Проблеми викидів вуглецю у процесі виробництва графітових електродів можна комплексно вирішити за допомогою поєднання технологічних модернізацій, оптимізації процесів та стратегій управління енергією, як зазначено нижче:
I. Технологічна модернізація: високоефективне обладнання та заміщення чистою енергією
1. Ітерація технології печі графітизації
Традиційні печі Ачесона споживають до 3200-4800 кВт⋅год на тонну графітових електродів, зі значними коливаннями температури, що призводять до втрат енергії. Впровадження печей поздовжньої графітизації (LWG) може скоротити час нагрівання до 9-15 годин, зменшити споживання електроенергії на 20-30% та досягти більш рівномірного опору. Наприклад, проект Xinjiang East Hope Carbon Project скоротив споживання енергії на тонну електродів приблизно на 300 кВт⋅год завдяки застосуванню печей LWG, що опосередковано зменшило викиди вуглецю.
2. Заміна чистою енергією
Виробництво однієї тонни графітових електродів споживає близько 1,7 тонни стандартного вугілля та викидає 4,5 тонни CO₂. Використання зеленої електроенергії (наприклад, сонячної або вітрової енергії) для роботи печей графітизації дозволяє безпосередньо скоротити викиди. Наприклад, деякі підприємства у Внутрішній Монголії збільшили частку зеленої електроенергії до понад 50% завдяки інтеграційним проектам «джерело-мережа-навантаження-сховище», зменшивши викиди вуглецю на тонну електродів на 40%.
3. Системи рекуперації відхідного тепла
Встановлення котлів-утилізаторів на стадіях випікання та графітизації дозволяє рекуперувати високотемпературні димові гази (200-800°C) для виробництва пари для опалення або виробництва електроенергії. Проект Shanxi Taigu Baoguang Carbon Project досяг щорічної економії приблизно 2000 тонн стандартного вугілля та скоротив викиди CO₂ на 5200 тонн завдяки рекуперації відхідного тепла.
II. Оптимізація процесу: зменшення споживання сировини та енергії
1. Попередня обробка рафінованої сировини
- Стадія кальцинації: Контроль властивостей нафтового коксу (істинна густина ≥ 2,07 г/см³, питомий опір ≤ 550 мкОм·м) для мінімізації подальшого споживання енергії на обробку.
- Процес просочення: Збільшення об'ємної щільності продукту та зменшення пористості за допомогою «потрійного просочення та чотириразового випікання» або «подвійного просочення та потрійного випікання». Наприклад, досягнення коефіцієнта збільшення ваги вторинного просочення ≥9% може зменшити кількість повторних циклів випікання та заощадити 15%-20% енергії.
2. Низькотемпературне формування та скорочені технологічні процеси
Застосовуйте методи низькотемпературного формування (наприклад, екструзію при 90-120°C) для зменшення викидів летких речовин та зниження подальшої температури випікання. Одночасно оптимізуйте виробничі процеси, щоб скоротити цикл від сировини до готової продукції, мінімізуючи кумулятивне споживання енергії.
3. Переробка відпрацьованих газів
Димові гази з хлібопекарських печей, що містять горючі компоненти, такі як CO та H₂, можна очистити та повторно використовувати в системах опалення. Проект «Східна надія Сіньцзяну» щорічно заощаджував приблизно 300 000 м³ природного газу та скоротив викиди CO₂ на 600 тонн завдяки технології переробки відхідних газів.
III. Енергетичний менеджмент: цифровізація та циркулярна економіка
1. Інтелектуальні системи моніторингу енергії
Розгортання датчиків Інтернету речей для моніторингу даних про споживання енергії (наприклад, електроенергії та тепла) в режимі реального часу на всіх етапах виробництва, оптимізуючи параметри обладнання за допомогою алгоритмів штучного інтелекту. Наприклад, одне підприємство скоротило час простою печі графітизації на 30% завдяки інтелектуальному моніторингу, заощаджуючи приблизно 500 000 кВт·год електроенергії щорічно.
2. Уловлювання, використання та зберігання вуглецю (CCUS)
Встановіть пристрої для уловлювання вуглецю на виходах димових газів печей графітизації для стиснення CO₂ для підземного закачування або використання як хімічної сировини. Незважаючи на нинішні високі витрати (приблизно 300-600 юанів/тонну CO₂), уловлювання вуглецю (CCUS) є критично важливим довгостроковим шляхом глибокої декарбонізації.
3. Моделі циркулярної економіки
- Нульовий скид стічних вод: Очищення побутових стічних вод для повторного використання в очищенні димових газів або ландшафтному дизайні, а також впровадження каскадної утилізації виробничих стічних вод. Проект Шаньсі Тайгу досяг нульового скиду стічних вод, що дозволило заощадити приблизно 100 000 тонн води щорічно.
- Переробка твердих відходів: повернення пилу, зібраного з рукавних фільтрів (приблизно 344 тонни/рік), та відходів торцевого фрезерування (приблизно 500 тонн/рік) на виробничу лінію, що зменшить споживання сировини та викиди, пов'язані з обробкою відходів.
IV. Синергія політики та ринку: рушійна сила трансформації галузі
1. Забезпечення дотримання стандартів наднизьких викидів
Приймати такі стандарти, якСтандарт викидів забруднюючих речовин для алюмінієвої промисловості(GB25465-2010), що передбачає обов'язкові концентрації твердих частинок, SO₂ та NOx ≤10 мг/м³, ≤35 мг/м³ та ≤50 мг/м³ відповідно для забезпечення технологічної модернізації.
2. Стимули ринку торгівлі вуглецевими квотами
Включити виробництво графітових електродів до національного ринку вуглецю для створення економічних обмежень шляхом торгівлі вуглецевими квотами. Наприклад, якщо підприємство зменшує викиди вуглецю на тонну електродів з 4,5 тонн до 3 тонн, воно може отримати прибуток від продажу надлишкових квот, сприяючи позитивному циклу скорочення викидів.
3. Сертифікація зеленого ланцюга поставок
Виробники сталі, що займаються переробкою, можуть надавати пріоритет закупівлі низьковуглецевих графітових електродів, щоб стимулювати виробників, що займаються переробкою, до скорочення викидів. Наприклад, один сталеливарний завод з виробництва електродугової печі вимагав від постачальників досягнення рівня викидів ≤3,5 тонн CO₂ на тонну електродів, встановлюючи 10% цінову премію за невідповідність.
Час публікації: 12 серпня 2025 р.