,集团以“客户为中心”构建全链条优势:支持按客户时效要求定尺生产,满足设计标准,提供零散拆包服务降低成本;依托区域交通枢纽打造智能仓储,绿色物流保障高效交付;专业销售团队快速响应,全程解决客户采购难题,实现需求全覆盖。此外,集团自有车队提供精准配送服务,客户可通过系统实时掌握产品发运状态与物流轨迹,节省时间及倒运成本;同时对到货时效作出承诺,超时将给予相应赔付,切实提升客户黏性与满意度。
厂区内为氢能重卡设置的加氢站
展望未来 扬帆锚定近零碳
“十四五”期间,晋南钢铁以绿色转型为笔,书写了高质量发展的精彩答卷;面向未来,集团将继续扛牢转型大旗,朝着“中国近零碳钢铁企业先行者”的目标稳步迈进,为行业发展贡献更多力量。相关负责人明确表示,未来将实现原料、生产过程、产品全链条绿色低碳,走出一条长流程钢铁企业深绿发展的路子。
在技术层面,集团将推进极致能效项目,通过错峰用电、智能模型优化生产工艺,提升资源利用效率;加快“风光绿电+储能”“绿电直连”布局,进一步提升绿电使用比例;规划建设电解水制氢制氧项目,生产绿色氢气和绿色氧气,用于加氢站及生产环节;筹建绿电预热废钢项目,增加废钢与绿色原料使用比例,减少高炉铁水产量,力争早日实现长流程钢铁企业深度降碳目标。
在产业协同层面,集团已与国际企业达成合作,在海外打造绿色钢铁原料基地。该基地将分阶段实现深度降碳,最终实现原料生产全流程零碳化。集团将携手战略合作伙伴在技术共享、资源协同上开展深度合作,共同擦亮“绿色转型”的名片,形成可复制、可推广的行业样板,为钢铁行业绿色低碳发展提供更多实践方案。
从“环保绩效A级企业”到“国家绿色工厂”,从闭环产业链到零碳清洁运输,晋南钢铁的转型实践充分证明:绿色发展不是“选择题”,而是企业高质量发展的“必答题”。未来,集团将继续以创新为驱动、以绿色为底色,在近零碳的道路上不断探索、勇毅前行,书写更多属于中国钢铁企业的绿色辉煌。
(图片由邹莹提供)