河北105个大钢铁重点项目打造世界最大钢铁产业链
经河北省政府批准,河北省发展改革委印发《河北省2022年省重点建设项目名单》。2022年河北省重点建设项目共安排695项,总投资1.12万亿元,其中53大钢铁项目上榜《河北省2022年省重点建设项目名单》
实际上 最近十几年,钢产量全国一直在增,在国民经济高速增长的拉动下,中国钢产量于2003年突破2亿吨、2005年突破3亿吨、2006年突破4亿吨、2008年突破5亿吨、2010年突破6亿吨、2012年突破7亿吨、2013年突破8亿吨、2019年突破9亿吨,2020年达到10.65亿吨。
河北钢产量一直在减。“十三五”时期全省钢铁生产企业由107家减至68家,钢铁产能由峰值的3.2亿吨压减到2亿吨以内。2013年河北粗钢产量占全国产量的比重达27.46%,2020年河北粗钢产量占全国比重下降到24.55%。
钢铁产业是国民经济重要基础产业和支柱产业,涉及面广关联度高。经过十年的的调整,我国钢铁工业已进入高质量发展的新阶段,出现了一批在高质量发展转型过程中具有特色的钢铁企业,为我国钢铁工业实现高质量可持续发展积累了大量值得借鉴的经验。同时,我国钢铁高质量发展仍面临一些挑战,仍需继续加快调整升级。以钢铁制造企业为中心,吸引钢铁产业链的上下游企业、相关的服务业等加入其中形成动态联盟,共同完成产品的采购、生产、销售、服务等全生命周期的管理。打造绿色产业链,实现绿色制造的良性循环。
从2021年,高起点再起步, 河北又开始积极引导钢铁行业优化布局,鼓励新上的钢铁冶炼项目依托现有生产基地集聚发展,对确有必要新选址建设的钢铁冶炼项目,严格项目建设规模等要求,提升钢铁行业发展质量水平。鼓励钢铁企业加快实施绿色化、智能化改造,提高钢铁行业发展质量和水平,提升行业整体节能环保水平,发展吃钢产业,引导钢铁企业进一步加强上下游产业合作,打造世界最大的钢铁产业链条。
《河北省钢铁产业链集群化发展三年行动计划(2020-2022年)》提出:围绕做强中游生产链,稳定上游供应链,延伸下游应用链,制定了构建规模适度、装备先进、产品多元、布局合理、环保一流、管理高效的现代钢铁产业体系,打造特优普产品全覆盖并向装备配套、绿色建筑、消费用钢延伸拓展的钢铁产业链条集群的发展目标。
1,2022年底前力争全部完成1000立方米以下高炉(铸造用生铁和特钢企业除外)、100吨以下转炉升级改造;
2,着力促进产品结构高端化升级,打造“金字塔”型产品结构;
3,稳步推行组织机构集团化发展。加快推进国有企业混合所有制改革,重点推进民营钢铁企业跨区域兼并重组,着力组建1-2家世界级大型集团、3-5家较具国内影响力大型集团为支撑、8-10家新优专特型企业集团,
4.,有序实施空间布局合理化调整,推进钢铁产能向临港沿铁聚集;
5,不断提升生产过程绿色化水平,加强钢铁生产节能减排,推进“公转铁”“公转水”项目建设;
6,加快推动生产经营数字化转型,到2022年,培育15个以上数字化车间,打造3家以上智能制造标杆项目;
7,打造优质板材生产集群,力争到2022年底热轧一次板材深加工比例达到30%以上;
8,是推进型钢生产基地建设,统筹项目规划与产品分工,进一步完善品种规格,实现差异化互补发展,共同打造H型钢、角钢、槽钢、钢板桩等品种多样、规格齐全的型钢生产基地;
9.巩固线棒材市场优势,推动钢筋、线材产品延深加工,建立完善加工配送中心;
10延伸钢材深加工产业链条,鼓励钢铁冶炼企业建设钢材加工配送中心,发展剪切、*等增值服务;
11,支持钢铁企业发展新一代信息技术、高端装备、新材料等战略性新兴产业,加快发展现代物流、金融服务、电子商务等现代服务业。
2021年全省682个省级重点项目中有52个大钢铁项目,加上今年的53个,两年共上大钢铁项目105个,对全省钢铁产业进行补链,接链、延链和配套建设。
2022年53个钢铁项目目录:
1、河北文丰新材料氢氧化铝及新材料生产项目(曹妃甸区)
2、河北敬业立德增材金属注射成形项目(平山县)
3、唐山乾宸年产310万吨新型金属材料项目(古冶区)
4、 河北广丰新建金属材料精深加工项目(丰南区)
5、河北吉诚年产32万吨氯化法钛白粉项目(曹妃甸区,注:燕山钢铁子公司)
6、首钢智新迁安电磁材料高性能取向硅钢项目(迁安市)
7、 河北吉诚新材料二期5万吨/年碳素材料项目(曹妃甸区)
8、承德建龙钒钛高科棒材生产线项目(鹰手营子矿区)
9、 迁安金隅首钢环保 科技 固体废物资源综合利用项目(迁安市)
10、河钢乐亭钢铁基地项目二期工程(乐亭县)
11、 河北新彭楠251万吨年焦化产能整合及减量项目(峰峰矿区)
12、河钢浦项 汽车 板项目(乐亭县)
13、河北永洋特钢中冶冶金备件制造项目(永年区)
14、承德建龙新建4号大圆坯连铸机项目(鹰手营子矿区)
15、 河北华洋智能化双面埋弧焊钢管技术改造项目(孟村县)
16、唐山港陆钢铁产能减量置换和装备提升项目(遵化市)
17、昌黎天创新建1450mm冷轧工程(昌黎县)
18、河北荣信钢铁产能减量置换转型升级项目(迁安市)
