Koldioxidutsläppsproblemen i produktionsprocessen för grafitelektroder kan åtgärdas på ett heltäckande sätt genom en kombination av tekniska uppgraderingar, processoptimering och energihanteringsstrategier, enligt nedan:
I. Teknologiska uppgraderingar: Högeffektiv utrustning och ersättning för ren energi
1. Iteration av grafitiseringsugnsteknik
Traditionella Acheson-ugnar förbrukar så mycket som 3 200–4 800 kWh per ton grafitelektroder, med betydande temperaturvariationer som leder till energislöseri. Införandet av longitudinell grafitisering (LWG)-ugnar kan förkorta uppvärmningstiden till 9–15 timmar, minska elförbrukningen med 20–30 % och uppnå en mer enhetlig resistivitet. Till exempel minskade Xinjiang East Hope Carbon Project energiförbrukningen per ton elektroder med cirka 300 kWh genom användningen av LWG-ugnar, vilket indirekt minskade koldioxidutsläppen.
2. Ersättning för ren energi
Att producera ett ton grafitelektroder förbrukar cirka 1,7 ton standardkol och släpper ut 4,5 ton koldioxid. Att använda grön el (t.ex. sol- eller vindkraft) för att driva grafitiseringsugnar möjliggör direkta utsläppsminskningar. Till exempel har vissa företag i Inre Mongoliet ökat andelen grön el till över 50 % genom integrationsprojekt med ”source-grid-load-storage”, vilket minskar koldioxidutsläppen per ton elektroder med 40 %.
3. System för återvinning av spillvärme
Installation av spillvärmepannor i baknings- och grafitiseringsstegen återvinner högtemperaturrökgas (200–800 °C) för att generera ånga för uppvärmning eller kraftproduktion. Shanxi Taigu Baoguang Carbon Project uppnådde årliga besparingar på cirka 2 000 ton standardkol och minskade koldioxidutsläppen med 5 200 ton genom spillvärmeåtervinning.
II. Processoptimering: Minska råvaru- och energiförbrukning
1. Förbehandling av raffinerade råvaror
- Kalcineringssteg: Kontrollera petroleumkoksens egenskaper (verklig densitet ≥ 2,07 g/cm³, resistivitet ≤ 550 μΩ·m) för att minimera energiförbrukningen vid efterföljande bearbetning.
- Impregneringsprocess: Förbättra produktens bulkdensitet och minska porositeten genom "trippelimpregnering och fyrdubbel bakning" eller "dubbelimpregnering och trippelbakning". Till exempel kan en sekundär impregneringsviktökning på ≥9 % minska upprepade bakningscykler och spara 15–20 % i energiförbrukning.
2. Lågtemperaturformning och förkortade processflöden
Använd lågtemperaturformningstekniker (t.ex. extrudering vid 90–120 °C) för att minska flyktiga utsläpp och sänka efterföljande bakningstemperaturer. Samtidigt optimera produktionsarbetsflöden för att förkorta cykeln från råmaterial till färdig produkt, vilket minimerar den kumulativa energiförbrukningen.
3. Återvinning av avgaser
Rökgaser från bakugnar som innehåller brännbara komponenter som CO och H₂ kan renas och återanvändas i värmesystem. Xinjiang East Hope-projektet sparade cirka 300 000 m³ naturgas årligen och minskade koldioxidutsläppen med 600 ton genom teknik för återvinning av avgaser.
III. Energihantering: Digitalisering och cirkulär ekonomi
1. Intelligenta energiövervakningssystem
Implementera IoT-sensorer för att övervaka energiförbrukningsdata i realtid (t.ex. el och värme) över produktionssteg och optimera utrustningsparametrar via AI-algoritmer. Till exempel minskade ett företag grafitiseringsugnens tomgångstid med 30 % genom intelligent övervakning, vilket sparade cirka 500 000 kWh el årligen.
2. Koldioxidinfångning, -användning och -lagring (CCUS)
Installera koldioxidavskiljningsanordningar vid rökgasutloppen från grafitiseringsugnar för att komprimera CO₂ för underjordisk injektion eller användning som kemisk råvara. Trots nuvarande höga kostnader (cirka 300–600 RMB/ton CO₂) representerar CCUS en kritisk långsiktig väg för djupgående avkarbonisering.
3. Cirkulära ekonomiska modeller
- Noll utsläpp av avloppsvatten: Rena hushållsavloppsvatten för återanvändning vid rökgasrening eller landskapsarkitektur, samtidigt som kaskadanvändning av produktionsavloppsvatten implementeras. Shanxi Taigu-projektet uppnådde noll utsläpp av avloppsvatten, vilket sparade cirka 100 000 ton vatten årligen.
- Återvinning av fast avfall: Återför damm från filterinsamling (cirka 344 ton/år) och skrot från fräsning av ändar (cirka 500 ton/år) till produktionslinjen, vilket minskar råmaterialförbrukningen och utsläppen från avfallshantering.
IV. Synergier mellan politik och marknad: Att driva på branschomvandlingen
1. Tillämpning av standarder för ultralåga utsläpp
Anta standarder som t.ex.Utsläppsstandard för föroreningar för aluminiumindustrin(GB25465-2010), som föreskriver partikelhalter, SO₂ och NOx på ≤10 mg/m³, ≤35 mg/m³ respektive ≤50 mg/m³ för att tvinga fram tekniska uppgraderingar.
2. Incitament för handel med koldioxidutsläpp
Inkludera grafitelektrodproduktion i den nationella koldioxidmarknaden för att skapa ekonomiska begränsningar genom handel med koldioxidkvoter. Om ett företag till exempel minskar koldioxidutsläppen per ton elektroder från 4,5 ton till 3 ton, kan det tjäna på att sälja överskottskvoter, vilket främjar en positiv cykel av utsläppsminskningar.
3. Certifiering för grön leveranskedja
Nedströms ståltillverkare kan prioritera att köpa koldioxidsnåla grafitelektroder för att stimulera uppströms producenter att minska utsläppen. Till exempel krävde en stålfabrik för elektriska ljusbågsugnar att leverantörerna skulle uppnå ≤3,5 ton koldioxidutsläpp per ton elektroder, vilket införde en prispremie på 10 % för bristande efterlevnad.
Publiceringstid: 12 augusti 2025