“氢能产业，作为‘氢化山西’战略中的主要内容，未来至少是千亿元级以上规模的产业，甚至是万亿元级。山西晋南钢铁集团（下称晋南钢铁）作为山西省氢能产业链链主企业，将积极携手战略合作伙伴，抢占氢能产业新高地，争当能源革命的排头兵。”8月11日，晋南钢铁总裁张天福在接受《中国冶金报》记者专访时表示。
当天上午，晋南钢铁举行了300辆氢能重卡投运仪式，向外界宣示了晋南钢铁坚持绿色低碳发展，发展氢能产业的决心。
千亿元级产业的规模相当于一个中等国家的GDP水平。晋南钢铁如何抢占氢能产业新高地？又将如何规划自己的路径？
瞄准氢能源 构建资源优势
“氢能是全球公认最理想的清洁能源之一，也是推动能源结构变革、实现‘双碳’目标的重要途径。2022年山西省《政府工作报告》明确提出，引导钢焦化氢等一体化高效循环发展，布局氢能与储能等未来产业。氢能产业链是山西省‘十四五’规划的先导性未来产业，又是全省确定的首批十大重点产业链之一。这是时代给予我们的机遇。”张天福说。
众所周知，山西省是煤炭大省，每年产煤在13亿吨左右；又是焦炭大省，焦炭年产能在1.4亿吨左右，每吨焦炭副产氢气达200立方米，每年可产氢气280亿立方米。同时，山西是深化能源革命综合改革试点省，正加快推进煤炭和煤电一体化、煤电和新能源一体化、煤炭和煤化工一体化、煤炭产业和数字经济一体化。该省明确全方位推动高质量发展的目标和要求，一手抓传统产业改造提升，一手抓新兴产业培育，氢能产业即是其中之一。晋南钢铁位于山西省，发展这一产业，具有先天的优势。
“为此，晋南钢铁超前布局，狠抓落实，目前已经成为钢焦融合、钢化联产示范企业。”张天福介绍。
近年来，在国家碳达峰、碳中和背景下，晋南钢铁依托自身钢铁、焦化、化工的能源互补优势，率先在全国构建“钢－焦－化－氢”全闭环低碳产业链，完全符合近期国家发布的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》和《工业领域碳达峰实施方案》的要求。晋南钢铁利用高炉、转炉和焦炉煤气合成乙二醇、LNG（液化天然气）及氢气，实现了化产固碳及产品高值转化，年固碳约136万吨；同时，与中国钢研合作，首次在1860立方米大型高炉上实现氢冶金重大技术突破，年减少碳排放约60万吨，达到世界领先水平。
“我们现在年产30万吨乙二醇、15万吨LNG，我们的成本优势很明显。传统煤化工的生产成本在5000元/吨左右，我们的生产成本控制在3000元/吨左右。原因是我们的原料主要来自于上游的焦化、钢厂副产的尾气。其中的氢气，除了生产化工产品乙二醇，还可以用于高炉喷氢，进行氢气炼铁。”张天福说。
据介绍，目前晋南钢铁年产氢气6万吨，用到化工的占60%~70%，还有约1.8万吨用于高炉冶炼，剩余的部分经过进一步提纯到99.999%，用于氢能重卡，实现清洁运输。
将焦化的煤气、炼钢的煤气送给化工，合成LNG、乙二醇，合成的过程中再把富余氢气送给高炉，减少焦炭的使用，降低了碳排放量；现在又把氢气送到重卡，把清洁运输全面打造出来，这就是晋南钢铁氢能的多场景全方位的应用。
“我们利用科技与产业优势，将晋南钢铁打造成为一家‘化产固碳、氢冶金降碳’的领军企业。”张天福表示。
前不久，在山西省重点产业链链长制工作会议上，晋南钢铁被山西省政府授予首批氢能产业链链主企业。作为山西氢能产业链的链主和领军企业，晋南钢铁在实现企业自身的发展的基础上，还致力于带动其他相关产业发展。