19、河北受成新材料高端特钢智能加工项目(井陉县)
20、河北鑫森焦炭(3004, -92.00, -2.97%)产能整合项目(涉县)
21、 河北金鼎年产120万吨H型钢生产线项目(武安市)
22、唐山东海钢铁集团炼铁减量置换转型升级项目(滦州市)
23、邯钢华丰能源邯钢老区焦化搬迁项目(涉县)
24、邯郸金泰新建年产60万吨涂镀板新材料及配套项目(成安县)
25、 河北新金万利高端家电用板项目(武安市)
26、秦皇岛宏兴产供销一体化智能管控系统项目(昌黎县)
27、 河北钜兴铸管及精密铸造项目(武安市)
28、 北京钢研高纳涿州市航空航天发动机用零部件增材制造车间建设项目(涿州市)
29、 万丰制管热镀锌金属深加工项目(丰南区)
30、 河北龙凤山铁基新材料品质提升项目(武安市)
31、 邯郸钢铁老区退城整合项目(涉县)
32、 唐山国堂钢铁退城搬迁环保升级改造项目(乐亭县)
33、首钢滦南马城铁矿(711, -11.00, -1.52%)采选工程项目(滦南县)
34、 河北唐银钢铁退城搬迁项目(曹妃甸区)
35、中钢集团邢台机械轧辊搬迁改造产业升级项目(邢台经开区)
36、唐山友发新型建筑器材生产基地项目(丰南区)
37、河北敬业钢铁钢材精深加工及产品升级改造(平山县)
38 河北新武安转型升级改造项目(武安市)
39、中普冷轧带钢生产项目(魏县)
40、 中冶三河总部基地南区(三河市)
41、 中冶三河总部基地北区(三河市)
42、 中冶高性能碳素新材料项目(峰峰矿区)
43、 唐山东钢年产500万吨冷轧项目(滦州市)
44 河北天柱钢铁搬迁改造项目(唐山市海港经开区)
45 冀南钢铁重组搬迁改造项目(武安市)
46 敬业集团钢铁装备升级改造项目(平山县)
47、 唐山市天顺化工248万吨/年钢焦一体焦化搬迁项目(唐山海港经开区)
48、 首钢迁安新能源 汽车 电工钢项目(迁安市)
49、 承德建龙年产100万吨钒钛高科无缝管装备项目(鹰手营子矿区)
50、 河北永洋特钢产业重组、退城搬迁、装备升级二期项目(永年区)
51 河北新兴194万吨焦化项目(武安市)
52、 河北太行钢铁焦电联产项目(武安市)
53 敬业钢铁新建敬业集团专用线项目(平山县)
附《河北省2021年省重点建设项目名单》52大钢铁项目上榜!
1、 北京钢研高纳涿州市航空航天发动机用零部件增材制造车间建设项目(涿州市)
2、邯钢中恒天 汽车 高端装备制造产业园项目(复兴区)
3、 河北龙凤山铸业有限公司铁基新材料品质提升项目(武安市)
4、河北大鼎冶金机械年产3.7万吨机械轧辊项目(平乡县)
5、 唐山国堂钢铁退城搬迁环保升级改造项目(乐亭县)
6、 河北唐银钢铁退城搬迁项目(曹妃甸区)
7、河北永洋特钢产业重组退城搬迁装备升级二期项目(永年区)
8、首钢滦南马城铁矿采选工程项目(滦南县)
9、唐山友发新型建筑器材项目(丰南区)
10、中普精密制造冷轧带钢生产项目(魏县)
11、河北太行钢铁集团焦电联产项目(武安市)
12、河北新兴能源 科技 194万吨焦化项目(武安市)
13、 中冶三河总部基地(2项)(三河市)其中:(1)中冶三河总部基地北区(三河市)(2)中冶三河总部基地南区(三河市)
14、 中国五矿涿州总部服务基地(2项)(涿州市)其中:(1)中冶名达房地产开发五矿名达中心项目(涿州市)(2)中冶名达房地产开发五矿名信中心项目(涿州市)
15、 承德建龙综合利用35MW发电项目(鹰手营子矿区)
16、唐山丰南纵横码头唐山港丰南港区河口码头区通用码头工程(丰南区)
17、河北邯钢思德来钢制家具钢制家具生产项目(临漳县)
18、河北钜兴智能装备制造铸管及精密铸造项目(武安市)
19、承德建龙钒钛新材料升级改造项目(鹰手营子区)
20、河北吉诚年产16万吨氯化法钛白粉项目(曹妃甸区)(燕山钢铁子公司)
21、河北清峰绿能固废处置年1300万吨工业固废综合利用项目(武安市)(每年综合利用工业固废钢渣1000万吨、矿渣300万吨)
22、迁安威盛冶金固废、建筑固废处理及商品混凝土生产项目(迁安市)
23、唐山文丰工业固废处理及再生资源综合利用工程项目(曹妃甸区)
24、河钢邯钢老区退城整合项目(涉县)
25、冀南钢铁集团重组搬迁改造项目(武安市)
26、河北天柱钢铁搬迁改造项目(唐山海港开发区)
27、河北华西钢铁搬迁工程项目(海港开发区)
28、敬业钢铁钢材精深加工及产品升级改造(平山县)
29、河北华信特种钢铁整合进园减量升级项目(峰峰矿区)
30、中钢集团邢台机械轧辊搬迁改造产业升级项目(邢台经开区)
31、河北新武安钢铁集团鑫汇冶金转型升级改造项目(武安市)
32、承德建龙钒钛高科无缝管装备项目(鹰手营子区)
33、唐山燕阳1550mm冷轧项目(迁安市)
34、唐山东钢年产500万吨冷轧项目(滦州市)
35、首钢迁安新能源 汽车 电工钢项目(迁安市)
36、唐山佳祥实业焦炭减量置换整合搬迁项目(遵化市)
37、唐山天顺248万吨/年钢焦一体焦化搬迁项目(唐山海港开发区)
38、石家庄钢铁5G+智慧工厂项目(井陉矿区)
