范铁军：“双碳”目标下我国钢铁能源转型变革之路

 

随着“双碳”目标的提出，“碳中和”战略目标要求调整能源结构大力发展可再生能源，但是包括钢铁行业在内的全社会以煤为主的能源结构短期内不会改变，钢铁工业进入新旧能源“混用”阶段。在这个阶段，需要统筹化石能源与可再生能源协调互补，在立足以煤为主的能源禀赋基本国情的基础上，以储能系统为支撑逐步加强新能源的应用和消纳。

 

钢铁行业可发展的可再生能源有光伏发电和风力发电，钢铁企业大面积的厂房具有发展屋顶光伏发电的天然优势，临江靠海的钢铁企业具有发展风力发电的资源条件。可再生能源有间断不稳定的先天不足，较难实现连续稳定供能的要求，而钢铁企业有丰富的二次能源，能够与可再生能源形成良性互补。因此，如何实现新能源消纳成为钢铁能源转型的关键环节。钢铁企业在引入新能源发电后，会给企业用能安全性和用能经济性带来一定的影响。首先，引入新能源发电对钢铁企业原有电力利用、余热余能发电均形成影响，引起电网关口电量的大幅波动；其次，新能源发电的大容量接入，企业自发电比例提高，午间将富余电量以低价上网，晚高峰以峰价从电网购电，效益受到影响。某钢铁企业引入新能源发电对现有系统的影响见图2。企业自发电200MW，其中煤气发电180MW（2台100MW）、余热发电13.4MW，TRT发电5.9MW，不足部分约150MW由电网购入；引入300MW地面光伏及20MW屋顶光伏后，晴天正午最大富余功率约138MW，晚间差额约150MW。

 

图2某钢铁企业引入新能源发电对现有系统的影响

 

 

储能系统可以有效解决能量供求之间在时间和空间上不匹配的矛盾，是新能源与可再生能源发展的核心支撑。在这个阶段，需要基于钢铁流程特点，利用钢铁二次能源可调节性强的优势，以储热、电化学储能、空分储能、煤气柜等储能系统为重要桥梁，与可再生能源构建多能互补与储能相结合的能源体系（见图3），并探索可再生能源与副产煤气、余热余压自发电机组相衔接的智慧电力供应网络建设，促进能源结构清洁低碳化。

 

图3钢铁多能互补与储能相结合的能源体系示意图 內.容.來.自：中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com