“为认真落实山西省政府对链主企业提出的‘一企带一链，一链成一片’的要求，有序推进氢能产业高质量发展，构建清洁低碳的氢能产业体系，我们积极携手战略合作伙伴，加快推进光伏‘源网荷储’项目，布局氢能重卡、加氢站及提纯液氢（利用制氧冷气）等氢能产业链业务，全方位推动绿色低碳高质量发展。”张天福表示。
据了解，晋南钢铁的自产氢气属于“蓝氢”，即从化石燃料产生而来，成本较低；但要实现真正的净零碳排放，需要“绿氢”，即利用可再生能源（例如太阳能或风能）通过电解工序产生的氢。
“作为氢能产业链的链主，仅靠焦炉自产的‘蓝氢’显然是不够的，‘绿氢’的大量生产成为必须。”张天福认为。
那么，“绿氢”如何产生？生产绿氢的主要途径是电解水制氢，其中电费的成本占近80%左右 。但向前溯源，电从何而来？众所周知，我国火力发电占比达到80%以上。火力发电依靠的还是煤，这样产生的氢真的算是“绿氢”吗？值得商榷。
因此，“绿氢”不仅要考虑氢的制备，而且还要考虑制备氢所用的电何来？只有做到了“绿电”产生“绿氢”，才能真正做到低碳甚至净碳。
在这方面，晋南钢铁走在前列，提前布局“绿电”——光伏发电。走进晋南钢铁厂区，不仅太子湖大面积的水面和太子滩的陆地都已被光伏板覆盖，而且连厂房的阳面也挂满了光伏板。
据介绍，今年3月份，晋南钢铁与中国华能合作建设的1300兆瓦光伏“新能源+储能”项目正式启动，一期300兆瓦光伏项目将于近期并网发电。同时，晋南钢铁又结合各厂区特点，充分利用车棚、厂房屋顶、农业园区闲置空地、太子湖水面等区域建设100兆瓦分布式光伏发电项目。
“总投资45亿元，年发电量16.5亿千瓦时，这个1300兆瓦光伏发电项目，是晋南钢铁联手中国华能在氢能战略上的又一个大手笔项目。”张天福介绍。
从利用天然焦炉煤气优势到氢气提纯、氢能化工，从氢能冶炼到氢能卡车；从光伏“绿氢”到氢能冶炼，再到氢能重卡，布局以氢气为源头的产业链，晋南钢铁抓牢资源先发优势。
开启新赛道 形成千亿元级产业集群
作为氢能产业链的链主，最重要的是通过链主的示范引领作用，与上下游企业紧密合作，促进氢能产业链提质升级，补链、强链、延链。”张天福说。
据介绍，氢能产业链上游包括制氢、储氢和运氢环节，中游主要是燃料电池以及质子交换膜、催化剂等，下游则是各种应用场景，包括但不限于氢冶金、氢能汽车等，相关装备主要是电解槽、储氢和运氢设备等。
“电解水制氢已经很成熟。但我们做得不成熟，我们是搞炼钢的，需要大量用氢，因此要起到链主的作用，就要与氢能产业链上的优势企业进行技术和资金的合作，将一个巨大的氢能产业建链成群，形成千亿元级以上的氢能产业集群。”张天福说。
在光伏“绿氢”方面，晋南钢铁与华能合作形成了1300兆瓦光伏“新能源+储能”项目；在“蓝氢”提纯方面，晋南钢铁与杭氧合作，将99.9%的氢气提纯为99.999%用于氢能重卡；在应用方面，除了氢能冶金，晋南钢铁也已经建立了广泛的客户群体。
在应用场景方面，氢冶金已经在晋南钢铁得到成熟成功应用。
“1860立方米高炉，我们是第一家使用氢气的。吨铁吹40立方米氢气，可以减少使用20公斤的焦炭。同时，我们在烧结工序中，也加入了一部分氢气，吨烧结矿可以减少1公斤~2公斤的焦末，这也是减掉了能耗和碳排放。”张天福介绍。
《中国冶金报》记者算了一笔账：1座高炉年产200万吨铁，年减焦4万吨，3座就是12万吨，可减少碳排放44万吨；按焦炭3200元/吨计算，12万吨下来就是3.8亿元。可以看出，这不仅社会效益好，而且经济效益也十分可观。