39、石家庄钢铁环保搬迁产品升级改造项目配套井陉矿区铁路专用线项目(井陉矿区)
40、唐山东日新能源材料及配套建设项目(乐亭县)
41、河北太行钢铁重组搬迁改造项目一期工程(武安市)
42、河钢乐亭基地(乐亭县)
43、敬业集团钢铁装备升级改造项目(平山县)
44、石家庄钢铁环保搬迁产品升级改造项目(井陉矿区)
45、唐山冶金锯片年产20万片圆锯片项目(路北区)
46-52、 铁路专用线(7项)(石家庄、唐山)其中:(1)敬业钢铁新建敬业集团专用线项目(平山县)(2)唐山港陆物流铁路专用线工程(遵化市)(3)唐山东海钢铁集团铁路专用线工程(滦州市)(4)河北东海特钢集团铁路专用线工程(滦州市)(5)天道仓储物流(迁安)铁路专用线工程(迁安市)(6)唐山唐曹铁路小集物流铁路专用线项目(丰南区)(7)河北津西钢铁集团股份铁路专用线(迁西县)
双碳
钢铁工业是典型的资源、能源密集型行业。2021年,我国粗钢产量高达10.33亿吨,占全球粗钢产量的约53%;我国钢铁行业碳排放占全球钢铁碳排放的60%以上,占全国碳排放总量的15%,是国内31个制造业门类中碳排放量最大的行业。因此,在“十四五”要求更为严格的能耗“双控”和“双碳”目标下,钢铁工业是实现绿色低碳发展的关键领域。
近期,中共中央国务院印发了《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》及《2030年前碳达峰行动方案》;为了推动我国钢铁工业“双碳”目标的实现,《钢铁行业碳达峰及降碳行动方案》也即将发布。在多个顶层设计文件的指导下,钢铁工业的降碳减排路径也逐渐明晰,可以概括为以下5个方面。
第一,推动绿色布局,包括优化产业布局、严禁新增产能、继续淘汰落后产能,壮大绿色物流等。一方面,通过优化布局引导钢铁项目向生产基地聚集发展,通过兼并重组提高产业集中度、优化资源配置,进而加快实现技术突破和绿色发展。《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见(征求意见稿)》指出,到2025年,钢铁行业集中度CR5/CR10分别要达到40%/60%(该指导意见最终出台时未提及这一集中度目标)。2020年,我国前10家钢铁企业粗钢产量合计为41292.19万吨,占全国总产量的39.21%,与日、韩、俄、美等国家存在较大差距——日本前两大钢企产业集中度高达79.2%,美国前三大钢企占比58.7%,俄罗斯前四大钢企占比达73.0%,韩国前两大钢企占比更是高达90.0%,印度前三大钢企占比也达到了57.7%。为此,我们应通过兼并重组提高产业集中度,加速产业资源整合和产业链延伸,提高投资效率和科技创新水平,促进钢铁产业结构调整和绿色低碳转型。另一方面,切实改变“北钢南运”现象,减少不必要的物流运输等过程,进而降低碳排放。
第二,节能及提升能效,包括推广先进适用节能低碳技术,深挖节能降碳潜力,强化数字化、智能化技术应用,推动实现钢铁工业的智慧制造等。根据中国钢铁工业协会会员单位能耗统计,2020年吨钢综合能耗为545.27千克标准煤/吨,同比下降6.51千克标准煤/吨。尽管我国吨钢综合能耗指标已位于世界先进行列,但钢铁工业体量大,行业绿色发展水平不均衡,仍有较大节能减排潜力。我国钢铁行业余热资源利用率低,大型钢铁企业的余热利用率为30%~50%,与国际先进水平(90%)存在明显差距。因此,通过提高余热余能自发电率、推动低品位余热供暖发展,将钢铁企业的自发电率从当前的53%提高到60%以上,基本满足自身用电需求,对于钢铁工业的低碳发展具有重要意义。
此外,钢铁企业数字化转型也是低碳减排的需要。有调研结果表明,我国仅有不到1/3的企业开始着手数字化试点或转型工作,极少数钢铁企业有清晰且符合整体业务发展的数字化战略。因此,未来,钢铁企业还可以通过加强数字化管理、推动智慧制造,助力生产过程的绿色化、集约化、互联化,从而降低生产过程碳排放。
第三,优化用能及流程结构,有序发展短流程电炉钢工艺,推动原燃料结构优化、促进清洁能源替代。2020年,我国长流程生产的粗钢占全国总产量的90.8%,远高于全球平均水平(73.2%)。长流程炼钢的碳排放强度为2.0吨二氧化碳/吨粗钢,是短流程炼钢的3倍以上,因而推行全废钢的电炉工艺是钢铁工业最终实现碳达峰、碳中和的重要途径。然而,目前推进短流程炼钢存在成本高、废钢质量和供给不稳定等诸多阻力,优化燃料结构、降低铁钢比,提高清洁能源比例,是实现我国钢铁工业降碳减排短期目标的关键。我国钢铁行业能源结构高碳化,化石燃料燃烧产生的碳排放占行业排放的80%以上,其中煤、焦炭(3415, 73.50, 2.20%)占能源投入总量的比例近90%,促进清洁能源的替代将对钢铁行业碳达峰、碳中和起到强有力的推动作用。
第四,构建循环经济产业链,包括区域能源资源整合、固废资源化利用、推动钢化联产。《指导意见》指出,推进产业间耦合发展,构建跨资源循环利用体系,力争率先实现碳排放达峰。钢铁行业应通过构建循环经济产业链,充分开发利用钢铁生产过程中富含一氧化碳、氢气等副产品的附加值,加速企业转型升级,构筑互利共赢的产业链供应链合作体系,实现资源能源的高效处置利用。
