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助力能源行业可持续发展 浦项控股打出这些“产品牌”

日期:2026/02/13
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在全球能源体系向低碳化转型大背景下,风光氢核等新能源占据了舞台中央。这些新能源设施往往需要在极端严苛的环境下,如深海、极寒、高压、高腐蚀,安全稳定运行数十年。因此,材料的性能边界,实际上在某种程度上影响着能源转型的可行性。

1月15日,浦项控股(POSCO)集团官网发布《从高锰钢到“PosMAC”:浦项控股集团助力能源转型的钢铁产品组合》一文,介绍了其针对能源转型关键环节开发的一系列高性能钢材。《中国冶金报》记者通过梳理介绍这些产品案例,观察韩国头部钢企如何通过材料创新来应对具体能源挑战。

镁合金镀层高耐腐蚀钢板

守护储能安全

随着可再生能源装机容量的快速增长,配套的基础设施,尤其是长期暴露在自然环境中的风力发电机组、光伏支架以及储能系统(ESS),面临着严峻的腐蚀问题。沿海地区高盐雾、工业区污染、潮湿气候等,都会加速金属结构的锈蚀,不仅增加维护成本,还可能引发安全隐患。

“PosMAC”是浦项控股钢铁业务部门研发的一种高耐腐蚀性镀层钢板,其在合金镀层中添加了镁、锌和铝等元素,形成更致密、电化学保护作用更强的镀层,可称为镁合金镀层高耐腐蚀钢板。相比传统的热镀锌钢板,这种钢板的耐腐蚀性能显著提升,可达普通镀锌钢板的5倍以上。

储能系统电池箱体必须保证长期密封性和结构完整性,以避免因腐蚀导致电气短路或泄漏。而采用高耐腐蚀钢板则是提升储能系统全生命周期可靠性的重要手段。目前,浦项控股的镁合金镀层高耐腐蚀钢板广泛应用于储能系统的电池箱制作,产品性能稳定且耐用。

通过延长设备寿命并减少维护需求,“PosMAC”在推动可持续能源增长方面发挥着关键作用。对于设计寿命长达20年~25年的风电塔筒和光伏电站而言,使用“PosMAC”可以显著减少中途的防腐维护次数、降低成本,从而改善项目的整体经济性。即使在沿海地区的高湿度和高盐度环境中,“PosMAC”也能保持稳定可靠的产品性能。

目前,“PosMAC”的应用范围已从箱体结构件,拓展到储能系统的机架、电池保护单元外壳等更多部件。通过与客户的密切合作,浦项控股不断提高产品的可靠性、拓展应用边界。

氢气管网用钢破解氢能输送瓶颈

氢能被视为未来清洁能源的重要载体,但其规模化发展面临储存和输送的难题。特别是高压气态氢管道输送,存在一个关键材料风险:氢脆。即氢气原子渗入钢材内部,导致材料塑性和韧性下降,可能在低于屈服强度的应力下突然脆断。

浦项控股表示,开发输氢专用管材的核心,是平衡强度、韧性和抗氢脆能力。这需要通过精密的成分设计与控轧控冷工艺,获得细晶粒、低夹杂物的均匀微观组织,并确保焊接热影响区的性能与母材匹配。

浦项控股的氢气管网用钢正是为满足这些严格要求而设计的。通过替代以往用于氢气输送的进口无缝钢管,浦项控股已经实现了这种钢材的全面本土化生产,并提供了强大的成本竞争力,其产品供应价格约为进口替代品的70%。浦项控股的氢气管网用钢在零下45摄氏度的环境中,无论是在管体母材还是在焊接接头处,都具备足够的强度和韧性以承受冲击。经过国际认证机构严格测试确认,其符合氢气管网用钢性能标准,安全性和可靠性获得了权威认可。

2025年,浦项控股计划推出符合美国石油学会X70标准的高强度材料,用于高达100巴(bar)的高压环境。示范和验证测试将与韩国天然气公社、韩国燃气安全公社、韩国标准科学研究院以及国内钢管制造商合作进行。

液化氢储罐用

高锰钢攻克超低温储存关

随着氢能经济的兴起,液化氢的规模化运输与储存也日益成为行业关注的焦点。液化氢需在大约零下200余摄氏度的超低温环境下保存,这对储罐材料的低温韧性、强度及稳定性提出了远高于液化天然气(约零下160余摄氏度)的苛刻要求。

