首期战略预备班学员“智”汇“双碳”
邂逅 · 2226 期 · 6392 篇
7月18日，宝武以线上、线下相结合的方式，举办了绿色低碳发展大会，深入贯彻习近平总书记关于碳达峰碳中和重要指示批示精神，以绿色制造、绿色产品、绿色产业为主线，全面推进绿色低碳转型发展，不断推进世界一流伟大企业建设。会上，宝武总经理、党委副书记胡望明代表公司领导对下一步工作作出了具体部署，提出要加速推进绿色低碳技术创新，加速研发“绿色精品”，加速建设绿色能源自备电厂，加速完善低碳转型绿色金融支撑体系。首期战略预备班全体学员列席会议，学员们围绕会议内容和公司领导重要讲话精神进行了深入学习，并结合自身岗位实践，分组展开热烈讨论。
此次
学员们带来绿色低碳专题的
学习感悟
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培训手记
双碳目标下宝武的
氢产业链发展路径
2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣告，中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，简称“双碳”目标。按此目标推算，我国的年均减排率高达8~10%，远超发达国家减排的速度和力度。
基于上述背景，清华大学气候变化与可持续发展研究院提出四种构想情景下的碳减排路径（如下图），为我国低碳转型提供了新方向、新思路、新方案。
钢铁行业是我国第二大碳排放源，同时也是国民经济发展的重要支撑，其脱碳路线图对于推动中国全经济领域实现双碳目标具有重要意义。集团公司近年来积极探索打造新型低碳冶金现代产业链，在7月16日的现场会上发布了首份绿色低碳发展报告和绿色发展指数，绿色低碳工作迈上了新的台阶。
1.钢铁行业脱碳目标下的关键技术综述
集团公司2020年粗钢产量突破1亿吨，二氧化碳排放量近2亿吨。立足双碳目标，集团公司积极响应国家政策，于2021年1月率先提出力争“2023年碳达峰，2035年减碳30%，2050年碳中和”的碳减排目标。从行业碳排源头出发，下表列举了若干冶炼技术的能量来源、技术成熟度（TRL）、技术可行时间和吨钢二氧化碳排放量。
2.双碳目标驱动下的钢铁行业转型路径
2.1 转型路径设计与分析
在新冠疫情不断冲击中国经济的当下，扩大内需成为“十四五”宏观经济政策的重中之重，国内钢铁需求量的变化将严重影响钢铁产量。因此，基于落基山研究所（RMI）对中国钢铁需求量的预测，考虑到我国“富煤贫油少气”的能源分布特点，本文设计了五种技术转型情景：
情景1：维持现有的钢铁生产结构（89.6%长流程，10.4%中国式电炉）；
情景2：在情景1的基础上，提升长流程减碳技术的应用普及率，并完成中国式电炉向全废钢电炉的转变；
情景1和情景2下的碳排放路径
情景3：在情景2的基础上增加全废钢电炉钢的产量比重；
情景3下的碳排放路径
情景4：在情景3的基础上，集成碳捕捉、利用和储存（CCUS）技术；
情景4下的碳排放路径
情景5：在情景4的基础上逐步引入“绿氢”直接还原技术（H-DR）代替长流程工艺。
情景5下的碳排放路径
以上图展示了基于上述五种情景下计算得到的中国钢铁行业的碳排放路径。
2.2 转型路径下低碳技术应用的时间节点
由上图可以看出，情景2-5均能够达成碳达峰和较峰值减碳30%目标，但只有充分应用H-DR、全废钢电炉和CCUS技术的情景5能够实现碳中和目标。因此，针对宝武的脱碳目标，本文提出如下技术转型路线。
(1)2022～2023年：由于新型低碳冶金技术成熟度不足，所以在此阶段建议尽可能提升长流程减碳技术的应用普及率而不改变行业生产结构。