第五,应用突破性低碳技术,包括电解还原、氧气高炉、非高炉冶炼以及CCS(碳捕获与封存)/CCUS(碳捕获、利用与封存)等。通过以再生能源为基础的技术创新,实现冶炼过程完全零排放,是实现“双碳”目标的关键。目前,国内外已经开展了大量关于氢冶金、电解还原等绿色低碳技术的探索,如国际层面的日本COURSE50(日本环境和谐型炼铁工艺技术开发项目)、德国“以氢代煤”、韩国COOLSTAR(氢还原炼铁工艺项目)、奥钢联H2FUTURE(无二氧化碳工业氢试制工厂)、欧盟ULCOS(超低二氧化碳炼钢)、瑞典HYBRIT(突破性氢能炼铁)等项目;国内层面,中国宝武与中核集团、清华大学签订了有关合作框架协议,积极探索低碳冶金工艺,河钢、酒钢、邢钢等多家企业也开启了低碳冶金的创新研发工作。超前布局低碳冶金前沿技术领域,不仅可以推动钢铁行业绿色低碳转型,对于掌握行业领先的核心技术、形成自主知识产权、增强技术保障、提高竞争力也具有重大战略意义。
《2030年前碳达峰行动方案》指出,工业领域要加快绿色低碳转型和高质量发展,力争率先实现碳达峰。在能耗“双控”和“双碳”目标下,钢铁工业面临巨大压力。作为国民经济重要的基础产业,钢铁产量与国民经济发展需要密切相关,在压减钢铁产能的同时,保障好下游需求是减排工作的难点。因此,未来逐步降低产量是钢铁工业实现碳达峰的重要条件,引导钢铁企业由以量取胜的发展模式向高质量发展模式转变至关重要。
短期内,电炉炼钢的节能环保效益无法在经济效益中体现,推广相对成熟的节能减排技术是当前落实减排工作最直接有效的办法。然而,节能减排技术的应用需要大量的前期资金投入,压缩了企业的利润空间,给企业带来了一定的运营压力。因此,一方面,应将钢铁行业尽快纳入全国碳市场,利用市场化机制配置资源,降低钢铁行业的减排成本;另一方面,企业自身应做好节能减排技术的减排潜力与成本评估,选择“性价比”高的减排技术,做好“技术组合”。大型钢企更应发挥“头雁”作用,主动承担社会责任,披露碳排放情况,接受社会各界的监督。
自2015年丰田推出氢燃料电池汽车Mirai后,氢能再一次进入公众视野。在氢能的应用方面,根据普氏能源(Platts Analytics)数据,2019年的氢气用途主要用于精炼(3850万吨)与制氨(3330万吨),还有475万吨用于其他用途,市场总需求共约7600万吨。
除开传统的精炼与制氨用途,目前无论国际还是国内,均以氢燃料电池为主要的表现形式,其中又以氢燃料电池汽车为落地应用,因此造成了“提氢能必提氢燃料电池汽车”的现象。国内各地发展氢能产业,也基本以氢燃料电池汽车作为载体,示范应用几乎全部都是氢燃料电池汽车。
氢能的应用十分广泛,可以大规模用于电力、石化、航空、航天、航海、石化、工业气体等等各种领域,是一个没有上限的产业,不应该只给民众留下一个“汽车”的单调印象。
氢云链整理了2019国内外在氢能应用上取得的应用突破,并简要介绍国外的氢能应用发展案例,希望能够展现一个丰富多彩的氢能社会和氢能经济。首先是国内方面的应用。
储能电站
氢燃料电池与电力行业有天然的密切联系。储能项目近年来成为电网建设的热门方向,但国内已经建成或在建的电化学储能项目几乎都是基于锂离子电池体系,燃料电池的身影并不常见,大容量氢燃料电池储能项目更是在2019年才实现了突破。
2019年8月,安徽省六安市1MW分布式氢能综合利用站电网调峰示范项目在金安经济开发区成功签约。该氢能源储能项目由国网安徽综合能源服务有限公司投资建设,六安明天氢能公司合建,总投资5000万元,占地10亩。该项目主要建设1MW分布式氢能综合利用站,是国内第一个兆瓦级氢能源储能电站。
氢能电站项目是电网调峰的新模式,是能源综合利用的新途径,对氢能产业和能源互联网的发展均有重要意义,已被国家电网列入2019年科技项目指南,在全国具有典型的示范宣传效应。
氢能自行车
共享模式有利于扩大产品应用规模,并同时降低消费者的体验成本。国内有厂商根据氢燃料电池目前成本高的特点,将共享经济模式使用在了氢能产业上,尝试通过共享氢能自行车推广氢能应用。
2019年10月,永安行正式推出氢能助力自行车。永安行氢能源助力自行车全车30公斤左右,续航总里程目前是60公里,未来将达到100公里,氢燃料加气3分钟左右完成。
12月20日,永安行科技股份有限公司正式向部分体验者开放共享氢燃料电池助力车,据永安行介绍,这也是全球首款氢燃料电池助力车。
氢能摩托车
有自行车自然就有摩托车。2019年4月,摩托车巨头宗申动力广州氢能与燃料电池及加氢站设备展览会上展出了一款氢燃料电池摩托车发动机,但并未展出整车产品。截止目前,宗申动力仍未推出燃料电池摩托车整车产品
此外,在2020年1月,安徽省淮北市伯化氢能也推出了“氢风侠”氢能摩托车。在具体参数方面,最大功率800W,最高时速60km/h,加满氢气可以续航100公里,充满氢气只需15分钟,若采取换瓶方式,更换一个氢气罐只需30秒!
