碳中和、碳达峰| 必信助推高耗能行业走绿色可持续发展之路

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在11月份的第二十六届联合国气候变化大会COP26上,中国企业馆发布了由CBCA制作的“中国企业气候行动”传播视频。与此同时在COP26上,CBCA还发布了最新的《2021企业气候行动案例集》,该案例集侧重于企业自身的节能减排成效和企业提供的应对气候变化解决方案两部分内容,所选择的十个案例基于企业自身的探索与实践,努力做到用有说服力的数据说话。必信参与的钢厂余热利用—江苏沙钢集团低温余热发电技术项目成功入选该案例集。

 

 

江苏沙钢集团作为世界知名的钢铁材料制造和综合服务商之一,是目前全国单体规模最大的钢铁企业。沙钢坚持以钢铁强国为己任,以打造“绿色沙钢”“品质沙钢”“高效沙钢”“创业沙钢”“智慧沙钢”和“责任沙钢”为愿景,致力于为各行各业提供最具价值的钢铁材料和工业服务解决方案。目前,沙钢拥有5大生产基地,产品远销至全球100多个国家和地区,连续12年跻身世界500强,2020年位列第351位。此外,在2020中国民营企业500强榜单上,江苏沙钢集团有限公司位列第15名。

 

 

案例概述

一直以来,钢铁行业对于烧结环冷机三段烟气和石灰窑烟气这两部分余热的回收都很有限,大量余热通过直接排放的方式放散至大气中,造成了严重的浪费。

 

 

为实现低温余热的高品质利用,采用高效的必信磁悬浮ORC发电机组回收上述低温烟气中的余热进行发电。2021年该技术开始应用于位于江苏张家港的江苏沙钢集团有限公司。

项目根据现场热源点分散的特点,对机组进行模块化设计、一体化组装,在现场根据热源点的实际位置采用分布式的配置方案,将总共配置100台125kW余热发电机组。项目先期2台125kW示范机组于2021年1月投入运行后,至今已持续稳定运行9个月,预计后续项目将于2023年全部建成。

 

 

项目实施

该项目的烟气属于典型的低温烟气,平均温度在200℃以下。由于热源温度过低,传统的余热发电技术已无法进行回收。沙钢原来仅对烧结环冷机三段烟气进行了部分回收,用于供应生活热水,但实际生活热水的使用量有限,每年有约7万吨标准煤当量的余热通过直接排放的方式放散至大气中,造成了严重的浪费。必信针对目前的问题以及上述低品位余热利用的问题提出了创新的解决方案。

以技术创新解决钢厂低温余热利用问题

该厂的余热资源主要分布在7条烧结环冷机第三段、8条石灰窑烟气及其它零星的地点,特点是余热品位低、热源点分散。

针对现场余热的特点,项目采用了必信高效磁悬浮有机朗肯循环(ORC)发电技术,对200℃低温余热回收发电。针对现场余热点较为分散的问题,项目采用了模块化设计方案,每台发电机组模块额定功率为125kW,集成在集装箱大小的空间里,可以针对现场各热源点的不同产热量进行灵活的组合。将有总计100台发电机组,利用热源点附近的小块空闲场地进行分布式地配置。

100台机组分布在厂区的不同地点,给后期的运行监测带来了一定的麻烦。为此,项目团队开发了一套智慧化的远程集采系统,所有设备的运行状态通过现场传感器采集后,实时远程传送至运维人员手机上的APP终端,可实现一个团队同时对多个机组的统筹精细化管理。

 

 

以商业模式创新解决项目投资回收期长、业主投资意愿低的问题

目前同类的ORC余热发电机组,投资回报期普遍在5年以上。在这种情况下,无论采用业主方自投,还是由第三方投资,回报期都过长。因此,该项目创新性地采用了一套 “合同能源管理 + 融资租赁”的商业模式,由第三方的节能公司负责项目的运营与管理。该模式避免了业主方或节能公司前期大规模资金投入,利用融资租赁的低成本资金进行建设,使得投资回收期较长的项目也具有了经济上的可实施性。

项目减排效益

● 解决了钢铁业低温余热利用不足的问题,大大提升钢铁企业综合能效。

● 先期2台示范机组平稳运行9个月,发电量113.4万度减排二氧化碳814.4吨

● 项目全部建成后,预按照每台机组净输出电量105kW,年利用5,000小时计算,每年可发电5,200万度(由沙钢消纳),以华东电网碳排放系数0.7182kgCO2/kWh 计算,每年可减排二氧化碳3.7万吨

 

项目重要影响及可持续性

● 该项目采用了高效的必信磁悬浮ORC发电技术,将钢铁行业中难以利用的200℃以下低温余热进行了回收再利用,项目采用的磁悬浮发电机组,热电转换效率可达传统螺杆式发电机组的2倍,并且省去了润滑系统的维护,大大降低了后期运维的成本。

● 该项目采用的模块化设计、一体化组装、分布式配置的方案,充分地适应了钢铁企业生产特点和现场条件,为项目的顺利实施提供了保证。

● 该项目创新采用了“采用合同能源管理 + 融资租赁”的商业模式,解决了传统低温余热发电类项目投资回收期长、客户投资意愿低的问题,有利于技术的大规模推广。

 

 

除钢铁行业以外,ORC发电技术还可用于石化、化工、冶金、水泥等高耗能行业领域。我国高耗能行业每年能源消费达20亿吨标准煤,产生低温余热约3.2 亿吨标准煤当量,按照10%可回收余热量计算,年二氧化碳减排潜力可达1.18亿吨,相应市场规模在60,000亿元以上。

 

 

必信不断深入研究,实现了在技术创新与商业模式创新共同推动下低温发电技术从实验室到商业的实际运行,并促进了深度节能减排,从而加快推进企业高质量发展,助力高耗能企业走绿色可持续发展之路。

未来,必信将继续深入开展在综合能源服务方面的研究,探索综合能源服务新技术、新模式、新业态,进一步提高能源使用率,为国家节能降耗做出贡献,助力国家尽快实现碳中和、碳达峰的目标,并推动各行业走低碳转型和绿色复苏之路,从而加快创造清洁、安全、繁荣的低碳未来,实现社会的可持续发展。

 

2021年12月3日 13:08
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