城市节能碳素材料大显身手

2018-12-03 16:16:24 来源: 南京信息港

城市节能,碳素材料大显身手

抓好建筑节能是发展低碳经济,应对气候变化的重要举措之一。日前,作为碳素领域的专家,全球的碳素石墨及相关产品制造商西格里集团在上海德国中心创新馆,向各界媒体呈现了碳素材料凭借其优异特性为像上海这样的大城市可持续发展提供的相关创新应用,并实地展示了可应用于建筑节能环保方案的ECOPHIT建筑材料。西格里集团中国区董事总经理GuenterHermann(贺文)博士还与嘉宾共同探讨碳素材料在城市可持续性发展方面的诸多应用,并分享了西格里集团在这一领域的出色成就。

城市建筑节能潜力巨大

政府间气候变化专门委员会第四次评估报告指出,按行业估算的2030年CO2减缓潜力中,不管是发达国家,还是发展中国家,建筑领域的减缓潜力,且建筑领域减排的经济性:同样20美元/吨的投入,建筑领域CO2的减缓潜力是交通领域的3倍。

数据显示,每年我国新建建筑18亿平方米,1年的建筑面积比发达国家建筑面积总和还多,其中99%都属于高能耗建筑,新建筑仍然有95%以上是高耗能。9月20日,住建部总经济师李秉仁在国新办发布会上介绍住房城乡建设领域节能减排、应对气候变化工作有关情况时也表示:目前,建筑运行能耗约占我国全社会总能耗的30%。

当前,我国很多建筑在建造和使用过程中的资源、能源浪费问题十分突出。根据2009年9月有关数据显示,我国现有430亿平方米建筑总量,每年新增20亿平方米,而95%属于高能耗建筑;全国城镇累计建成节能建筑面积也不过28.5亿平方米,仅占16%。中国对建筑节能的要求也相当急迫:2010年所有城镇建筑(以前未做保温设施的旧房,有计划地进行改造)要有50%的节能率,特大城市和部分城市率先达到65%;2020年城镇建筑节能全部要达到65%。

美国自然资源保护委员会(NRDC)可持续建筑专家、联合国建筑与气候变化智库成员、中国绿色建筑与节能专业委员会委员莫争春博士此前在接受媒体采访时指出,据调查显示,建筑行业节能减排的潜力超过了其他任何行业。

而NRDC同波士顿咨询公司合作完成的一项报告表明,如果我国所有的既有建筑和新建筑节能都达到70%的标准,可以减少20亿吨二氧化碳排放量。这相当于全球的航空业停运5年。IPCC权威数据统计,从全生命周期衡量,建筑减排的成本比其他行业要低出很多。据此看,建筑节能减排潜力巨大。

以碳制碳,碳素材料大展身手

提到碳,可能很多人首先想到的是煤炭,其次就是目前不断被讨论的低碳生活和被环保人士诟病的二氧化碳排放,若要问碳素石墨,能举例的恐怕更有限了。其实,从铅笔到钻石,从电池到飞机,广义的碳无所不在,变幻成各类碳的同素异形体隐藏在日常生活各个环节。随着材料科技的不断发展,我们的生活与碳更加息息相关。碳正成为大都市建设和可持续发展进程中的幕后英雄。

贺文博士对本报坦承:长期以来,人们都对碳素材料不甚了解。随着全球低碳发展的大趋势,碳素材料已经被越来越多的应用在日常生活中,却仍默默无闻。推广碳素知识,这也是我们作为碳素行业企业的社会之一。西格里集团还将不断推动碳素材料在新能源和节能减排方面的应用和发展,为促进低碳生活,为各行各业实现节能环保提供可用之材。

面对能源成本不断上涨、气候变化带来的威胁不断加剧的大环境,建筑物承包商、建筑学家和规划师正在寻找各种更有效更节能的方法来尽量满足冬天采暖和夏天制冷的需要。节能型的建筑材料成为至关重要的因素。使用能够快速、均匀散热的材料,可大大提高表面采暖和制冷系统的效率。西格里集团的ECOPHIT建筑材料正好可以满足这个要求。