现氢能动力船舶
航运有典型长途、重载的特征,在船舶电动化上,氢能有独到的应用优势。近年来,国际上正在逐步加大对氢燃料电池船舶的应用研究
2019年12月,中船集团在展台举行了全国首台500KW级船用氢燃料电池系统的首发仪式。据负责研发的武汉船用电力推进装置研究所相关负责人介绍,该系统由船用燃料电池发电模块、船用燃料电池监控装置、船用有机液体制氢装置组成,每升有机液体可制氢50-80克、可靠性好、集成度高、补给便捷,适用于各类船型,补给时间小于1小时,可续航200-500公里。
“与储能量同样10MWh的锂电池方案相比,船用氢燃料电池系统的重量从100吨减至30吨,占地面积从300平方米减至50平方米,补给时间从4-8小时缩短至1小时,而成本基本持平。”该负责人在首发仪式上透露,以船长21米、航速8节、储能380KWh的新疆天池游船为例,采用该系统后续航力可达4小时。
氢能炼钢
2019年蒂森克虏伯启动了全球第一例氢能炼钢实践项目,标志着钢铁产业步入了新的时代。国内的宝武集团、河钢集团、酒钢集团等钢铁企业在2019年都发布了氢能炼钢相关的规划,其中以宝武集团的“核能制氢+氢能冶金”最为令人瞩目,据了解,宝武集团已经初步确定了氢能炼钢的选址,不久将开展氢能炼钢的实践。
此外,河钢集团与特诺恩集团签订协议,携手发展氢能冶金,酒钢集团则成立了氢冶金研究院。国内氢能冶金领域将紧跟国际步伐。
氢能轨道车
11月29日,世界首条商业运营氢能源有轨电车——高明氢能源有轨电车上线仪式举行。据介绍,有轨电车的最高运行时速为70公里,最大载客量可达360人。线路初期配备了5辆有轨电车,车辆为100%低地板的现代有轨电车,车辆的续航能力能达到100公里。此外,有轨电车每侧设置6个双开门,每列车安装6个储气瓶,储氢瓶额定工作压力为35MPa,储氢量为20千克。
天然掺氢
9月30日,国家电投2019年重点项目--朝阳可再生能源掺氢示范项目第一阶段工程圆满完工。该项目是国内首个电解制氢掺入天然气项目,通过验证电力制氢和氢气流量随动定比掺混、天然气管道材料与氢气相容性分析、掺氢天然气多元化应用等技术的成熟性、可靠性和稳定性,达到全面验证示范氢气"制取-储运-掺混-综合利用"产业链关键技术的目的,打破国外技术垄断,填补国内天然气管道掺氢规范和标准的空白。
氢能叉车
目前最大规模的移动燃料电池应用,并非乘用车、也并非客车或卡车,而是叉车。在美国,有超过2.6万台燃料电池叉车正在安全地运营,而国内在燃料电池叉车上仅有极少数的样品,市场上的产品更是空白。
2019年11月,清大股份与深圳汽航院在高交会场签订了战略合作框架协议。根据协议双方将在新能源智能汽车领域的战略研究、技术需求、协同研发等方面展开深入合作,并成立全国首个“燃料电池智能叉车联合创新中心”。该中心将汇聚国内外高端燃料电池智能叉车产业创新资源、产业资源,率先打造中国首款燃料电池智能叉车。
氢医疗仪器
氢医学研究已经越来越得到医疗领域关注,至今全世界发表的有关氢医学论文已超过13000多篇,已成为最有应用前景的先进医疗手段,日本厚生省在2016年已经认定氢医疗为先进的医疗手段B类进入医疗体系。
在 CMEF 2019上,展出了一台“氢氧气雾化机”,该设备将纯水电解产生氢氧混合气供人体吸入,对各类慢性疾病的防治具有辅助作用,改善人们的健康状况。
“这是一台世界首创的氢氧气雾化机,具有体积小、产气量大的优势。氢分子医学落地到临床作为呼吸设备是中国人首先提出的,希望能够进入千家万户,为老百姓的健康事业作出贡献。” 设备厂商工作人员这样说道。
目前,氢氧雾化机已经获得三类医疗器械批号,具备了在医疗机构也就是在医院中给住院患者使用的资格,并在武汉抗击新型冠状病毒肺炎的战役上提供了支援。
除了上述的国内氢能方面的应用之外,在国外氢能应用也非常广泛,具体详情如下:
电动汽车充电器
2019年底,英国AFC公司推出世界上第一款基于氢燃料电池技术的电动汽车燃料电池(EVFC)充电器CH2ARGE。该方案将燃料电池产生的能量传输到EV充电器的逆变器,通过燃料电池将储存在现场储罐中的氢气用于为40kW电池充电,并将能量输送到电动车辆。
家用氢能锅炉
日本的家用天然气燃料电池锅炉已经应用多年,但家用氢能锅炉却迟迟未能投入使用。
2019年6月25日,世界上第一台氢动力家用锅炉将在荷兰Rozenburg的现实生活中投入运行。该锅炉由BDR Thermea集团开发,BDR是智能热舒适解决方案的领先制造商,其愿景是开发和生产几乎不含二氧化碳(CO2)排放的加热解决方案。
燃油加氢
