Analisi dell'applicazione dell'acciaio inossidabile nell'industria delle nuove energie nei prossimi 30 anni

Con l'obiettivo proposto del picco di carbonio e della neutralità del carbonio, è stata determinata la direzione del futuro sviluppo della transizione energetica della Cina. Nuove fonti di energia sostituiranno gradualmente il carbone, riducendo così le emissioni di anidride carbonica e realizzando la transizione della Cina da alte emissioni di carbonio a basse emissioni di carbonio.

L'acciaio inossidabile è la nostra industria emergente strategica e l'industria manifatturiera delle attrezzature che aggiorna il materiale di fascia alta, è l'attuazione della strategia nazionale a doppio carbonio, il materiale chiave per la trasformazione della struttura energetica, sta ricevendo sempre più attenzione.

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(1) L'applicazione dell'acciaio inossidabile nella generazione di energia

1. Generazione di energia idroelettrica

La girante della turbina idraulica è realizzata in acciaio inossidabile e viene applicata sotto forma di fusione nella fase iniziale.

A causa dello sviluppo della turbina a grande capacità e alta direzione di caduta, al fine di migliorare le prestazioni della girante, sono stati adottati prodotti forgiati e il tipo di acciaio è stato trasferito dal primo tipo Cr13 all'acciaio 00Cr13Ni5Mo con buona saldabilità.

Inoltre, 0Cr18Ni9N(304N) e 2205 le piastre composite in acciaio inossidabile duplex sono state utilizzate con successo per alcuni componenti resistenti alla corrosione e all'usura nelle centrali idroelettriche.

2. Generazione di energia termica

Il problema importante della generazione di energia termica è quello di migliorare l'efficienza termica.

Al fine di migliorare l'efficienza termica delle caldaie delle centrali termiche, le attrezzature su larga scala e le condizioni di vapore ad alta temperatura e alta pressione sono l'inevitabile direzione di sviluppo.

Attualmente sono state industrializzate caldaie subcritiche e super intermedie. Con l'aumento della pressione e della temperatura, il materiale originale del tubo d'acciaio del surriscaldatore non può più soddisfare i requisiti e l'acciaio inossidabile austenitico con una buona resistenza alle alte temperature, come 321 ed Acciaio inossidabile 316, viene invece utilizzato.

 

(1) Serie di acciai inossidabili resistenti al calore tipo Cr12, 304, 310 per centrali termiche ultrasupercritiche.

(2) Pale di turbina con tipo Cr13, lCr12Ni3Mo2Nb, 17-4PH; Stelo, saracinesca, manicotto con infiltrazione di N 1Cr13; Primavera con 3Cr13, 4Cr13; CF8C e così via; Rotore X12Cr MoWVNb N10.1.1.

(3) Molla a pressione costante del generatore con 17-7PH.

(4) La superficie auto-nano migliora la resistenza all'ossidazione dell'acciaio inossidabile 1Cr17.

3. Generazione di energia nucleare

La centrale nucleare coinvolge un'ampia gamma di materiali, tra cui principalmente combustibile nucleare, moderatore di neutroni, controllo della reazione nucleare e materiali di riflessione, refrigerante del reattore e materiali della struttura del reattore. Tra questi, l'acciaio inossidabile è utilizzato principalmente come materiale per la struttura del reattore.

Il materiale di rivestimento del combustibile nucleare delle centrali nucleari, il guscio a pressione dei reattori nucleari, l'interno del reattore, il tubo di trasferimento del calore del generatore di vapore e così via sono tutti materiali strutturali chiave.

Le leghe di acciaio e nichel sono diventate l'obiettivo della selezione dei materiali strutturali per le centrali nucleari grazie alla tecnologia di produzione matura e alle ampie fonti.

