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專題報告

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復合材料行業清潔生產與循環經濟研究簡報(下篇)

回收利用再生技術

隨著復合材料應用領域的擴大和需求量的增加,廢棄物的產生也呈逐年增加的趨勢。傳統的處理方法如填埋廢棄物不僅對環境造成污染,還導致大量資源的浪費。因此,回收碳纖維復合材料中具有價值的碳纖維成為該領域的研究熱點。在碳纖維環氧樹脂基復合材料中,環氧樹脂的固化反應是不可逆的,這使得碳纖維的回收再利用變得困難。針對這一難點,研究人員正致力于開發有效的降解方法和回收技術,例如熱解、溶解再生和化學修復等。這些方法可以實現碳纖維的高效回收,并用于制備新的碳纖維復合材料,以實現資源的可持續利用。此外,建立碳纖維廢棄物回收處理的規范和標準也是推動回收技術發展的重要環節。其主流技術介紹如下。

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

復合材料行業清潔生產與循環經濟研究簡報(下篇)

流化床熱回收工藝

風能和航空制造業每年可生產200萬噸的FRP。航空業是可回收的大量復合廢物的來源。再生聚合物可用于生產木塑復合材料(WPC)。這些復合材料具有優異的尺寸穩定性、剛度、強度和耐腐蝕性。在鐵路制造方面,一些國家利用回收的碳纖維(CF)開發雙軸轉向架,以實現環保并降低成本。然而,回收物的機械性能,尤其是抗疲勞性,仍需要進一步研究。增材制造(AM)可實現零浪費制造,通過AM的循環經濟方法回收3D打印復合材料產品。大多數研究者在回收利用復合材料/聚合物原料絲方面取得了進展,并評估了回收物與原始材料的最佳配比,以開發高質量的含再生塑料復合材料。這種方法可適用于金屬/塑料、塑料/塑料、陶瓷/塑料和纖維/塑料等復合材料的回收利用。


利用與封存(CCUS)技術

碳捕集與封存(CCS)技術總體成熟度還未達到商業應用水平,目前我國已部署了部分CCS設施,2020年捕捉能力約478萬噸/年 ,但由于成本高、能耗大、安全性和可靠性不足使得其發展與技術路線圖1000萬噸/年的規劃仍有較大差距。但根據現階段研究顯示,復合材料已經在碳捕捉領域嶄露頭角,例如將塑料廢物轉化為多孔碳以捕獲CO2是同時解決碳排放和塑料污染問題的方法。使用離子交換樹脂(IERs)進行濕變碳捕獲的研究等都是在碳捕捉領域最為前沿的研究。隨著碳排放政策的落地,碳交易必將成為新的市場熱點,碳捕捉技術也將在這一市場中占據一席之地,隨之也將帶動相應復合材料行業的繁榮。

復合材料行業清潔生產與循環經濟研究簡報(下篇)

多孔復合材料應用于碳捕捉



總結與展望

——發展轉型帶動產業格局重塑

圖片
01
總結


中國依賴資源開發和使用推動了經濟增長,但也導致了能源消耗和污染排放的增加。為了解決環境問題,中國采取了多樣化的監管措施,包括設立機構、頒布法律法規和增加投資。清潔生產作為前沿環境治理工具,得到了國家的高度重視。自1992年以來,清潔生產在國家立法、試點和審核制度制定的推動下不斷發展。國家先后發布了清潔生產標準和規制,企業也開始參與清潔生產審核。為了保證清潔生產審核的實施,國家推出了一系列補貼政策來改善企業財務狀況,并鼓勵企業進行綠色創新。政策層面的清潔生產審核對企業綠色創新具有積極影響,能夠推動經濟和環境的雙重發展。政府應繼續加強監察機構職責,共享研究成果,構建科學的政策評估制度,以及引導地區發展差異化的清潔生產審核政策。未來政策的重點將放在污染行業的扶持和可持續性上,同時擴大技術和信息支持,加強稅收優惠政策,推動綠色信貸發展,促進清潔生產的融資和綠色創新。

復材行業面臨著嚴重的污染和能耗問題,需要采取清潔生產和循環經濟的策略來改善。可再生能源技術(包括光伏和風電)在復材行業中發揮著重要作用,可以減少碳排放和能源消耗。綠氫工藝也是一個熱點,能夠為復材行業提供清潔能源和化工產品的替代。數字化智能制造和機器人技術可以提高生產效率和能源利用效率。回收利用再生技術能有效減少廢棄物的產生,并實現資源的可持續利用。碳捕集與封存技術雖然在商業應用方面還有挑戰,但復合材料在碳捕捉領域已經顯示出潛力。以上技術的應用和發展將助力復材行業實現可持續發展和綠色轉型。



02
展望


當前我國復材行業仍然處于高耗能、高污染的狀態,這嚴重影響著國家和社會的可持續發展。為了改變這種現狀,我們需要開辟一條綠色環保的道路,建立低碳發展和綠色發展的理念,并重視對節能減排技術的研究和開發。

首先,需要加強對節能減排技術的研究和應用。通過引進先進的技術和設備,提高生產過程中能源的利用效率,降低能源消耗和排放物的產生。同時,積極推動清潔生產和循環經濟理念的實施,減少對資源的浪費,并找到合適的處理和回收廢棄物的方法。

其次,要優化化工行業內部的生產流程和工藝。通過改進生產工藝,減少能源消耗和廢棄物的產生,降低對環境的污染。例如,采用低溫和低壓的生產方式,優化原料選擇,選擇更環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發和利用。廢棄物是化工行業的一個重要問題,但同時也是一個潛在的能源資源。通過合理的處理和回收廢棄物,并將其轉化為能源,可以減少對傳統能源的需求,并促進能源的循環利用。

另外,對化工行業的生產過程進行監督和控制也是至關重要的。加強環境監測和排污監管,嚴格執行環境保護法律法規,確保化工企業的排放達到國家標準。此外,加強行業內部的自律和良好行為規范,推動企業向清潔生產和綠色發展轉型。

總之,為了改善我國復材行業的發展狀況,我們必須采取措施推動綠色和可持續發展。通過加強節能減排技術的研究和應用,優化生產流程和工藝,開發廢棄物能源資源,加強監督和控制等多個方面的努力,我們可以激發我國化工行業的發展潛力,實現綠色、環保和可持續的發展目標。這樣不僅能促進經濟的健康發展,還能提升環境質量,為人民群眾的生活提供更好的保障。





參考文獻


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