在全球排放政策日趋严格的情况下,如何帮助存量庞大的内燃机减排成为迫在眉睫的问题,市场上出现了甲醇、生物乙醇等替代燃料解决方案,但由于各种原因,其推广情况并不十分理想。2019年,福特又退出了一个新的替代燃料方案,即使用加氢处理的植物油(HVO,Hydrotreated Vegetable Oils)。 目前,福特已经批准在欧洲一些全顺面包车中使用加氢处理的植物油(HVO)。
液氢运输船
12月11日,日本川崎重工发布消息称,全球首艘液氢运输船从该公司位于日本神户港的船厂下水。这是世界上第一艘运输液化氢的海上运输船,其技术将极大地扩大绿色能源的货运能力。该运输船命名为“SUISO FRONTIER”。全长116米,总吨位约8000吨。计划2020年秋季前后竣工。
海上风电制氢
基于Q13a平台的PosHYdon项目是世界上第一个海上风电制氢项目,由荷兰多家企业、机构共同承担,以促进减排事业,在北海建立新的能源模式。Nepture Energy的Q13a平台是荷兰北海首座完全电气化的油气平台,在PosHYdon项目中将被改造为制氢平台。集装箱式的制氢设备体积很小,绝大多数海上平台都可以容纳。目前阶段,平台电力暂时由陆地上的电网通过海缆连接供应(并按波动的海上风电发电量来模拟),未来将改由附近的海上风电场供应。
氢能小区
丰田汽车在即将开幕的2020年国际消费电子展(CES)前夕表示,丰田汽车公司将在日本富士山脚下建造一座175英亩的氢燃料电池来建造一座“未来之城”。该开发项目将在一个封闭的工厂现场建造,称为“编织城市”(Woven City)。 建筑物将主要由木材制成,将使用传统的日本木工结合机器人生产,屋顶将被光伏板覆盖,以产生氢能和氢燃料电池产生的电能。
于此同时,工程咨询公司Arcadis,概念开发商LiveFree和Hoogeveen市政府宣布建设荷兰的第一个以氢气为基础能源的住宅区:范德文庭院(Van der Veen)。这个小区的16栋建筑将配备太阳能电池板,低温供暖系统和储氢罐。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
中国钢铁工业经历了数十年的快速发展,钢铁积蓄量不断增加,今后将有大量的废钢资源产生。如何有效利用、管理这些资源或将是未来中国钢铁工业需要解决的一个重大问题。相关资料显示,短流程炼钢比长流程炼钢可减少废气86%、废水76%和废渣97%,与长流程炼钢相比,用废钢炼1吨钢可减少近1.6吨碳排放,因此废钢生产更加清洁和有利于排废减量化,鼓励能耗低、污染小的电炉炼钢发展无疑有利于环境保护。
日本钢铁业的发展与中国有很多类似之处,而且日本废钢产业已经非常成熟。深入分析研究日本废钢的产生、消费和管理模式,将为中国废钢行业的发展提供有益的启示和借鉴。
5月6日,日本财务省的最新数据显示,今年前3个月,日本进口废钢总量为22.6万吨,同比大增近400%;出口废钢总量为150万吨,同比下降38.1%。此外,日本企业也积极进行废钢领域的海外投资,今年4月底,日本丰田通商株式会社(Toyota Tsusho)已参股德国黑色、有色金属废料回收商肖尔茨公司,前者将获得后者39.9%的股权。
一般而言,废钢的产生量与钢铁积蓄量成正比。在钢铁消费历史较长的欧美地区,由于钢铁积蓄量大,废钢产生量也大。日本对钢铁的大量使用比欧美地区晚50余年,从上世纪50年代后期开始,日本大量使用的钢铁在进入老旧废钢形成周期后成为废钢,在上世纪90年代左右,日本废钢平均回收率为2.5%-3%。近20年来,日本废钢发生量增速趋缓,回收率为2%-2.3%。但是,日本废钢发生量总体仍呈增长趋势。
废钢业发展模式:立法、管理、渠道
为解决人口、资源和环境的矛盾,保持可持续发展,建设资源—产品—再生资源的循环经济社会成为日本的国策。废钢回收是日本发展循环经济的重要部分。从上世纪50年代中期开始,日本就开始重视废钢的回收与利用。上世纪70年代以后,日本不仅实现了高效率的废钢管理体制、疏通废钢流通渠道,而且还能够采用现代技术对废钢进行加工处理,使其废钢行业的管理达到世界先进水平。
完善循环经济法律体系
自上世纪70年代开始,日本政府先后制定了多层次、多方面的循环经济法律体系,对不同行业的废弃物处理和资源再利用等作了具体规定,并大力推行。日本政府为循环经济所构建的法律体系大致可以分成3个方面,如图1所示。
建立高效的管理体制
为加强对废钢业的宏观管理,日本建立了高效的管理体制,在通产省基础产业局中设有专门机构负责制定有关的政策和法令,对废钢业和企业进行协调和综合管理,宏观方面的具体管理则由各民间团体负责。
1975年,日本对原有的废钢民间组织进行了统一调整与合并,在此基础上成立了日本废钢铁工业会、废钢铁储备协会和回收铁源利用促进协会。1982年,日本政府又在通产省基础产业局内成立了废钢铁流通现代化推进协议会。1988年8月份,日本废钢铁储备协会更名为日本铁源协会,职能也有所调整,主要是为原料供需方提供交流与合作,调查、提供和研究原料信息,目标是稳定原料供需、提升原料质量。