(2)2023～2030年：中国城镇化、工业化的不断完善，废钢资源不断增加，在进一步执行长流程减碳的同时增加全废钢电炉冶炼技术的生产比重可以及时甚至提前实现2035减碳30%目标。
(3)2030～2040年：逐渐推动长流程减碳技术的全面普及，推进H-DR技术的应用，增加全废钢电炉的生产比重。本文建议于2040年实现全废钢电炉、长流程以及H-DR钢产量比重为，同时采用CCUS技术处理0.2亿吨二氧化碳。
(4)2040～2050年：进一步推进H-DR技术的应用、废钢的回收，并增加CCUS的年均捕捉能力。本文建议于2050年实现全废钢电炉和H-DR钢产量比重达6:4，并利用CCUS处理0.4亿吨二氧化碳。
钢铁生产结构和碳排放
综上所述，氢能冶金技术是钢铁行业实现碳中和的关键技术。宝武作为行业引领者，应当主动发展氢产业链中的“制储运用”关键技术，推动行业可持续发展，助力我国氢能尽快实现产业化发展、规模化应用，而非被动等待技术进步。
3.宝武视野下的氢产业链技术发展规划
宝武清能致力于“成为清洁能源行业的引领者”，需要主动掌握“制储运用”氢产业链中的核心技术。
“上游”制氢技术
在制氢方面，宝武在焦炉煤气制氢方面具有每年5万吨的制氢能力，具备规模化的专业设施和长期运行经验。而在更为清洁的可再生能源电解水制 “绿氢”方面，宝武作为行业领跑者，应当加大与国内相关研究单位合作的力度，持续开展质子交换膜电解池（PEM）的研究，并同步启动技术成熟度低但高效的固体氧化物电解池（SOEC）研究以获得技术主动权。
“中游”储运技术
在影响氢能应用规模的储运方面，宝武正致力于整合百万吨氢能资源，推进氢能储运加的技术进步和规模化应用。
“下游”应用技术
在氢能应用方面，目前全球H-DR技术仍然处于实验示范阶段。因此，宝武应当在已经开展的湛江钢铁零碳示范工厂项目基础上进一步突破核心难点技术。
综上所述，在“双碳”目标的推动下，宝武应当解决“制储运用”氢产业链的诸多技术难题，建立以氢能为基础的脱碳钢铁工业园区，实现可再生能源-氢能-钢铁产品的全线无碳化生产结构。
氢能绿色炼钢工业园区
李文武
宝武清能
产业发展中心
总经理
零碳智能铁水运输系统
在冶金企业的实践及应用
宝武党委书记、董事长陈德荣在2021年干部大会上宣告宝武碳减排目标，2023年力争实现碳达峰，2050年力争实现碳中和，构建绿色发展新格局，为国家早日实现碳达峰、碳中和目标作出贡献。今年7月18日，在宝武绿色低碳发展大会上，宝武总经理、党委副书记胡望明对宝武下一步绿色低碳转型发展做出了具体部署。铁水运输是冶金企业铁钢界面核心要素之一，也是钢铁制造中最重要的物流环节，宝钢股份宝山基地零碳智能铁水运输系统充分应用绿色能源技术、信息化技术等低碳技术，对传统的铁水运输模式进行了颠覆性的变革，在钢铁行业实现碳达峰碳中和的战略中具有前瞻性、突破性的意义，引领提升全球钢铁工业低碳发展水平和整体竞争力。
一、冶金企业铁水运输现状及问题
全球及国内的冶金企业的铁水运输方式主要是机车牵引混铁车（TPC）或铁水包两种运输方式，宝武集团内也是如此，该方式存在以下问题：
高耗能、高排放：柴油机是机车的主要动力，严重依赖化石能源的供应，仅宝山基地一年机车燃油消耗二氧化碳排放就达到约5000吨，环保压力大，不符合目前“零碳”的发展要求。
周转率较低，温降高：铁水容器的周转率一般在3～4之间，周转率较低，设备利用率不高，铁水在混铁车或铁水包中的存放时间较长，2021年铁水温降（高炉出铁温度T1-倒铁温度T2）平均138.6℃，增加了后续铁水升温的能源消耗。
