华体会hth体育官网

产品分类

耐材知识

当前位置:首页 > 耐材知识 > 双碳背景下耐火材料行业的挑战和机遇

双碳背景下耐火材料行业的挑战和机遇

添加时间:2021年12月27日  浏览次数:

与双碳目标、绿色发展、智慧制造、发展与安全等相关的系列政策将进一步驱动高温工业科技创新,催生变革性高温新技术不断涌现,这将极大地推动耐火材料的科技创新和产业变革。此外,材料全生命周期碳足迹的核算,低碳绿色标准的建立,将使耐火材料产业发展面临巨大挑战,同时也将更充满机遇和活力。但总体来讲,随着高温工业碳达峰目标实现和技术创新,耐火材料发展总的趋势是量降质增。

从双碳目标、低碳绿色高质量发展角度看,我国耐火材料产业存在着一些突出的问题。首先是耐火原料出口多,我国耐火原料出口在世界占比高,各品级镁砂、碳化硅、棕刚玉、白刚玉等碳排放量很高;我国耐火材料产量第一,其中不定形耐火材料占比低,高能耗的普通硅砖出口量大,绿色高品质材料占比较低,产品结构需要进一步优化;耐火材料制造以天然气等化石能源为主,碳排放高;耐火材料制造过程能效与余热废热利用率需要进一步提高;用后耐火材料再资源化利用率需要进一步提高。

在碳中和及所服务高温行业新技术快速发展的背景下,耐火材料行业面临严峻的挑战。碳达峰、碳中和不仅是技术的选择,更是发展权、发展方式的变革,因此耐火材料产业必须贯彻节能减排、低碳绿色等新发展理念,坚持供给侧结构性改革,研究原料去碳化、能源减脱碳化、生产制造流程减碳化、进一步提高能效、提高碳汇能力等。双碳目标的实现,政策法规脱碳化会逐渐加强,脱碳化立法,碳配额、碳交易、碳税、碳负面清单、碳规划等对产业的发展在短期内从某种意义上将强过科技的进步,需要行业高度重视。

耐火材料

耐火材料行业要实现低碳排放、碳中和,还需要深度调整产业布局与结构,不仅要靠近原料更要靠近市场,淘汰落后产能和高能耗装备;发展低碳排放的可替代原料;开发高性能材料,提高寿命与功能,以减少资源和能源消耗;发展节能减排关键技术,使用非化石清洁能源,提高能源效率;优化流程,推动智慧制造与绿色制造;抑制初加工原料、低端产品等高碳排放原材料的出口;发展碳吸收、碳消纳的技术。

耐火材料行业科技创新的方向围绕钢铁行业产品高端化、智能化制造的高质量减碳绿色发展,耐火材料科技创新应聚焦减量化,开发高性能、长寿化、轻量化的产品;聚焦功能化,开发利于高品质钢生产及提高高温工业的能效的材料;聚焦绿色环保,开发减污降碳、环境友好、生态化、可循环利用的耐火材料;聚焦材料部件化,提高耐火材料在线检测和智能化水平。耐火材料科技应从材料组成、结构设计、制备技术与材料应用工程等方面思考。

一是原料的减碳化研究。要创新耐火原料制备流程,发展低碳排放的可替代原料;发展基于产物气循环利用菱镁矿、白云石矿的绿色煅烧和CO2富集与利用技术;发展低碳排放的新型加热技术,提高原料制备效率;开展轻质高强微孔骨料、烧结原料替代电熔原料的系统研究;发展新型绿色无机结合剂,替代酚醛树脂、沥青等碳排放高的有机结合剂;发展绿色添加剂、减水剂等表面活性剂;基于循环利用的原料价值链创新,提高用后耐火材料的高质量循环利用比例;聚焦提高低品质原料综合利用率;发展冶金渣等固废替代耐火原料技术。

二是先进高温材料的研究与材料部件化研究。开展结构功能一体化设计,开展从纳米到毫米的跨尺度材料复合、梯度结构复合、层状结构复合、表面改性等研究,实现材料的高温力学性能、热物理性、功能性最优化调控;研究新型加热技术用长寿命结构功能一体化高温高透波长寿命炉衬材料、等离子加热用高性能长寿命炉衬材料;垃圾焚烧及工业危废无害化处理 装备用耐火材料;发展节能减排关键技术,开发高性能长寿命绿色高温隔热材料,提高能源效率;聚焦新能源领域用结构/功能新材料,研究高效、长寿、绿色煤气化用新型耐火材料,燃气轮机用新型高抗热震及高隔热功能耐火材料;跨专业开展多学科交叉的创新,融合材料、高温传感器、雷达监视与计算模拟等,使高温材料模块化、部件化,实现耐火材料服役在线监控和服役寿命的最大化。

三是耐火材料评价与方法创新。耐火材料在高温复杂服役环境下,热、力与侵蚀介质耦合作用机制研究,建立服役失效模型和数据库,开展服役寿命与服役行为预测的研究,为不同环境用新型高效耐火材料的研发提供依据;开展耐火材料关键性能如抗热震性、抗渗透性、抗侵蚀性、功能性等协同提升研究,基于材料化学与物理的组成与结构调控,梯度材料设计、微结构调控,结合热力学模拟计算复合材料基因工程,进行新的高性能材料的设计与制备,并与实验室高温模拟验证相结合,为研发服役行为优良、长寿且可靠的系列绿色耐火材料提供基础。

四是制备技术减碳化发展。开展含骨料复杂形状耐火材料均匀成型研究及近终形制备,以解决耐火材料结构功能化、轻量化、复杂形状材料制备的关键共性技术;研发定形制品成型新装备,提高效率减少能耗;研发烧结新技术新装备,如采用微波烧结技术、等离子烧结等新技术;耐火材料制造流程的优化,减少工序能耗及工序界面热损,推进智慧制造。

五是做好减碳基础设施研究。耐火材料生命周期评估(LCA)法、碳足迹吨 CO2 排放的计算;企业碳排放核算与核查;核定行业碳排放总量;碳市场机制与碳管理;碳排放核算标准等行业低碳发展系列标准的制定等。这些均是提高用能效率、低碳绿色发展的基础性工作,也是进入所服务行业的绿色通行证,对推动低碳技术发展和规范市场秩序具有主要作用。 这些基础工作都在聚焦一个字,在实现耐火材料全生命周期的绿色化、促进高温行业实现双碳目标中将发挥重要作用。

关键词:耐火材料   碳达峰   碳中和   
版权所有 2013-2028 华体会hth体育官网
电话:0371-60288311 传真:0371-85818311 业务咨询:18537113611
邮箱:zzjdnc@163.com QQ:497985876
在线客服