日本政府和上述民间组织都不直接插手废钢的流通和生产经营,让企业有充分的自主权,并在相互竞争中充分发挥活力。
合理化废钢流通渠道
废钢作为再生资源能否得到充分开发的关键还在于流通渠道是否合理和通畅。一开始,日本废钢流通管理比较混乱,产生废钢的企业和家庭、废钢商业企业、地方自治体、钢厂都直接插手废钢流通,导致流通环节既多又乱,速度缓慢且成本高昂。不过,上世纪60年代中期开始,日本废钢流通渠道逐步实现了合理化、高效化。
具体来看,日本废钢的流通流程为:家庭产生废钢流通至指定点再到废弃站,然后进行筛选,事业单位产生废钢送至废钢集中站,船舶和桥梁等难拆废钢送至拆解企业,这3类废钢资源都要运送至加工处理企业,再送至零售商处;非钢企业和钢铁企业的废钢资源则分为需要加工和不需加工的废钢,部分经加工处理后送至零售商处。
为加速废钢流通,日本政府除建立上述流通渠道外,还采取了以下措施:环境保护法规定,无论企业或个人都不得随意放置废弃物;把废钢买卖列入社会物资流通范畴,规定其正当的流通行为,其交易必须符合政府的政策法令,遏止黑市交易;制定统一的废钢规格标准,使买卖双方不因规格标准不一而不能成交;实行全国统一的废钢检斤验收和退货制度等。
在对废钢的加工处理方面,日本不断采用先进适用的技术设备,提高了废钢加工企业的劳动生产率。为稳定原料供给,日本还不断完善废钢市场定价机制,日本中部商品交易所在2005年10月份推出全球首个废钢期货合约,期货品种选取最高规格(等级)的废钢(重废)作为标准。
“量体裁衣”发展电炉炼钢
日本废钢的来源包括钢厂自产废钢和社会废钢,社会废钢又分为废弃废钢和加工废钢。废弃废钢包括汽车、钢材、器械、铁轨和轮船的回收品,加工废钢则是使用钢材的各产业部门在加工钢材时产生的废钢。
汽车、产业机械、造船等部门的加工废钢产生率比建筑业要高。因此,虽然日本建筑业钢材消费量较大,但加工废钢的平均产生率要比欧美地区的国家低。相关数据显示,近年日本加工废钢的68%来自汽车业,其次是来自工业机械,占比为10%,来自电机和造船业的加工废钢占比分别为7%和6%。
随着废钢资源不断产生,日本钢铁业开始注重根据国内废钢资源情况来选择炼钢工艺。
从日本炼钢发展历史来看,二战后的日本处于经济高速成长期的前半期,对钢铁需求量迅速增长,因此大力发展钢铁业。这段时期日本废钢使用量为粗钢产量所左右,并受到以废钢为主要原料的电炉、平炉和以铁水为主要原料的转炉产量比率影响。
1950年-1965年,日本粗钢产量增长主要靠大量使用废钢的平炉炼钢法来实现。然而,由于国内产生的废钢不足以满足需求,要大量进口废钢且供应不稳定。为此,日本钢铁业开始向转炉生产方式为主的生铁增产型结构转向,并于1977年废除了平炉炼钢法。在发展转炉降低平炉生产比率时期,日本对电炉钢比率进行了控制,因此上世纪60年代-70年代日本电炉钢比例在20%以内。
1975年以后,日本对进口废钢依赖减少,同时日本电炉厂在1973年石油危机时对产品结构和设备进行了合理化改造,电炉炼钢从此进入高速发展阶段,产量比例逐年升高,从1975年的17%提至1996年33%的峰值水平。1996年以后,日本电炉钢比例开始持续下滑,主要归因于上世纪90年代后,日本经济出现停滞,建筑业低迷使得电炉钢产品需求开始下降。不过,日本交通工具产量在上世纪90年代初期出现一段时期的下滑后,则维持稳步上升的态势,这意味着日本整体钢铁需求仍然稳定。因此,在粗钢产量稳步增长的情况下,电炉钢产量下降使电炉钢占比持续下降,2009年降至21%。
也就是说,日本电炉钢比例最高峰时也仅在33%左右,而美国电炉钢比例则达50%-60%,欧盟地区则为40%左右。目前,日本国内有约40个电炉企业,年产能为4000万吨,而实际产量仅有2000多万吨,产能过剩严重。
受中国国内废钢供应不足、电炉钢生产成本高等因素影响,电炉炼钢发展缓慢,电炉钢产量比例一直呈下降走势,最近几年一直维持在10%的水平。
目前,中国废钢供应主要来自自产废钢、社会废钢和进口废钢。随着工业化进程的推进和钢铁储蓄量增加,中国废钢产生量逐年增加,从2005年的5415万吨增长至2012年的约1亿吨,但国内废钢供应不足以满足需求,仍需要进口废钢。业内相关分析认为,中国将在2020年左右开始进入废钢消费高峰期,此后电炉钢产量比例将开始上升。日本废钢产业的发展对中国有如下启示:
第一,完善和加强相关废钢领域的立法。日本废钢业的良好运行离不开国家相关的法律法规,而且从日本建立循环经济的法律体系来看,从基础层面到具体法规都非常完善。因此,中国也应该借鉴,为保证和促进废钢业的良好发展进行相关立法。