智慧制造程度不高：机车牵引混铁车或铁水包的作业方式，需要配置机车司机，作业环境差，人员投入较多，人工成本高，不符合智慧制造倡导的理念。
二、零碳智能铁水运输系统的构思及方案
在碳达峰、碳中和的工作要求下，高耗能、高排放、低效率的传统铁水运输模式显然已经无法满足零碳的要求。
零碳智能铁水运输系统（简称：SmartHIT系统）是宝钢股份积极践行国家碳达峰碳中和战略目标的一项重要举措，是绿色发展、智慧制造理念得到充分体现的成果。对传统铁水运输模式产生了颠覆性变革，为铁水运输提供绿色、高效物流解决方案，涵盖绿色能源的应用、智慧技术的应用。
SmartHIT系统是由SmartTPC、SmartRail两部分组成：
SmartHIT的系统组成
灵巧型鱼雷罐车（SmartTPC）：实现了混铁车的自主、智能运行，打破了混铁车需要机车牵引的作业模式，具有极高的灵活性、自主性，实现了“满罐即走、罐空即配”的生产组织模式。SmartTPC采用绿色能源超级电容为动力，消除了柴油的消耗，实现了高耗能向绿色能源的转变，同步实现了“零排放”的目标。
智能铁路（SmartRail）：在SmartTPC实现自主运行的基础上，SmartRail为SmartTPC的科学、高效、安全的运行保驾护航，SmartRail由智能进路规划及开放子系统、信号联锁系统、车地联控子系统、运行安全防护系统等组成。
三、零碳智能铁水运输系统的实践
零碳智能铁水运输系统在宝钢股份宝山基地2021年11月份上线试运行，通过前期扎实的系统调试工作，上线后系统运行稳定，“零碳”“智慧”效果立竿见影。
1、碳排放显著下降：目前宝山基地一二高炉到一炼钢已经全部使用SmartTPC，燃油使用量和铁水温降指标均明显优化，全部推进SmartHIT系统后，铁水运输预计每年可以节约标煤约5000吨，减少二氧化碳排放约1万吨。
2、SmartTPC温降下降21%：2022年5月份，SmartTPC温降为94.28℃，较普通混铁车下降21%，大幅度减少能源消耗。
SmartTPC与普通混铁车的铁水温降统计对比
3、SmartTPC周转率提升44%：2022年5月份，SmartTPC周转率为5.56，较普通混铁车提升44%。
SmartTPC周转率统计图
4、“四个一律”工作得到有效落实：SmartTPC实现自主运行后，原有的机车司机脱离现场高温、粉尘工作环境，实施远程运维，实现了操作一律集中的目标，大大改善了员工的劳动环境。
四、实践小结
零碳智能铁水运输系统是宝钢股份积极践行国家“碳达峰碳中和”战略目标的一项重要举措，是强化技术引领、突破绿色低碳关键工艺技术的一项革命性成果，彻底改变了传统钢铁企业铁钢界面铁水运输的管理、生产组织模式，使绿色能源技术、信息化技术等得到了大量的应用，通过铁水温降减少和燃油降低，每年节约标煤约5000吨，减少二氧化碳排放约1万吨，在钢铁行业实现碳达峰碳中和的战略中具有前瞻性、突破性的意义，引领提升全球钢铁工业低碳发展水平和整体竞争力。同时通过铁钢智慧数据、人工智能等技术应用，铁钢界面的运行效率将持续提升，相信智能铁水运输系统将在钢铁行业得到更为广泛的应用。
蒋伟
宝钢股份
运输部
副部长
感悟心声
华宝基金研究部总经理助理
李竹君
“双碳”目标下高碳行业的低碳转型离不开金融支持，华宝基金重点开发绿色基金产品以撬动公募资本支持绿色转型企业发展，加强对高碳行业的风险识别和敞口管理，对被投企业实施尽责管理并提供专业技术路径指导。华宝基金亦将联合绿色金融生态圈助力降低企业转型融资成本，高效支持新技术、新材料、新工艺的研发创新，为集团公司碳中和股权基金和相关单位深度挖掘优质产业项目。
宝武环科财务部部长
沙宁
编辑：洛沫公子
素材：战略班学员
出品：宝武融媒体中心