鞍钢集团绿色低碳发展之路:从矿山修复到节能减排的生态优先实践


鞍钢集团本钢花园式工厂。

鞍山钢铁能源集控中心。

鞍钢矿山生态园。
本文图片由鞍钢集团提供
鞍钢矿业公司大孤山铁矿,昔日的排岩场如今花果散发着香气;鞍山钢铁能源集控中心,通过对能源进行精细管理的强化,每年节省的费用达到数以亿元的数量;本钢板材,“大比例废钢+绿电”这种工艺生产出的汽车钢,实现了综合降碳 30%。
钢铁行业在国民经济中占据重要地位,是能源消耗与碳排放的大户。近些年,鞍钢集团作为“共和国钢铁工业长子”,始终坚定地贯彻新发展理念,大力推进产业的优化升级,从对矿山进行修复,到注重节能减排工作,再到积极开展绿色钢铁产品的研发,走出了一条以生态优先、绿色低碳为导向的发展道路,为高质量发展增添了绿色的动力。
矿山生态修复——
从“荒山”到“青山”
对比辽宁省鞍山市上空的卫星图,能够清晰地看出,鞍钢矿业公司大孤山铁矿排岩场所在的那个位置,在 10 年前呈现出一片灰色的景象。而如今,那里被大片的鲜绿色所覆盖。
大孤山铁矿排岩场的修复治理起始于 2004 年。在那个时候,那里有碎石沙砾,土壤非常稀少,水浇上去之后很快就渗光了。然而,鞍钢人却在想着要在这乱石山上种植树木。
解决土的问题,需将树苗种于装满土的编织袋或柳条筐中,然后把筐和树一同放入石头坑内;解决水的问题,要用可降解袋装满水置于树苗旁边,通过滴灌法进行浇灌,并且调配水车来协同喷洒;解决苗的问题,要反复进行实验,挑选出耐旱、耐瘠薄且固土力强的刺槐、指花槐当作主打树种……
每年春天会组织职工前往排岩场种树,这如今已成为鞍钢的一项传统。通过日复一日的不懈坚持与努力,不但改善了矿区的环境,还让大孤山铁矿成为了全国绿色矿山建设的示范基地。昔日的排岩场被打造成了鞍钢矿山生态园,这里具备旅游、科普、休闲健身以及生态农业开发等多种功能。春季有鲜花绽放,夏季有绿荫遮蔽,秋季有果实累累,冬季有美景可赏,植被覆盖率超过了 98%。
一系列矿山修复的绿色技术和成果被复制到了其他领域,并且拓展到了其他领域,从而形成了新的绿色生产力。
鞍钢矿山生态园内有几块水稻试验田,这些试验田是用来试验铁尾砂与不同土壤改良剂混合后进行水稻种植的效果的。鞍钢矿业战略发展部的韩连生负责人自豪地进行介绍。他说,在修复矿山期间,他们发现铁矿生产加工所产生的副产品铁尾砂能够用于充当土壤的基层,以此达成固体废物的资源化利用。并且经过多年的努力攻关,与院士团队合作研发出了铁尾砂土壤化利用、铁尾砂改良剂制备以及铁尾砂微纳米硅肥制备等多项技术。这些技术被应用于吉林、河北等地的盐碱荒地改良工作中,经改良后的盐碱地,水稻亩产能够达到千斤以上。”
如今,第一批进行绿化复垦工作的职工已经退休了。一代代鞍钢人接力传承着绿化复垦的事业,绿化复垦的工作一直持续着。“绿色矿山”成为了鞍钢在绿色低碳发展方面的重要路径之一。
鞍山市西南郊的“西鞍山”背后,有一湾杨柳河水。全国最大的单体地下铁矿山项目在此不断刷新施工进度。绿色、智能、无废、无扰动等技术得以应用,这些技术将完全保留西鞍山的自然风貌,能确保周边环境不被破坏。
