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專題報(bào)告

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復(fù)合材料行業(yè)清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究簡(jiǎn)報(bào)(下篇)

回收利用再生技術(shù)

隨著復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和需求量的增加,廢棄物的產(chǎn)生也呈逐年增加的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的處理方法如填埋廢棄物不僅對(duì)環(huán)境造成污染,還導(dǎo)致大量資源的浪費(fèi)。因此,回收碳纖維復(fù)合材料中具有價(jià)值的碳纖維成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料中,環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)是不可逆的,這使得碳纖維的回收再利用變得困難。針對(duì)這一難點(diǎn),研究人員正致力于開(kāi)發(fā)有效的降解方法和回收技術(shù),例如熱解、溶解再生和化學(xué)修復(fù)等。這些方法可以實(shí)現(xiàn)碳纖維的高效回收,并用于制備新的碳纖維復(fù)合材料,以實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。此外,建立碳纖維廢棄物回收處理的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)也是推動(dòng)回收技術(shù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。其主流技術(shù)介紹如下。

熱回收技術(shù)是利用流化床(FB)有效地用于復(fù)合材料的回收。該技術(shù)的示意圖如圖12所示。通過(guò)回收復(fù)合廢料可以獲得的短而離散的單絲。最初,該技術(shù)用于僅回收GFRP。目前,該技術(shù)可應(yīng)用于CFs和GFs的回收。

復(fù)合材料行業(yè)清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究簡(jiǎn)報(bào)(下篇)

流化床熱回收工藝

風(fēng)能和航空制造業(yè)每年可生產(chǎn)200萬(wàn)噸的FRP。航空業(yè)是可回收的大量復(fù)合廢物的來(lái)源。再生聚合物可用于生產(chǎn)木塑復(fù)合材料(WPC)。這些復(fù)合材料具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度和耐腐蝕性。在鐵路制造方面,一些國(guó)家利用回收的碳纖維(CF)開(kāi)發(fā)雙軸轉(zhuǎn)向架,以實(shí)現(xiàn)環(huán)保并降低成本。然而,回收物的機(jī)械性能,尤其是抗疲勞性,仍需要進(jìn)一步研究。增材制造(AM)可實(shí)現(xiàn)零浪費(fèi)制造,通過(guò)AM的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方法回收3D打印復(fù)合材料產(chǎn)品。大多數(shù)研究者在回收利用復(fù)合材料/聚合物原料絲方面取得了進(jìn)展,并評(píng)估了回收物與原始材料的最佳配比,以開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的含再生塑料復(fù)合材料。這種方法可適用于金屬/塑料、塑料/塑料、陶瓷/塑料和纖維/塑料等復(fù)合材料的回收利用。


利用與封存(CCUS)技術(shù)

碳捕集與封存(CCS)技術(shù)總體成熟度還未達(dá)到商業(yè)應(yīng)用水平,目前我國(guó)已部署了部分CCS設(shè)施,2020年捕捉能力約478萬(wàn)噸/年 ,但由于成本高、能耗大、安全性和可靠性不足使得其發(fā)展與技術(shù)路線圖1000萬(wàn)噸/年的規(guī)劃仍有較大差距。但根據(jù)現(xiàn)階段研究顯示,復(fù)合材料已經(jīng)在碳捕捉領(lǐng)域嶄露頭角,例如將塑料廢物轉(zhuǎn)化為多孔碳以捕獲CO2是同時(shí)解決碳排放和塑料污染問(wèn)題的方法。使用離子交換樹(shù)脂(IERs)進(jìn)行濕變碳捕獲的研究等都是在碳捕捉領(lǐng)域最為前沿的研究。隨著碳排放政策的落地,碳交易必將成為新的市場(chǎng)熱點(diǎn),碳捕捉技術(shù)也將在這一市場(chǎng)中占據(jù)一席之地,隨之也將帶動(dòng)相應(yīng)復(fù)合材料行業(yè)的繁榮。

復(fù)合材料行業(yè)清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究簡(jiǎn)報(bào)(下篇)

多孔復(fù)合材料應(yīng)用于碳捕捉



總結(jié)與展望

——發(fā)展轉(zhuǎn)型帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)格局重塑

圖片
01
總結(jié)


