Analyse der Anwendung von Edelstahl in der neuen Energiebranche in den nächsten 30 Jahren

Mit dem vorgeschlagenen Ziel von Carbon Peak und Carbon Neutrality wurde die Richtung der zukünftigen Entwicklung der Energiewende in China festgelegt. Kohle wird nach und nach durch neue Energiequellen ersetzt, wodurch die Kohlendioxidemissionen reduziert und Chinas Übergang von kohlenstoffreich zu kohlenstoffarm verwirklicht wird.

Edelstahl ist unsere strategisch aufstrebende Industrie und Ausrüstungsindustrie, die High-End-Material aufwertet, ist die Umsetzung der nationalen Dual-Carbon-Strategie, Schlüsselmaterial für die Transformation der Energiestruktur, und erhält immer mehr Aufmerksamkeit.

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(1) Die Anwendung von Edelstahl in der Energieerzeugung

1. Stromerzeugung aus Wasserkraft

Das Laufrad der hydraulischen Turbine besteht aus Edelstahl und wird in der Anfangsphase in Form von Guss aufgebracht.

Aufgrund der Entwicklung der Turbine zu großer Kapazität und hoher Fallrichtung wurden geschmiedete Produkte eingeführt, um die Leistung des Laufrads zu verbessern, und der Stahltyp wurde vom frühen Cr13-Typ auf 00Cr13Ni5Mo-Stahl mit guter Schweißbarkeit übertragen.

Außerdem 0Cr18Ni9N(304N) u 2205 Duplex-Edelstahl-Verbundplatten wurden erfolgreich für einige korrosionsbeständige und verschleißfeste Komponenten in Wasserkraftwerken eingesetzt.

2. Thermische Energieerzeugung

Das wichtige Problem der thermischen Energieerzeugung besteht darin, den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern.

Um den thermischen Wirkungsgrad von Wärmekraftwerkskesseln zu verbessern, sind großtechnische Anlagen sowie Hochtemperatur- und Hochdruckdampfbedingungen die unvermeidliche Entwicklungsrichtung.

Derzeit sind unterkritische und supermittlere Sieder industrialisiert. Mit der Druck- und Temperaturerhöhung kann das ursprüngliche Material des Überhitzer-Stahlrohres den Anforderungen nicht mehr genügen und austenitischer Edelstahl mit guter Warmfestigkeit, wie z 321 und 316 Edelstahl, wird stattdessen verwendet.

 

(1) Serie aus hitzebeständigem Edelstahl Cr12, 304, 310 für ultra-superkritische Wärmekraftwerke.

(2) Turbinenschaufeln vom Typ Cr13, lCr12Ni3Mo2Nb, 17-4PH; Spindel, Schieber, Hülse mit N 1Cr13 Infiltration; Feder mit 3Cr13, 4Cr13; CF8C und so weiter; Rotor X12Cr MoWVNb N10.1.1.

(3) Konstantdruckfeder des Generators mit 17-7PH.

(4) Das Oberflächenselbst-Nano verbessert die Oxidationsbeständigkeit von 1Cr17-Edelstahl.

3. Kernenergieerzeugung

Kernkraftwerke umfassen eine breite Palette von Materialien, darunter hauptsächlich Kernbrennstoff, Neutronenmoderator, Kernreaktionssteuerungs- und Reflexionsmaterialien, Reaktorkühlmittel und Reaktorstrukturmaterialien. Unter diesen wird hauptsächlich rostfreier Stahl als Reaktorstrukturmaterial verwendet.

Kernbrennstoff-Hüllmaterial von Kernkraftwerken, Druckmantel von Kernreaktoren, Reaktoreinbauten, Dampfgenerator-Wärmeübertragungsrohre usw. sind alles wichtige Strukturmaterialien.

Stahl- und Nickellegierungen sind aufgrund ausgereifter Produktionstechnologie und breiter Quellen zum Ziel der Auswahl von Konstruktionsmaterialien für Kernkraftwerke geworden.