鞍钢坚持“在开发中保护、在保护中开发”以及“边生产、边治理、边恢复”的原则。它把一座座“荒山”变成了“青山”,将一片片“黑海”变成了“花海”,持续提升着“绿色颜值”。目前,累计完成矿山生态修复 4000 余公顷,复垦率达到 93.2%,种植了 1100 万株乔木和 1580 万株灌木,16 座所属矿山都被授予了“国家绿色矿山”称号。
全流程节能减排——
从“高耗能”到“低碳化”
鞍钢矿业能源管控中心机关大楼的屋顶上,有一片片光伏电池板,它们迎着阳光,反射出耀眼的光芒。这些光伏电池板通过“自发自用,余量上网”的模式,每年能够减少约 49.16 吨的碳排放。同时,在鞍山钢铁能源集控中心的大屏幕上,全公司 130 余个能源操作站的电量、电价等用电信息被实时显示出来。
集控中心主管工程师王春雨称,2024 年他们的蒸汽成本比预算目标降低了 4.5 元/吉焦。
钢铁行业属于典型的资源和能源密集型产业,它是节能减排的主要战场。鞍钢将数字化赋能当作绿色低碳转型的关键法宝,借助建设智能化集控中心,对钢铁全流程进行系统的节能降碳推进工作。
鞍钢股份炼铁集控中心内,数字化大屏幕的长度为 75 米。高炉生产的关键参数清晰可见,智慧炼铁评价系统的运行状态一目了然,送风系统的数据也能轻易看到,高炉现场的实时画面更是一览无余。鞍钢股份炼铁总厂副厂长张荣军介绍:这个智慧生产运营管理平台集多种系统于一体。它包含数据采集系统、智能视频系统、智慧操控系统、数据可视化系统以及智慧分析决策系统等。该平台将分布在厂区内的 28 个操作室和 104 套控制系统进行了整合融合。通过跨区域、跨工艺、跨界面的集中控制、集中调度以及集中管理,能够有效提高生产稳定性和能源利用效率。
在本钢板材冷轧总厂第三冷轧厂,实时分析现场生产数据,能够指导并达成对生产所需煤气、风、水、电等能源的优化及合理利用;实时监测轧辊运行状态,即便轧机内有带钢,也能进行自动且快速的换辊作业,有力地促进了轧辊的循环使用,使轧辊的使用寿命得以延长……从而使产线能源消耗降低了 30%。
创新是鞍钢推动绿色低碳转型的关键力量。2022 年 9 月,鞍钢集团拥有完全自主知识产权的全球首个绿氢零碳流化床高效炼铁新技术示范项目在鞍钢股份鲅鱼圈分公司开始建设,这使得中国钢铁行业在低碳冶金新技术路线上取得了重大的突破。
它与传统碳冶金有所不同。鞍钢经济研究院专家委员会办公室主任、研究员李成志进行介绍。2021 年 7 月,鞍钢集团与中国科学院、上海大学签订了绿色氢能冶金技术联合研发协议。之后开展了一年多的前期技术攻关。当前,万吨级流化床氢气炼铁工程示范项目的核心设备已基本建成。并且正在开展工业化试验。鞍钢集团计划在未来 3 至 5 年内把该技术应用于更多生产基地。
鞍钢发布了《鞍钢集团先进节能减碳技术清单》。它加强了顶层设计并投入资金,全面指导各子企业有针对性地开展先进节能减碳技术应用。其中,基于低碱高硅球团的低碳排放高炉炉料技术在鞍山钢铁的带式机球团矿生产线实现了产业化应用。这为降低钢铁企业硫化物、碳氧化物、氮氧化物的排放开辟了新路径,并且该技术获得了 2022 年度世界钢铁协会“低碳生产卓越成就奖”。焦炉煤气制 LNG(液化天然气)联产氢气项目建成并投产,每年能够生产氢气 2400 万立方米、LNG(液化天然气)12.5 万吨,减排二氧化碳 50 万吨、二氧化硫 170 吨、氮氧化物 1300 吨……
全生命周期绿色产业链——
从“传统制造”到“循环经济”