中國(guó)依賴資源開(kāi)發(fā)和使用推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),但也導(dǎo)致了能源消耗和污染排放的增加。為了解決環(huán)境問(wèn)題,中國(guó)采取了多樣化的監(jiān)管措施,包括設(shè)立機(jī)構(gòu)、頒布法律法規(guī)和增加投資。清潔生產(chǎn)作為前沿環(huán)境治理工具,得到了國(guó)家的高度重視。自1992年以來(lái),清潔生產(chǎn)在國(guó)家立法、試點(diǎn)和審核制度制定的推動(dòng)下不斷發(fā)展。國(guó)家先后發(fā)布了清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)制,企業(yè)也開(kāi)始參與清潔生產(chǎn)審核。為了保證清潔生產(chǎn)審核的實(shí)施,國(guó)家推出了一系列補(bǔ)貼政策來(lái)改善企業(yè)財(cái)務(wù)狀況,并鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行綠色創(chuàng)新。政策層面的清潔生產(chǎn)審核對(duì)企業(yè)綠色創(chuàng)新具有積極影響,能夠推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙重發(fā)展。政府應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)察機(jī)構(gòu)職責(zé),共享研究成果,構(gòu)建科學(xué)的政策評(píng)估制度,以及引導(dǎo)地區(qū)發(fā)展差異化的清潔生產(chǎn)審核政策。未來(lái)政策的重點(diǎn)將放在污染行業(yè)的扶持和可持續(xù)性上,同時(shí)擴(kuò)大技術(shù)和信息支持,加強(qiáng)稅收優(yōu)惠政策,推動(dòng)綠色信貸發(fā)展,促進(jìn)清潔生產(chǎn)的融資和綠色創(chuàng)新。

復(fù)材行業(yè)面臨著嚴(yán)重的污染和能耗問(wèn)題,需要采取清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的策略來(lái)改善。可再生能源技術(shù)(包括光伏和風(fēng)電)在復(fù)材行業(yè)中發(fā)揮著重要作用,可以減少碳排放和能源消耗。綠氫工藝也是一個(gè)熱點(diǎn),能夠?yàn)閺?fù)材行業(yè)提供清潔能源和化工產(chǎn)品的替代。數(shù)字化智能制造和機(jī)器人技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率和能源利用效率。回收利用再生技術(shù)能有效減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生,并實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。碳捕集與封存技術(shù)雖然在商業(yè)應(yīng)用方面還有挑戰(zhàn),但復(fù)合材料在碳捕捉領(lǐng)域已經(jīng)顯示出潛力。以上技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展將助力復(fù)材行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色轉(zhuǎn)型。



02
展望


當(dāng)前我國(guó)復(fù)材行業(yè)仍然處于高耗能、高污染的狀態(tài),這嚴(yán)重影響著國(guó)家和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。為了改變這種現(xiàn)狀,我們需要開(kāi)辟一條綠色環(huán)保的道路,建立低碳發(fā)展和綠色發(fā)展的理念,并重視對(duì)節(jié)能減排技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。

首先,需要加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排技術(shù)的研究和應(yīng)用。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,提高生產(chǎn)過(guò)程中能源的利用效率,降低能源消耗和排放物的產(chǎn)生。同時(shí),積極推動(dòng)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的實(shí)施,減少對(duì)資源的浪費(fèi),并找到合適的處理和回收廢棄物的方法。

其次,要優(yōu)化化工行業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)流程和工藝。通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝,減少能源消耗和廢棄物的產(chǎn)生,降低對(duì)環(huán)境的污染。例如,采用低溫和低壓的生產(chǎn)方式,優(yōu)化原料選擇,選擇更環(huán)保和可再生的替代品等。

此外,還需要重視廢棄物能源資源的開(kāi)發(fā)和利用。廢棄物是化工行業(yè)的一個(gè)重要問(wèn)題,但同時(shí)也是一個(gè)潛在的能源資源。通過(guò)合理的處理和回收廢棄物,并將其轉(zhuǎn)化為能源,可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的需求,并促進(jìn)能源的循環(huán)利用。

另外,對(duì)化工行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和控制也是至關(guān)重要的。加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和排污監(jiān)管,嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法律法規(guī),確保化工企業(yè)的排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此外,加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部的自律和良好行為規(guī)范,推動(dòng)企業(yè)向清潔生產(chǎn)和綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型。

總之,為了改善我國(guó)復(fù)材行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,我們必須采取措施推動(dòng)綠色和可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)加強(qiáng)節(jié)能減排技術(shù)的研究和應(yīng)用,優(yōu)化生產(chǎn)流程和工藝,開(kāi)發(fā)廢棄物能源資源,加強(qiáng)監(jiān)督和控制等多個(gè)方面的努力,我們可以激發(fā)我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展?jié)摿Γ瑢?shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保和可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。這樣不僅能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展,還能提升環(huán)境質(zhì)量,為人民群眾的生活提供更好的保障。





參考文獻(xiàn)


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