氢能重卡是晋南钢铁近期发力的新应用领域。今年5月份，晋南钢铁与大运汽车、南京金龙、一汽解放、美锦能源等签署合作协议，合作开展氢能重卡厂区内短途倒运、氢能客车应用、氢能特种车辆、无人智能驾驶、加氢站及光伏制液氢项目建设，推动氢能产业集聚建链成群。首批300辆氢能重卡已经到厂，并交付使用。
“我们计划到2025年孵化10000辆氢能重卡、50多座加氢站，全面实现‘火车运输+氢能重卡’的绿色物流低碳目标。这次投运的加氢站项目是目前国内最大的加氢站，设计规模为每天加注9000公斤，每天可加注500辆汽车。投运后的加氢装置可实现自动启停、自动加氢，实现无人值守、自动控制、自动计量，可同时具备给氢能客车、氢能重卡、鱼雷氢气运输车加注氢气功能。”张天福介绍。
如果把视野放大到整个山西省，该省注册的重卡已超过45万辆。假如每年有3万辆更换为氢能重卡，那么需要15年才能更换完毕。
“每辆氢能重卡按最低100万元计算，每年需要300亿元；一辆车一年的氢气成本按最低30万元计算，45万辆就是1350亿元的氢气成本。这就已经是千亿元级的产业集群了。像这么大的产业做出来后就会吸引更多做氢气质子膜、氢能重卡、电解水槽液的企业加入。在这个产业链上面所有的产业，包括加注站、运氢储罐，都会被孵化出来。”张天福计算说。
成本是决定一项新技术、一个新产品是否具有生命力的核心和关键。
“现在的‘蓝氢’，一公斤在15元左右，在成本上已经比柴油具有竞争力；随着光伏转换效率不断提升，绿氢也将很快具有成本优势。”张天福信心满满。
据悉，目前晋南钢铁的光伏转换效率在23%左右，通过提升可以做到32%左右，在同样面积的光伏板上产生更多的电能，从而降低“绿氢”成本。
下一步，晋南钢铁将携手众多战略合作伙伴，联手打造氢燃料电池电堆、氢气压缩机、固态储氢设备、氢能源车辆等氢能应用关键产品，科学谋划“一个中心、两个纵向、三个横向”（一个中心，以晋南钢铁为中心，将企业周边钢铁、焦化、化工等相关企业发展为黑色冶金绿色短倒、短泊物流运输。两个纵向，一是依托霍州以南大运高速至运城延伸约240公里，二是依托108国道霍州以南至运城市禹门口延伸约201公里，辐射中部至南部运输线路。三个横向，一是依托运城河津市以东京昆高速、陵侯高速至晋城陵川县延伸约258公里；二是依托临汾市吉县至长治市黎城县青兰高速延伸约301公里；三是依托331省道曲沃县以东至晋城市陵川县延伸约207公里，辐射东部至西部运输线路）。同时，晋南钢铁还通过多种形式招商，延伸产业链，形成制氢、储氢、运氢、加氢、用氢一体化循环经济产业的发展体系，加快建设光伏“新能源+储能+制氢”项目，稳步推进氢能多元化示范应用；通过引进一批高质量的氢能项目，构建安全高效的氢能产业链。
张天福介绍，晋南钢铁将用光伏绿电通过电解水制氢+制氧+液氢，为氢能重卡和氢能冶炼提供原料；同时将白天产生的部分绿电进行储存，利用“光电+储能+低峰电力”相互联锁切换，形成正常供电制氢的生产工艺，并利用制氧厂零下190摄氏度氮气深冷能源制造液氢，最终实现用绿氢、绿氧、液氢替代化石能源、焦炭，开创一条技术先进、经济可行的碳中和路径，带动钢铁实现长流程低碳变革，着力推动制氢、储氢、运氢、加氢、制造液氢及氢能重卡、氢能交通等多个领域的拓展应用，实现绿色氢能全产业链一体化发展，打造千亿元级氢能产业链。
“以氢代碳，开启新赛道，占领新高地，晋南钢铁有机会成为钢铁绿色低碳发展的引领者。”张天福说。
