Analyse de l'application de l'acier inoxydable dans l'industrie des nouvelles énergies au cours des 30 prochaines années

Avec l'objectif proposé de pic de carbone et de neutralité carbone, la direction du futur développement de la transition énergétique de la Chine a été déterminée. De nouvelles sources d'énergie remplaceront progressivement le charbon, réduisant ainsi les émissions de dioxyde de carbone et réalisant la transition de la Chine d'une forte teneur en carbone à une faible teneur en carbone.

L'acier inoxydable est notre industrie émergente stratégique et l'industrie de la fabrication d'équipements qui met à niveau les matériaux haut de gamme, est la mise en œuvre de la stratégie nationale à double carbone, le matériau clé de la transformation de la structure énergétique, attire de plus en plus l'attention.

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(1) L'application de l'acier inoxydable dans la production d'énergie

1. Production d'énergie hydroélectrique

La roue de la turbine hydraulique est en acier inoxydable et est appliquée sous forme de coulée au stade initial.

En raison du développement de la turbine à grande capacité et à direction de chute élevée, afin d'améliorer les performances de la roue, des produits forgés ont été adoptés et le type d'acier a été transféré du premier type Cr13 à l'acier 00Cr13Ni5Mo avec une bonne soudabilité.

De plus, 0Cr18Ni9N(304N) et 2205 des plaques composites en acier inoxydable duplex ont été utilisées avec succès pour certains composants résistants à la corrosion et à l'usure dans les centrales hydroélectriques.

2. Production d'énergie thermique

Le problème important de la production d'énergie thermique est d'améliorer l'efficacité thermique.

Afin d'améliorer l'efficacité thermique des chaudières des centrales thermiques, les équipements à grande échelle et les conditions de vapeur à haute température et à haute pression sont la direction de développement inévitable.

À l'heure actuelle, les chaudières sous-critiques et super intermédiaires ont été industrialisées. Avec l'augmentation de la pression et de la température, le matériau d'origine du tube en acier du surchauffeur ne peut plus répondre aux exigences, et l'acier inoxydable austénitique avec une bonne résistance à haute température, comme 321 et acier inoxydable 316, est utilisé à la place.

 

(1) Séries en acier inoxydable réfractaire type Cr12, 304, 310 pour groupes thermiques ultra-supercritiques.

(2) Aubes de turbine de type Cr13, lCr12Ni3Mo2Nb, 17-4PH ; Tige, vanne à tiroir, manchon avec infiltration de N 1Cr13 ; Ressort avec 3Cr13, 4Cr13 ; CF8C et ainsi de suite; Rotor X12Cr MoWVNb N10.1.1.

(3) Ressort à pression constante du générateur avec 17-7PH.

(4) La surface auto-nano améliore la résistance à l'oxydation de l'acier inoxydable 1Cr17.

3. Production d'énergie nucléaire

Les centrales nucléaires impliquent une large gamme de matériaux, notamment le combustible nucléaire, le modérateur de neutrons, les matériaux de contrôle et de réflexion de la réaction nucléaire, le liquide de refroidissement du réacteur et les matériaux de structure du réacteur. Parmi eux, l'acier inoxydable est principalement utilisé comme matériau de structure de réacteur.

Le matériau de revêtement du combustible nucléaire des centrales nucléaires, la coque sous pression des réacteurs nucléaires, les composants internes du réacteur, le tube de transfert de chaleur du générateur de vapeur, etc. sont tous des matériaux de structure clés.

Les alliages d'acier et de nickel sont devenus la cible de la sélection des matériaux de structure pour les centrales nucléaires en raison d'une technologie de production mature et de sources étendues.

 

Selon l'introduction, la consommation de la capacité de production d'électricité de 1 million de kilowatts de centrales nucléaires de plus de 50000 tonnes d'acier, la cuve sous pression du corps du réacteur, le composant de pile, le mécanisme d'entraînement de la barre de commande, l'équipement, les composants, les pièces de la clé du système de circuit pièces telles que l'acier et l'alliage de nickel, son nombre pouvant atteindre des milliers de tonnes, en termes de réacteur à eau sous pression et de réacteur à eau bouillante, d'équipements et de composants en contact avec le circuit primaire de fluide caloporteur, Plus de 90% sont en acier et en nickel l'alliage et l'acier inoxydable représentent 80 à 90 % de l'alliage d'acier et de nickel

4. Production d'énergie marémotrice

De nombreux dispositifs sont en cours de développement pour exploiter l'énergie des vagues et des marées. Certains des prototypes utilisent de l'acier inoxydable, qui a une longue expérience dans les environnements d'eau de mer dans l'industrie pétrolière et gazière. Le transfert des connaissances vers cette nouvelle énergie deviendra encore plus important.

Les alliages biphasiques et super biphasiques combinent résistance et résistance à la corrosion et sont susceptibles de jouer un rôle important dans cet environnement de service difficile.

(1) Acier inoxydable résistant à la corrosion par l'eau de mer, acier inoxydable à haute résistance pour la production d'énergie des vagues.

(2) 06 Cr17Ni7Ti0.8Al2 et 00Cr13Ni8Mo2Al en acier inoxydable à haute résistance pour le rouleau de commande et le rail du barrage de production d'énergie marémotrice.

(3) Résistance à la cavitation abrasive de l'eau de mer série inox.