 

Secondo l'introduzione, il consumo di capacità di generazione di energia di 1 milione di kilowatt di centrali nucleari più di 50000 tonnellate di acciaio, il recipiente a pressione del corpo del reattore, il componente del palo, il meccanismo di azionamento dell'asta di controllo, le attrezzature, i componenti, le parti della chiave del sistema di circuito parti come acciaio e lega di nichel, il suo numero arriva a migliaia di tonnellate, in termini di reattore ad acqua pressurizzata e reattore ad acqua bollente, apparecchiature e componenti a contatto con il circuito primario del refrigerante, oltre il 90% sono realizzati in acciaio e nichel lega e l'acciaio inossidabile rappresenta l'80-90% dell'acciaio e della lega di nichel

4. Generazione di energia dalle maree

Molti dispositivi sono in fase di sviluppo per sfruttare l'energia delle onde e delle maree. Alcuni dei prototipi utilizzano acciaio inossidabile, che ha una lunga esperienza in ambienti con acqua di mare nell'industria petrolifera e del gas. Trasferire la conoscenza a questa nuova energia diventerà ancora più importante.

Le leghe bifasiche e super bifasiche combinano forza e resistenza alla corrosione e possono svolgere un ruolo importante in questo difficile ambiente di servizio.

(1) Acciaio inossidabile resistente alla corrosione dell'acqua di mare, acciaio inossidabile ad alta resistenza per la generazione di energia delle onde.

(2) Acciaio inossidabile ad alta resistenza 06 Cr17Ni7Ti0.8Al2 e 00Cr13Ni8Mo2Al per il rullo di controllo e il binario della diga marina per la produzione di energia dalle maree.

(3) Resistenza alla cavitazione abrasiva dell'acqua di mare in acciaio inox.

5. Generazione di energia solare

L'acciaio inossidabile è un materiale naturale per applicazioni di energia solare, inclusi scaldabagni solari, substrati per pannelli fotovoltaici (PV) per piscine a film sottile, pannelli di supporto e connettori per pannelli di luce cristallina e specchi ad ampia area per sistemi di raccolta del sole.

 

(1) Acciaio inossidabile per la piastra di raccolta della generazione di energia solare, serbatoio di accumulo, piastra inferiore a nido d'ape amorfa, piastra pieghettata dello scambiatore di calore e così via.

(2) produzione di energia solare termica con una resistenza alla corrosione media di scambio termico, basso coefficiente di permeabilità all'idrogeno con acciaio inossidabile economico.

(3) assorbimento diretto dell'energia solare dell'acciaio inossidabile amorfo.

(4) alto tasso di assorbimento del calore, minore energia termica riflessa, trattamento superficiale nero dell'acciaio inossidabile.

(5) Lo scaldacqua solare utilizza AISI304, 444, Cr17Mo2Ti e B445J1M.

(6) Acciaio inossidabile AISI304 per film flessibile per elettrodi solari e substrato flessibile per batteria.

6. Mattrezzature per la generazione di energia fluida magnetica

 

(1) 00Cr26 Mol, 0Cr27 per l'anodo del canale di generazione di energia a tre magnetici a carbone, 02Cr27.5Al6.5RE acciaio inossidabile resistente al calore per la Cina.

(2) Acciaio inossidabile e acciaio Fe-Cr-Al per materiali per pareti fredde MHD per la produzione di energia.

(3) Telaio in zolfo magnetico superconduttore, rotore del generatore di fluido magnetico, attrezzatura di trasmissione per acciaio inossidabile non magnetico a bassissima temperatura.

7. Energia geotermica

(1) Resistenza al solfuro, scambiatore di calore ad acqua geotermica ad alta temperatura con acido ionico cloruro con acciaio inossidabile Mo economico.

(2) La resistenza alla corrosione è debole, scambiatore di calore ad acqua geotermico ad alta temperatura con acciaio inossidabile 0Cr13, lCr13.

(3) Acciaio inossidabile martensitico 0 Cr13 Ni5 Mo per il rotore della turbina della centrale geotermica.

8. Produzione di energia da rifiuti

(1) Serie in acciaio inossidabile e acciaio inossidabile resistente all'abrasione per la produzione di energia elettrica per l'incenerimento dei rifiuti.

(2) Acciaio inossidabile resistente al calore per la produzione di energia di massa dell'impianto.

(3) Tubo di surriscaldamento della caldaia per la produzione di energia di scarto ad alta efficienza 0Cr25 Ni20, 0Cr25 Ni20Nb0.4N, 0Cr22Ni25 Mo1.5Nb0.15N, 0Cr 25Ni13Mo1W, ecc.

