今天是2022年4月22日,是第53個世界地球日。在這樣一個日子里,我們更應關注地球的健康問題。大量的溫室氣體排放,致使整個地球溫度持續升高;冰川消融、海平面上升、生物多樣性被破壞,人類的生存和發展也受到威脅。
造成地球變暖的溫室氣體排放,工業、建筑、交通的排放量位居三甲;工業最大,占比近70%。冶金、化工、發電、高溫建材占據70%以上的工業能耗,絕對是碳排放四大金剛。
以上的高能耗行業,都是消耗巨量熱能的,高溫熱能消耗約占到國民能耗總量的50%,熱能的綜合利用率低是最頭疼的。所以,當務之急是提升熱能的利用率,絕熱節能行業需要優先關注,高效的絕熱材料是關鍵,氣凝膠絕熱材料的作用無可替代。
2011年氣凝膠材料已入選國家優先發展的新材料,2017年已入選《國家重點節能低碳技術推廣目錄》,在我國實現“碳達峰、碳中和”目標中能發揮巨大的作用,備受國家關注。
工業節領域能
1、蒸汽熱網使用氣凝膠絕熱材料,能夠將保溫層厚度降低2/3—3/4,管道外側散熱面積減少35-50%,輸送散熱損失減少50%以上,蒸汽品質大幅度提升,蒸汽每公里溫降可控制到7-8℃。150℃以上的高溫使用氣凝膠材料,節能優勢明顯。
2、發電行業使用氣凝膠絕熱氈對汽機、汽包、主蒸汽管道、再熱蒸汽管道保溫,能夠降低近2克的度電煤耗。
3、鋼鐵行業的鐵水罐、鋼包、中間包使用10-20mm的氣凝膠氈做耐火材料的背襯,能夠大幅度節約熱能、高溫熔體提溫10—20℃,大幅度提升鋼鐵品質。鋼廠的熱風、蒸汽同樣適用氣凝膠絕熱材料。
4、液氮和LNG深冷裝置使用氣凝膠絕熱氈,能減少50-60%的管道面積,降低壓縮機用電量10-15%。
5、電加熱裝置更應考慮熱能的利用效率,因為電能轉化來的熱量的成本遠高于直接用熱能,所以注塑機、電伴熱帶更需要通過使用氣凝膠絕熱材料提升熱能利用率。
6、氣凝膠絕熱材料的價格相對于傳統材料高得多,但是節能量可觀,做絕熱節能的合同能源管理(EMC)2-3年可通過節能回收投資增量。
7、高效絕熱能減少蒸汽輸送過程中產生冷凝水,大大減少蒸汽管道的放空排水,也是重要的工業節水手段。
建筑領域節能
1、大型單體建筑能源站燃氣輪機燃氣-蒸汽循環實現冷熱電三聯供的,能源站空間有限、管道排布率高,使用氣凝膠材料能解決有限空間高效保溫的難題,還可以減少天然氣的消耗。
2、在煤改電的過程中,利用谷電蓄熱儲能很常見。使用氣凝膠絕熱材料的蓄熱電鍋爐,減少2/3的保溫層厚度,增加1倍以上的蓄熱體體積,可將蓄熱供熱時長延長1倍。
3、采用氣凝膠絕熱材料的太陽能平板集熱器的厚度能減薄一半,降低運輸成本、延長使用壽命、保證集熱效果。
4、當建筑的節能標準越來越高,外墻保溫層過后就成了巨大的安全隱患。目前看,氣凝膠絕熱材料是能夠綜合解決保溫節能、防火安全性、長壽命的唯一材料。
5、在建筑門窗和幕墻領域,氣凝膠絕熱材料同樣可以發揮極大的節能效果。
6、大跨度鋼結構選用氣凝膠材料,能夠減少絕熱材料的負荷,減少結構用鋼量,降低綜合造價。
交通領域的阻燃防護和輕量化
1、動力鋰電池的模組間需要用氣凝膠材料進行熱防護,防止局部過熱造成的熱擴散,保證電池組件安全。電池組建中的空間是及其有限的,需要在1-2mm的厚度提供極大的熱阻抗,氣凝膠絕熱氈是唯一選擇。在大電流快速充電成為需求,熱管理就更加依賴氣凝膠絕熱材料了。
2、新能源巴士需要使用5mm的氣凝膠絕熱氈將電池艙和乘用艙分隔,用最小的空間保證火災發生時乘客有做夠的逃生時間。
3、船舶的燃油或燃氣動力系統通常伴隨大量的高溫管道,船舶上的空間是極有限的,加上A30、A60防火模塊的需要,氣凝膠的使用可以節省空間,還能減少近一半(幾十噸)的保溫材料重量。
4、高鐵同樣是一個水、電、暖管道 高度密集的復雜系統,使用氣凝膠阻燃、絕熱已經成為必要選擇。
氣凝膠材料是一種新興的材料,全面的推廣和應用可以減少10-15%的工業能耗,減少5-8%的國民總能耗,對我國實現 “雙碳”目標影響巨大,氣凝膠絕熱材料未來將是一個千億級的產業。