第二,加大对报废汽车和汽车企业废钢的回收力度。随着中国2017年前后开始进入汽车报废高峰期,报废汽车回收拆解行业也将迎来快速发展期,但与之配套的回收拆解体系还没有建立起来,因此国家应加快完善报废汽车的相关政策。
第三,完善废钢流通渠道。在废钢资源尚未进入高产期的形势下,提升废钢流通环节效率、降低流通成本将为增加废钢供应量起到一定推动作用,可借鉴日本设立废弃站、废钢集中站的方式,加快废钢加工配送体系建设,完善各个领域的废钢流通途径。此外,还应建立废钢加工企业与钢企间的互信与合作,打造加工配送基地,由市场导向型模式向服务导向型模式转化。
第四,加大对废钢加工企业管理和扶持力度。废钢加工处理企业对于废钢的利用起到关键作用,国家应加强对这些企业的管理。此外,废钢产业是微利产业,投资大、利润薄,还应适当加大对废钢加工企业的扶持力度,把废钢采选分离和加工的成本降下来。 在中国,钢材市场供需两旺,钢铁工业继续加快发展,对废钢铁资源的需求量大幅增加。2008年,中国粗钢积累量为5.02亿吨,大部分为近些年生产的,废钢积蓄量为??亿吨。2007年中国实际用于炼钢的废钢消耗总量为6850万吨,其中钢铁企业自产废钢2700万吨,社会采购废钢4310万吨,用炼钢的进口废钢120万吨,废次材外销及增加库存280万吨。
随着世界文明的进步,全球未来的钢铁工业,电炉将会逐步替代转炉,废钢将会逐步替代铁矿石,而少量的铁矿石应用将作为资源自然消耗的补充,真正成为与自然和谐的生态工业。由于国际市场铁矿石市场价格的不断上升,国内电力供给能力的增强,以及国内废钢产出量的增长,预计今后中国电炉生产能力将会出现较快的增长,市场需求也将有所上升。新电炉钢产能的建设效益与传统流程相比,差距将会大大减小。因而,可以预计钢铁行业对废钢的需求也会出现快速增长。
另外,随着国家重点工程的建设和城镇化建设的实施等,对钢铁的需求量增长较快,而中国铁矿石资源短缺且世界铁矿石资源有限,钢铁企业趋向发展循环经济,因此废钢的需求将会出现快速增长,开发前景广阔。
冶金行业对废钢铁的技术要求(1)
废钢铁是钢铁工业可持续发展的重要资源,尤其是电炉炼钢重要的、必不可少的原料,同时也是转炉钢中效果最好的冷却剂。为了不影响炼钢工艺流程的正常进行、确保成品钢件的质量,必须选用优质的废钢铁原料加入钢炉;亦即废钢铁必须满足一定的技术要求方可可作为原料使用。这是因为废钢铁在收集过程中,常夹带或沾染一些杂质成分,如防蚀处理所镀上的锌、铝、镍、铜等有色金属,这些金属在电弧炉炼钢过程中会因电弧产生的高温及吹氧助熔,导致钢液沸腾,并造成钢液中锌、铅、镉等危害环境的有毒元素大量挥发。又如,民间收集的废钢铁中,除其自身所含杂质环外,还常夹杂一些塑料、油脂等有机物,在拆船废铁及汽车废料表面常有一层很厚的油漆涂装层,这些有机物在高达1000多摄氏度的高温下,将形成一氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒物质,不仅会造成环境污染,并且会使得钢材的孔洞类缺陷大大增加。因此,在废钢铁入炉前,必须进行彻底分选、清洗等前期处理,使之符台不同用途对于废钢铁原料的技术标准。
冶金行业对废钢铁的技术要求(2)
炼钢过程,主要是实现“五脱一化”,即脱碳、脱磷、脱硫、脱氧、脱气体夹杂和合金化。冶金工业对废钢提出了比较详细的技术要求。
a废钢的硫、磷含量各不得大于0.08%。
b废钢内不得混有铁合金、有色金属和其他杂质;非合金钢、低合金钢可混放一起,但其中不得混有合金废钢和生铁;合金废钢内不得混有非合金钢、低合金钢和废铁;废铁内不得混有废钢。
c废钢铁表面不应存在泥块、水泥、黏砂、橡胶等。
d.废钢铁表面的油污应予以清除。
e.废钢中不允许有两端封闭的管状物、封闭器皿、易燃易爆物品、放射性及有毒物品。
f废钢铁中不允许有成套的机器设备及结构件。
g废旧武器必须做技术上的安全检查和处理。
需要指出的是,废钢的清洁度、外形尺寸等一般用目测检验,化学分析可在成批量交货时抽取试样进行。废钢铁成批量交货时,应根据其类别、钢组进行分类。尤其是合金废钢,应尽可能根据GB/T4223-1996规定,按照67个钢组的分类标准进行分类,这样不仅有利于台金废钢的熔炼,还可以回收其中的合金元素。
对于废生铁的技术要求:磷含量不允许大于0.85%;表面应洁净,如表面附有炉渣和砂粒,应清除掉,但允许附有石灰和石墨。
对生铁的块度要求如下:
(1)炼钢生铁有两种块度:小块生铁,每块生铁的质量为2~7kg;大块生铁,每块生铁的质量不得大干40kg,并有2个凹口,凹口处厚度不大于45mm。
(2)铸造生铁均应铸成2~7kg的小块,大于7kg的铁块与小于2kg的铁块之和,每批中应不超过总质量的10%,铁块长度、不大于200mm。