9. Celle a combustibile

(1) Acciaio inossidabile resistente al calore Cr22Al 10 per celle a combustibile a carbonato fuso.

(2) Super acciaio inossidabile per separatori di celle a combustibile con elettroliti polimerici.

(3) Acciaio inossidabile trattato con tecnologia a film per celle a combustibile solido.

(4) XlNi Cr MoCu25.20.5, XlNi Cr Ni MoCu25.20.7, X2 Cr Ni Mn MoN 25.18.6.5 super acciaio inossidabile per piastre bipolari a celle a combustibile con membrana a scambio protonico.

(5) Piastra di supporto della cella a combustibile 500~700℃ AISI 430.

(6) Diversi tipi di acciaio inossidabile per celle a combustibile criogeniche con polimeri come elettroliti.

(7) Acciaio inossidabile RMG, 232J3 per celle a combustibile a ossido solido.

(8) Acciaio inossidabile ferritico di terza generazione per barra di interconnessione delle celle a combustibile.

(9) Acciaio inossidabile per substrato di celle solari in silicio amorfo.

(10) Materiale della piastra composita da 0.3 mm di rame privo di ossigeno/acciaio inossidabile/tubo sottovuoto di grado Ni per batteria a microbottone.

(2) L'applicazione dell'acciaio inossidabile nello sviluppo dell'energia dell'idrogeno

L'uso dell'idrogeno deve iniziare dalla produzione di idrogeno perché l'idrogeno raramente esiste in natura come sostanza semplice, deve essere prodotto mediante processi industriali e tutte le apparecchiature per la produzione di idrogeno richiedono acciaio inossidabile.

Secondo informazioni pertinenti, l'Europa investirà più di 750 miliardi di euro in anidride carbonica nel 2025. Da qui al 2040, l'energia dell'idrogeno verde (che si basa principalmente sull'energia senza emissioni, vale a dire eolica, solare (00591) e idroelettrolisi) sarà aumento da 8.5 milioni di tonnellate a 30 milioni di tonnellate.

Grandi quantità di acciaio inossidabile e leghe di nichel vengono utilizzate nella produzione, trasporto, stoccaggio e utilizzo dell'idrogeno. Gli elettrolizzatori che producono idrogeno verde richiedono molto acciaio inossidabile e alcune leghe di nichel, come le piastre bipolari.

Il trasporto e lo stoccaggio di idrogeno ad alta capacità su lunghe distanze, come i sistemi dei terminal portuali, i rimorchi e le stazioni di rifornimento, contengono alcuni componenti in acciaio inossidabile e persino in lega di nichel.

E dalle apparecchiature per la produzione di idrogeno all'utilizzo dell'energia dell'idrogeno, è necessario l'acciaio inossidabile.

Dopo la liquefazione, l'idrogeno deve essere immagazzinato e trasportato su camion, nave, rimorchio e conduttura. Le stazioni di idrogeno utilizzano acciaio inossidabile e potrebbero aver bisogno di idrogeno per produrre energia in futuro.

L'idrogeno sarà utilizzato anche come fonte di energia per caldaie, centrali termiche, automobili, autobus, camion, treni, navi, carrelli elevatori e altri veicoli. La maggior parte dei componenti dei generatori elettrolitici e delle celle a combustibile sono realizzati in acciaio inossidabile per trasportare e immagazzinare l'idrogeno su lunghe distanze e in grandi volumi, come i sistemi dei terminal portuali, i rimorchi e le stazioni di rifornimento.

Queste strutture e strumenti includono alcune parti in acciaio inossidabile e persino in lega di nichel. Nel processo di utilizzo dell'idrogeno, ci sono componenti di potenza fissi, unità di cogenerazione e più acciaio inossidabile e leghe di nichel. In futuro, le celle a combustibile saranno utilizzate maggiormente su autobus, camion, treni, navi e carrelli elevatori e utilizzeranno più piastre bipolari, acciaio inossidabile e gruppi in lega di nichel.

Conclusione

Nel medio-lungo periodo (i prossimi 30 anni, al 2050), la transizione energetica è il trend di The Times.

È chiaro che il futuro della società dipende da fonti di energia nuove e rinnovabili. È anche chiaro che l'acciaio inossidabile sarà una parte indispensabile di queste tecnologie di produzione.