今天是2022年4月22日,是第53個(gè)世界地球日。在這樣一個(gè)日子里,我們更應(yīng)關(guān)注地球的健康問(wèn)題。大量的溫室氣體排放,致使整個(gè)地球溫度持續(xù)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(fā)展也受到威脅。
造成地球變暖的溫室氣體排放,工業(yè)、建筑、交通的排放量位居三甲;工業(yè)最大,占比近70%。冶金、化工、發(fā)電、高溫建材占據(jù)70%以上的工業(yè)能耗,絕對(duì)是碳排放四大金剛。
以上的高能耗行業(yè),都是消耗巨量熱能的,高溫?zé)崮芟募s占到國(guó)民能耗總量的50%,熱能的綜合利用率低是最頭疼的。所以,當(dāng)務(wù)之急是提升熱能的利用率,絕熱節(jié)能行業(yè)需要優(yōu)先關(guān)注,高效的絕熱材料是關(guān)鍵,氣凝膠絕熱材料的作用無(wú)可替代。
2011年氣凝膠材料已入選國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的新材料,2017年已入選《國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》,在我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)中能發(fā)揮巨大的作用,備受國(guó)家關(guān)注。
工業(yè)節(jié)領(lǐng)域能
1、蒸汽熱網(wǎng)使用氣凝膠絕熱材料,能夠?qū)⒈貙雍穸冉档?/3—3/4,管道外側(cè)散熱面積減少35-50%,輸送散熱損失減少50%以上,蒸汽品質(zhì)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(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯。
2、發(fā)電行業(yè)使用氣凝膠絕熱氈對(duì)汽機(jī)、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(yè)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(jié)約熱能、高溫熔體提溫10—20℃,大幅度提升鋼鐵品質(zhì)。鋼廠的熱風(fēng)、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(jī)用電量10-15%。
5、電加熱裝置更應(yīng)考慮熱能的利用效率,因?yàn)殡娔苻D(zhuǎn)化來(lái)的熱量的成本遠(yuǎn)高于直接用熱能,所以注塑機(jī)、電伴熱帶更需要通過(guò)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(jià)格相對(duì)于傳統(tǒng)材料高得多,但是節(jié)能量可觀,做絕熱節(jié)能的合同能源管理(EMC)2-3年可通過(guò)節(jié)能回收投資增量。
7、高效絕熱能減少蒸汽輸送過(guò)程中產(chǎn)生冷凝水,大大減少蒸汽管道的放空排水,也是重要的工業(yè)節(jié)水手段。
建筑領(lǐng)域節(jié)能
1、大型單體建筑能源站燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)?蒸汽循環(huán)實(shí)現(xiàn)冷熱電三聯(lián)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(guò)程中,利用谷電蓄熱儲(chǔ)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(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)1倍。
3、采用氣凝膠絕熱材料的太陽(yáng)能平板集熱器的厚度能減薄一半,降低運(yùn)輸成本、延長(zhǎng)使用壽命、保證集熱效果。
4、當(dāng)建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高,外墻保溫層過(guò)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(jié)能、防火安全性、長(zhǎng)壽命的唯一材料。
5、在建筑門窗和幕墻領(lǐng)域,氣凝膠絕熱材料同樣可以發(fā)揮極大的節(jié)能效果。
6、大跨度鋼結(jié)構(gòu)選用氣凝膠材料,能夠減少絕熱材料的負(fù)荷,減少結(jié)構(gòu)用鋼量,降低綜合造價(jià)。
交通領(lǐng)域的阻燃防護(hù)和輕量化
1、動(dòng)力鋰電池的模組間需要用氣凝膠材料進(jìn)行熱防護(hù),防止局部過(guò)熱造成的熱擴(kuò)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(zāi)發(fā)生時(shí)乘客有做夠的逃生時(shí)間。
3、船舶的燃油或燃?xì)鈩?dòng)力系統(tǒng)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(jié)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(gè)水、電、暖管道 高度密集的復(fù)雜系統(tǒng),使用氣凝膠阻燃、絕熱已經(jīng)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(yīng)用可以減少10-15%的工業(yè)能耗,減少5-8%的國(guó)民總能耗,對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn) “雙碳”目標(biāo)影響巨大,氣凝膠絕熱材料未來(lái)將是一個(gè)千億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。