在此背景下,高锰钢成为备受关注的候选材料之一。浦项控股开发了一款锰含量超过22%的高锰钢,通过在低温下保持奥氏体组织稳定,实现了优异的综合性能,不仅屈服强度可超过335兆帕(约为传统不锈钢的两倍),同时兼具良好的延伸率(利于成型加工)、耐磨性和非磁性。此外,由于主要合金元素锰的成本相对较低,该材料也具备一定的经济性优势。

这一高锰钢在低温下具有卓越的性能,同时兼具高强度、优异的耐磨性和非磁性(可最大限度地减少电磁影响)。其屈服强度超过335兆帕,约为传统不锈钢的两倍,而高延伸率确保了优异的成型性。此外,相对较低的制造成本也提升了其经济竞争力。因此,这一高锰钢被广泛应用于包括储罐、运输船、管道和接收终端在内的液化天然气基础设施。

实际上,该类高锰钢已在液化天然气领域积累了多年应用经验,被用于建造液化天然气储罐、运输船及接收站等基础设施。例如,在浦项控股的韩国光阳液化天然气第二接收站,其5号、6号储罐的内罐已采用该材料,并计划延续应用于后续建设的7号、8号储罐。

经过近10年的工程验证与测试,该高锰钢已获得全球多家主要船级社的认证。2022年,国际海事组织正式将其纳入国际技术标准,允许其用于船舶低温货舱与燃料舱,无需再经各船旗国单独批准。2024年,其适用范围进一步拓展至包括液化天然气和氨在内的多种低温介质。

目前,浦项控股正基于在液化天然气领域的技术积累,着力优化该高锰钢在零下200余摄氏度极低温下的抗冲击性能。浦项控股还计划通过与其他合作方共同开展液化氢储罐的试制、示范项目与系统性评估,以验证其在未来完整氢能基础设施中的安全性与经济可行性。

耐极低温钢材满足液化二氧化碳

运输船制造需求

液化二氧化碳运输船是实现碳捕集、利用与封存(CCUS)产业链闭环的关键装备,专门用于安全运输经液化处理后的二氧化碳。随着碳捕集、利用与封存技术快速发展,市场对于船舶运载效率与安全性的要求日益提高,相关特种材料的研发已成为行业焦点。

与液化天然气、液氨等仅需维持低温即可运输的介质不同,液态二氧化碳必须在低温与特定压力的共同控制条件下储存。这一特性使得其储罐的设计与制造更为复杂,对钢材在低温下的强度、韧性及抗疲劳性能提出了明确且严格的要求。

为满足这一需求,浦项控股开发了专用耐极低温钢材“LT-FH36”。该材料针对液化二氧化碳储罐的典型工况设计,如约零下60摄氏度、中低压条件,能够在低温下保持稳定的力学性能。其屈服强度超过355兆帕,最大适用厚度可达50毫米,并且经过焊后热处理后性能保持稳定,有助于保障大型压力容器在长期服役过程中的结构完整性与性能可靠性。

2023年,劳氏船级社在国际海事展览会上向浦项控股的这一产品颁发了适用于大型液化二氧化碳运输罐的认证,标志着其具备了商业化应用的条件。目前,该材料已被应用于当前全球最大的22000立方米级液化二氧化碳运输船(由现代尾浦造船承建)的建造中。

面对未来船舶大型化以降低运输成本的趋势,浦项控股的材料研发也在同步推进。目前,该集团更高强度级别的钢材,如已通过认证的“LT-FH51”及规划中的“LT-FH70”正在开发中,旨在通过减轻罐体重量或增加结构强度,进一步提升未来大型化船舶的经济性与安全性。

浦项控股研发的“PosMAC”、氢气管网用钢、高锰低温钢及“LT-FH36”等系列材料,分别针对可再生能源设施腐蚀、氢气输运脆化、超低温储运及液化二氧化碳船运等关键环节,提升了相应能源基础设施的长期安全性与运行效率。

浦项控股表示,未来,其将继续推进相关材料技术的研发,以适应全球能源结构转型对基础设施建设提出的新要求。(中国冶金报)