采用天然膨胀石墨制成的ECOPHIT建筑材料能确保良好的热量分配,若使用得当,还能大大改进现有建筑自身恒温系统的性能。在节约了电力成本的同时,创造了满足人体需求的卫生舒适、稳定自然的室内温度和环境。目前正在翻新改造的位于德国法兰克福的德意志银行总部大楼(人称绿色大楼),正是采用了这种由天然膨胀石墨制成的天花板制冷系统。通过减少至少50%的二氧化碳排放量等措施,将使其成为环保型办公大楼的典范。

随着城市规模的不断扩大,城市中的能源消耗及碳排量逐渐成为被环保人士关注的热点。除了城市居民对保护居住环境的意识的不断觉醒,在基础建设和公共设施建设中运用环保材料也能够大大降低城市的能耗。

贺文博士说:城市化进程中总会不断涌现各种问题,得益于碳素材料的优异特性,我们的产品可以为此提供行之有效的解决方案。其实,在低碳生活的方方面面,我们都可以找到碳素石墨为之活跃的身影。

如今,碳素相关产品已经被广泛应用到城市建设和规划中,例如轻量化构造、钢铁冶炼(废钢循环利用)、建筑、新能源、交通、锂电池、医疗设备和体育用品等领域,西格里集团2009年财报显示,目前这些应用领域的销售额已经占到西格里集团全球销售额的60%,随着国内政府机构对于低碳经济的大力推动,相关产品在中国也会有快速增长的潜力。西格里集团在中国市场经历了12年的快速成长,目前在国内已经拥有了5家实体公司,生产和销售覆盖了全球所有业务部。西格里集团另一位中国区董事总经理韩伯雷先生表示:中国的发展速度和活力令人激动,在发展低碳经济方面也已经有了良好的开端,我们非常愿意与中国的客户和合作伙伴交流我们的产品、经验和成功解决方案,积极推动碳素材料在新能源和节能减排方面的应用和发展,为促进低碳生活,为各行各业实现节能环保提供可用之材。

链接

西格里集团以具有碳元素特色的大都市节能低碳建设为主题,精选了交通、通讯、能源等重要城市生活环节中,展示碳素材料被成功应用的案例。

在钢铁产业中的应用

目前,全球钢产量大约71%来自转炉炼钢,28%出自电弧炉炼钢。电弧炉炼钢是以回收的废钢为原料,不仅可以提高钢铁资源再利用率,生产过程中的能耗也仅占转炉炼钢的1/2~1/3,二氧化碳排放量仅占转炉工艺的1/3。石墨电极则是电弧炉炼钢过程中的重要消耗品。中国的粗钢产量约占全球产量的一半,但是只有10%左右的粗钢是产自电弧炉炼钢,而世界平均水平在30%以上,一些发达国家甚至达到了50%左右。随着中国城市化进程的不断发展,废钢积蓄量将不断增加,因此西格里集团提倡积极促进电弧炉炼钢,这对于降低碳排放、缓解铁矿石进口紧张局面、以及资源回收再利用方面,都可达到可持续发展的目的。

在汽车制造中的应用

目前,汽车轻量化已经成为全球化的趋势。通过采用碳纤维复合材料,可以在确保汽车强度和安全性的前提下,达到降低车重,减少燃料消耗和二氧化碳排放的目的。据介绍,碳纤维复合材料质量约是现用钢铁材料的25%,但强度是钢材的10倍,以其制造的汽车可以节约燃油30%。目前的汽车中,钢铁材料约占车体质量的3/4,而碳纤维汽车中新材料几乎可以完全替代钢铁材料,相比目前的汽车,碳纤维汽车质量多可减少40%。

在可再生能源中的应用

近年来,虽然风力发电产业发展很快,但风力发电装备的关键部件(叶片)多使用玻璃纤维增强材料(GFRP)制造,难以满足叶片尺寸加大对抗张强度、硬度和轻质的要求。碳纤维复合材料的应用,可使新一代风车叶片在性能、使用寿命和效率方面都达到一个新高度,无疑将促进风能发电产业,尤其是海上风电的发展。2009年12月,西格里集团宣布与签订一份供应海上风力发电机叶片的长期协议。协议初始期限为5年,包含上亿欧元的交易量,包括向BARDGroup未来的风电场项目供应模具和生产设备。

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