Os problemas de emisión de carbono no proceso de produción de eléctrodos de grafito pódense abordar de forma integral mediante unha combinación de actualizacións tecnolóxicas, optimización de procesos e estratexias de xestión de enerxía, como se describe a continuación:
I. Melloras tecnolóxicas: equipos de alta eficiencia e substitución de enerxías limpas
1. Iteración da tecnoloxía do forno de grafitización
Os fornos tradicionais de Acheson consomen ata 3.200-4.800 kWh por tonelada de eléctrodos de grafito, con variacións de temperatura significativas que provocan un desperdicio de enerxía. A adopción de fornos de grafitización lonxitudinal (LWG) pode acurtar o tempo de quecemento a 9-15 horas, reducir o consumo de electricidade entre un 20 % e un 30 % e conseguir unha resistividade máis uniforme. Por exemplo, o proxecto de carbono Xinjiang East Hope reduciu o consumo de enerxía por tonelada de eléctrodos en aproximadamente 300 kWh mediante a aplicación de fornos LWG, o que reduce indirectamente as emisións de carbono.
2. Substitución de enerxía limpa
Producir unha tonelada de eléctrodos de grafito consome arredor de 1,7 toneladas de carbón estándar e emite 4,5 toneladas de CO₂. A utilización de electricidade verde (por exemplo, enerxía solar ou eólica) para impulsar fornos de grafitización permite reducións directas de emisións. Por exemplo, algunhas empresas de Mongolia Interior aumentaron a proporción de electricidade verde a máis do 50 % mediante proxectos de integración "fonte-rede-carga-almacenamento", o que reduciu as emisións de carbono por tonelada de eléctrodos nun 40 %.
3. Sistemas de recuperación de calor residual
A instalación de caldeiras de calor residual nas etapas de cocción e grafitización recupera os gases de combustión a alta temperatura (200-800 °C) para xerar vapor para calefacción ou xeración de enerxía. O Proxecto de Carbono Shanxi Taigu Baoguang conseguiu un aforro anual de aproximadamente 2.000 toneladas de carbón estándar e reduciu as emisións de CO₂ en 5.200 toneladas mediante a recuperación da calor residual.
II. Optimización de procesos: redución do consumo de materias primas e enerxía
1. Preprocesamento de materia prima refinada
- Fase de calcinación: Controlar as propiedades do coque de petróleo (densidade real ≥ 2,07 g/cm³, resistividade ≤ 550 μΩ·m) para minimizar o consumo de enerxía do procesamento posterior.
- Proceso de impregnación: Mellora a densidade aparente do produto e reduce a porosidade mediante "tripla impregnación e cuádrupla cocción" ou "dobre impregnación e tripla cocción". Por exemplo, lograr unha taxa de aumento de peso de impregnación secundaria de ≥9 % pode reducir os ciclos de cocción repetidos e aforrar entre un 15 % e un 20 % no consumo de enerxía.
2. Conformación a baixa temperatura e fluxos de proceso acurtados
Adoptar técnicas de conformado a baixa temperatura (por exemplo, extrusión a 90-120 °C) para reducir as emisións volátiles e baixar as temperaturas de cocción posteriores. Ao mesmo tempo, optimizar os fluxos de traballo de produción para acurtar o ciclo desde as materias primas ata os produtos acabados, minimizando o consumo acumulado de enerxía.
3. Reciclaxe de gases residuais
Os gases de combustión dos fornos de cocción que conteñen compoñentes combustibles como CO e H₂ pódense purificar e reutilizar en sistemas de calefacción. O proxecto Xinjiang East Hope aforrou aproximadamente 300.000 m³ de gas natural anualmente e reduciu as emisións de CO₂ en 600 toneladas mediante a tecnoloxía de reciclaxe de gases residuais.
III. Xestión da enerxía: dixitalización e economía circular
1. Sistemas intelixentes de monitorización de enerxía
Implementar sensores de IoT para monitorizar os datos de consumo de enerxía en tempo real (por exemplo, electricidade e calor) en todas as etapas de produción, optimizando os parámetros dos equipos mediante algoritmos de IA. Por exemplo, unha empresa reduciu o tempo de inactividade do forno de grafitización nun 30 % mediante unha monitorización intelixente, aforrando aproximadamente 500 000 kWh de electricidade ao ano.
2. Captura, utilización e almacenamento de carbono (CCUS)
Instalar dispositivos de captura de carbono nas saídas de gases de combustión dos fornos de grafitización para comprimir o CO₂ para a súa inxección subterránea ou o seu uso como materia prima química. A pesar dos altos custos actuais (aproximadamente 300-600 RMB/tonelada de CO₂), a CCUS representa unha vía fundamental a longo prazo para a descarbonización profunda.
3. Modelos de economía circular
- Vertido cero de augas residuais: Tratar as augas residuais domésticas para a súa reutilización na depuración de gases de combustión ou na paisaxística, á vez que se implementa a utilización en cascada das augas residuais de produción. O proxecto Shanxi Taigu conseguiu un vertido cero de augas residuais, aforrando aproximadamente 100.000 toneladas de auga ao ano.
- Reciclaxe de residuos sólidos: devolver o po recollido na cámara de mangas (aproximadamente 344 toneladas/ano) e os restos de moenda frontal (aproximadamente 500 toneladas/ano) á liña de produción, o que reduce o consumo de materia prima e as emisións relacionadas co tratamento de residuos.
IV. Sinerxia entre políticas e mercado: impulsando a transformación da industria
1. Aplicación das normas de emisións ultrabaixas
Adoptar normas como as deNorma de emisión de contaminantes para a industria do aluminio(GB25465-2010), que esixe concentracións de partículas, SO₂ e NOx de ≤10 mg/m³, ≤35 mg/m³ e ≤50 mg/m³, respectivamente, para obrigar a realizar melloras tecnolóxicas.
2. Incentivos do mercado de comercio de carbono
Incluír a produción de eléctrodos de grafito no mercado nacional de carbono para crear restricións económicas mediante o comercio de cotas de carbono. Por exemplo, se unha empresa reduce as emisións de carbono por tonelada de eléctrodos de 4,5 toneladas a 3 toneladas, pode beneficiarse da venda de cotas excedentes, fomentando un ciclo positivo de redución de emisións.
3. Certificación da cadea de subministración verde
As siderúrxicas de produción augas abaixo poden priorizar a compra de eléctrodos de grafito baixos en carbono para incentivar os produtores augas arriba a reducir as emisións. Por exemplo, unha planta siderúrxica de forno de arco eléctrico esixiu aos provedores que alcanzasen ≤3,5 toneladas de emisións de CO₂ por tonelada de eléctrodos, impoñendo unha prima de prezo do 10 % por incumprimento.
Data de publicación: 12 de agosto de 2025