 

Laut der Einleitung, der Verbrauch von Stromerzeugungskapazität von 1 Million Kilowatt von Kernkraftwerken mehr als 50000 Tonnen Stahl, der Reaktorkörper Druckbehälter, Pfahlkomponente, Steuerstab-Antriebsmechanismus, Ausrüstung, Komponenten, Teile des Kreislaufsystems Schlüssel Teile wie Stahl und Nickellegierungen, deren Anzahl Tausende von Tonnen betrifft, in Bezug auf Druckwasserreaktoren und Siedewasserreaktoren, Geräte und Komponenten, die mit dem Primärkreislauf des Kühlmittels in Kontakt kommen, bestehen mehr als 90% aus Stahl und Nickel Legierung und Edelstahl machen 80-90 % der Stahl- und Nickellegierungen aus

4. Gezeitenstromerzeugung

Viele Geräte werden entwickelt, um Wellen- und Gezeitenkraft nutzbar zu machen. Einige der Prototypen verwenden Edelstahl, der in Meerwasserumgebungen in der Öl- und Gasindustrie eine lange Erfolgsgeschichte hat. Der Wissenstransfer in diese neue Energie wird noch wichtiger.

Biphasische und superbiphasische Legierungen vereinen Festigkeit mit Korrosionsbeständigkeit und werden in dieser rauen Betriebsumgebung wahrscheinlich eine wichtige Rolle spielen.

(1) Meerwasserkorrosionsbeständiger Edelstahl, hochfester Edelstahl für die Erzeugung von Wellenenergie.

(2) 06 Cr17Ni7Ti0.8Al2 und 00Cr13Ni8Mo2Al hochfester Edelstahl für Steuerrolle und Schiene des Seedamms zur Erzeugung von Gezeitenkraft.

(3) Beständigkeit gegen Kavitation durch abrasives Meerwasser Edelstahlserie.

5. Solarstromerzeugung

Edelstahl ist ein natürliches Material für Solarenergieanwendungen, einschließlich solarer Warmwasserbereiter, Substrate für Dünnschicht-Photovoltaik (PV)-Poolpaneele, Trägerplatten und Anschlüsse für Kristalllichtpaneele und großflächige Spiegel für Sonneneinstrahlungssysteme.

 

(1) Rostfreier Stahl für Solarlicht-Energieerzeugungs-Sammelplatte, Speichertank, amorphe Wabenbodenplatte, eine gefaltete Platte des Wärmetauschers und so weiter.

(2) solarthermische Stromerzeugung mit einem Wärmetauschermedium Korrosionsbeständigkeit, niedriger Wasserstoffdurchlässigkeitskoeffizient mit wirtschaftlichem Edelstahl.

(3) direkte Absorption von Sonnenenergie aus amorphem Edelstahl.

(4) hohe Wärmeabsorptionsrate, weniger reflektierte Wärmeenergie, schwarze Oberflächenbehandlung aus Edelstahl.

(5) Der Solarwarmwasserbereiter verwendet AISI304, 444, Cr17Mo2Ti und B445J1M Edelstähle.

(6) Edelstahl AISI304 für flexible Solarelektrodenfolie und flexibles Batteriesubstrat.

6. Mmagnetische Fluid Power Generation Equipment

 

(1) 00Cr26 Mol, 0Cr27 für die Anode des kohlebefeuerten magnetischen Dreier-Stromerzeugungskanals, 02Cr27.5Al6.5RE rostfreier hitzebeständiger Stahl für China.

(2) Edelstahl und Fe-Cr-Al-Stahl für MHD-Energieerzeugungs-Kaltwandmaterialien.

(3) Supraleitender magnetischer Schwefelrahmen, Generatorrotor für magnetische Flüssigkeit, Übertragungsausrüstung für nichtmagnetischen Edelstahl bei ultraniedrigen Temperaturen.

7. Geothermie

(1) Sulfidbeständigkeit, geothermischer Hochtemperatur-Wasser-Wärmetauscher für Chloridionensäure mit wirtschaftlichem Mo-Edelstahl.

(2) Korrosionsbeständigkeit ist schwach, Hochtemperatur-Erdwärmetauscher mit 0Cr13, Edelstahl lCr13.

(3) 0 Cr13 Ni5 Mo martensitischer rostfreier Stahl für den Rotor der Turbine des geothermischen Kraftwerks.

8. Abfallstromerzeugung

(1) Serie aus Edelstahl und abriebfestem Edelstahl für die Stromerzeugung bei der Müllverbrennung.

(2) Rostfreier hitzebeständiger Stahl für die Massenstromerzeugung in Anlagen.

(3) Überhitzungsrohr des hocheffizienten Abwärmekessels 0Cr25 Ni20, 0Cr25 Ni20Nb0.4N, 0Cr22Ni25 Mo1.5Nb0.15N, 0Cr 25Ni13Mo1W usw.