在鞍钢绿金产业发展有限公司,报废汽车先经过智能拆解,接着进行破碎,然后进行分选,从而转化为合格废钢;在本钢板材公司的生产车间,优质废钢先经过生态电炉化成钢水,之后再经过转炉冶炼,最后连浇成低碳汽车钢,实现了循环利用。
“废钢的循环利用对于钢铁企业节能降碳作用明显。鞍钢集团钢铁研究院协同创新中心主任廖相巍进行了一笔生态账的计算:生产 1 吨合格钢材时,若应用废钢,相比应用铁矿石能节省 1.65 吨铁矿石;能降低 350 公斤标准煤的能源消耗;同时能减少近三分之二的二氧化碳排放量;还能减少近 80%的氮氧化物、二氧化硫等废气排放量;并且能减少约 3 吨的固体废弃物排放。
鞍钢坚持“绿色资源,绿色使用”的发展路线,将废钢产业当作企业战略布局的重要部分。目前,在东北区域已建成 5 个“邻钢而建”的加工基地,还有 23 个“邻废而建”的资源节点,产业规模达到 800 万吨/年。
2023 年 10 月,鞍钢集团钢铁研究院参与组建了联合创新中心。鞍钢绿金产业发展有限公司也参与其中。该联合创新中心主要针对废钢循环利用,是由鞍钢集团钢铁研究院、鞍钢绿金产业发展有限公司与东北大学、辽宁陆帆集团、沈阳城市资源循环利用科技有限公司共同组建的。其目的是实现再生资源全生命周期的循环利用。依托联合创新中心,我们在报废汽车拆解领域开展合作,在废钢循环利用领域开展合作,在材料全生命周期管理体系研究领域开展合作,推动再生资源回收与数字化赋能钢铁材料全生命周期等前沿技术开发与创新。廖相巍说。
鞍钢从传统单一生产模式朝着“资源 - 产品 - 再生资源”的闭环方向演进,致力于打造全生命周期的绿色产业链。在鞍钢绿色资源科技有限公司的矿渣微粉生产线中,高炉矿渣经过研磨,变成了比水泥更为细腻的绿色建材。过去,高炉矿渣是钢铁生产过程中产生的废弃物,而现在,矿渣微粉以一定的配比掺入水泥后,能够显著改善水泥的性能。鞍钢绿色资源科技有限公司微粉分公司的副经理刘丽娜介绍说,每掺入 1 吨矿渣粉能够实现降碳 0.815 吨。目前,鞍钢集团已经建成了 6 条高炉矿渣微粉生产线,其年处理能力达到 400 万吨,并且已经成为绿色建材市场上的重要供应商。
光伏支架超级耐候钢板达到最薄规格、最高强度且具有最高耐蚀性并实现稳定生产;“鞍钢制造”的热轧管线钢将西气东输的绿色能源“大动脉”予以撑起;新能源汽车驱动电机用硅钢产品顺利下线;为大型氨燃料动力船舶供应的液氨燃料罐用低温钢得以产出……在围绕绿色发展的各个领域里,鞍钢始终通过绿色制造和绿色产品来积极服务国家战略。
“在‘双碳’目标的指引之下,绿色低碳的转型属于钢铁行业高质量发展所具备的内在要求。我们会一直朝着绿色的方向前进,让绿色成为鞍钢高质量发展中非常鲜明的底色。”鞍钢集团董事长、党委书记谭成旭作出这样的表述。
如今走进鞍钢集团的各个厂区,再也看不到粉尘漫天、煤烟呛鼻的景象了。映入眼帘的是一幅惬意的画卷,“厂在林中、路在绿中、人在景中”。2024 年,鞍钢的二氧化硫排放量同比下降 19.26%,氮氧化物排放量同比下降 15.30%,烟(粉)尘排放量同比下降 23.01%,COD(化学需氧量)排放量同比下降 10.74%,达到了历史最好水平。
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