9. Brennstoffzellen

(1) Rostfreier hitzebeständiger Stahl Cr22Al 10 für Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen.

(2) Super-Edelstahl für Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen-Separatoren.

(3) Durch Filmtechnologie behandelter Edelstahl für feste Brennstoffzellen.

(4) Super-Edelstahl XlNi Cr MoCu25.20.5, XlNi Cr Ni MoCu25.20.7, X2 Cr Ni Mn MoN 25.18.6.5 für Bipolarplatten von Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen.

(5) 500~700℃ Brennstoffzellen-Trägerplatte AISI 430.

(6) Verschiedene Edelstahlsorten für kryogene Brennstoffzellen mit Polymeren als Elektrolyten.

(7) Edelstahl RMG, 232J3 für Festoxid-Brennstoffzellen.

(8) Ferritischer rostfreier Stahl der dritten Generation für Verbindungsstangen von Brennstoffzellen.

(9) Rostfreier Stahl für Solarzellensubstrate aus amorphem Silizium.

(10) 0.3 mm Verbundplattenmaterial aus sauerstofffreiem Kupfer/Edelstahl/Vakuumröhrenqualität Ni für Mikroknopfbatterien.

(2) Die Anwendung von Edelstahl bei der Entwicklung von Wasserstoffenergie

Die Verwendung von Wasserstoff muss bei der Wasserstoffproduktion beginnen, da Wasserstoff in der Natur selten als einfache Substanz vorkommt, er durch industrielle Prozesse hergestellt werden muss und alle Anlagen zur Wasserstoffproduktion Edelstahl benötigen.

Entsprechenden Informationen wird Europa im Jahr 750 mehr als 2025 Milliarden Euro in Kohlendioxid investieren. Bis 2040 wird grüne Wasserstoffenergie (die hauptsächlich auf emissionsfreien Energien basiert, nämlich Wind, Sonne (00591) und Hydroelektrolyse) investiert Anstieg von 8.5 Millionen Tonnen auf 30 Millionen Tonnen.

Bei der Herstellung, dem Transport, der Speicherung und der Nutzung von Wasserstoff werden große Mengen an Edelstahl und Nickellegierungen verwendet. Elektrolyseure, die grünen Wasserstoff produzieren, benötigen viel Edelstahl und einige Nickellegierungen, wie z. B. Bipolarplatten.

Langstreckentransport und -speicherung von Wasserstoff mit hoher Kapazität, wie Hafenterminalsysteme, Anhänger und Tankstellen, enthalten einige Komponenten aus Edelstahl und sogar aus Nickellegierungen.

Und von der Wasserstofferzeugungsanlage bis zur Wasserstoffenergienutzung wird Edelstahl benötigt.

Nach der Verflüssigung muss Wasserstoff gelagert und per LKW, Schiff, Trailer und Pipeline transportiert werden. Wasserstoffstationen verwenden Edelstahl und benötigen möglicherweise in Zukunft Wasserstoff zur Energiegewinnung.

Wasserstoff wird auch als Energiequelle für Kesselkraftwerke, Wärmekraftwerke, Autos, Busse, Lastwagen, Züge, Schiffe, Gabelstapler und andere Fahrzeuge verwendet. Die meisten Komponenten von Elektrolysegeneratoren und Brennstoffzellen bestehen aus Edelstahl, um Wasserstoff über große Entfernungen und in großen Mengen zu transportieren und zu speichern, wie z. B. Hafenterminalsysteme, Trailer und Tankstellen.

Zu diesen Einrichtungen und Werkzeugen gehören einige Edelstahl- und sogar Nickellegierungsteile. Bei der Verwendung von Wasserstoff gibt es feste Leistungskomponenten, Blockheizkraftwerke und mehr Edelstahl und Nickellegierungen. In Zukunft werden Brennstoffzellen mehr in Bussen, Lastkraftwagen, Zügen, Schiffen und Gabelstaplern eingesetzt und mehr Baugruppen aus Bipolarplatten, Edelstahl und Nickellegierungen verwenden.

Zusammenfassung

Mittel- bis langfristig (die nächsten 30 Jahre bis 2050) ist die Energiewende der Trend von The Times.

Es ist klar, dass die Zukunft der Gesellschaft von neuen und erneuerbaren Energiequellen abhängt. Klar ist auch, dass Edelstahl ein unverzichtbarer Bestandteil dieser Produktionstechnologien sein wird.