5. Production d'énergie solaire

L'acier inoxydable est un matériau naturel pour les applications d'énergie solaire, y compris les chauffe-eau solaires, les substrats pour les panneaux de piscine photovoltaïques (PV) à couche mince, les panneaux de support et les connecteurs pour les panneaux à lumière cristalline et les miroirs à grande surface pour les systèmes de récupération du soleil.

 

(1) Acier inoxydable pour plaque de collecte de production d'énergie solaire, réservoir de stockage, plaque inférieure en nid d'abeille amorphe, plaque plissée de l'échangeur de chaleur, etc.

(2) production d'énergie solaire thermique avec une résistance à la corrosion du milieu d'échange de chaleur, un faible coefficient de perméabilité à l'hydrogène avec de l'acier inoxydable économique.

(3) absorption directe de l'énergie solaire de l'acier inoxydable amorphe.

(4) taux d'absorption de chaleur élevé, moins d'énergie thermique réfléchie, traitement de surface noir de l'acier inoxydable.

(5) Le chauffe-eau solaire utilise AISI304, Aciers inoxydables 444, Cr17Mo2Ti et B445J1M.

(6) Acier inoxydable AISI304 pour film flexible d'électrode solaire et substrat flexible de batterie.

6. Méquipement de production d'énergie par fluide magnétique

 

(1) 00Cr26 Mol, 0Cr27 pour l'anode du canal de production d'énergie à trois magnétiques au charbon, acier inoxydable résistant à la chaleur 02Cr27.5Al6.5RE pour la Chine.

(2) Acier inoxydable et acier Fe-Cr-Al pour les matériaux de paroi froide de production d'énergie MHD.

(3) Cadre de soufre magnétique supraconducteur, rotor de générateur de fluide magnétique, équipement de transmission pour acier inoxydable non magnétique à ultra-basse température.

7. Énergie géothermique

(1) Résistance au sulfure, échangeur de chaleur à eau géothermique haute température acide ion chlorure avec acier inoxydable économique Mo.

(2) La résistance à la corrosion est un échangeur de chaleur à eau géothermique faible et à haute température avec de l'acier inoxydable 0Cr13, lCr13.

(3) Acier inoxydable martensitique 0 Cr13 Ni5 Mo pour le rotor de la turbine de la centrale géothermique.

8. Production d'énergie résiduelle

(1) Séries en acier inoxydable et en acier inoxydable résistant à l'abrasion pour la production d'électricité pour l'incinération des déchets.

(2) Acier inoxydable résistant à la chaleur pour la production d'électricité de masse.

(3) Tuyau de surchauffe de la chaudière de production d'énergie résiduelle à haut rendement 0Cr25 Ni20, 0Cr25 Ni20Nb0.4N, 0Cr22Ni25 Mo1.5Nb0.15N, 0Cr 25Ni13Mo1W, etc.

9. Réservoirs de carburant

(1) Acier inoxydable Cr22Al 10 réfractaire pour piles à combustible à carbonate fondu.

(2) Super acier inoxydable pour séparateurs de piles à combustible à électrolyte polymère.

(3) Acier inoxydable traité par la technologie des films pour piles à combustible solide.

(4) XlNi Cr MoCu25.20.5, XlNi Cr Ni MoCu25.20.7, X2 Cr Ni Mn MoN 25.18.6.5 super acier inoxydable pour plaques bipolaires de pile à combustible à membrane échangeuse de protons.

(5) plaque de support de pile à combustible 500 ~ 700 ℃ AISI 430.

(6) Différents types d'acier inoxydable pour les piles à combustible cryogéniques avec des polymères comme électrolytes.

(7) Acier inoxydable RMG, 232J3 pour piles à combustible à oxyde solide.

(8) Acier inoxydable ferritique de troisième génération pour tige d'interconnexion de pile à combustible.

(9) Acier inoxydable pour substrat de cellule solaire en silicium amorphe.

(10) matériau de plaque composite de 0.3 mm en cuivre sans oxygène/acier inoxydable/tube à vide de qualité Ni pour pile bouton micro.

(2) L'application de l'acier inoxydable dans le développement de l'énergie hydrogène

L'utilisation de l'hydrogène doit commencer par la production d'hydrogène car l'hydrogène existe rarement dans la nature en tant que substance simple, il doit être produit par des procédés industriels et tous les équipements de production d'hydrogène nécessitent de l'acier inoxydable.

Selon les informations pertinentes, l'Europe investira plus de 750 milliards d'euros dans le dioxyde de carbone en 2025. D'ici 2040, l'énergie verte de l'hydrogène (qui repose principalement sur des énergies sans émissions, à savoir l'éolien, le solaire (00591) et l'hydroélectrolyse) passer de 8.5 millions de tonnes à 30 millions de tonnes.

De grandes quantités d'acier inoxydable et d'alliages de nickel sont utilisées dans la production, le transport, le stockage et l'utilisation de l'hydrogène. Les électrolyseurs qui produisent de l'hydrogène vert nécessitent beaucoup d'acier inoxydable et certains alliages de nickel, comme les plaques bipolaires.

Le transport et le stockage longue distance de grande capacité d'hydrogène, tels que les systèmes de terminaux portuaires, les remorques et les stations de ravitaillement, contiennent des composants en acier inoxydable et même en alliage de nickel.

Et de l'équipement de production d'hydrogène à l'utilisation de l'énergie hydrogène, il faut de l'acier inoxydable.

Après liquéfaction, l'hydrogène doit être stocké et transporté par camion, bateau, remorque et pipeline. Les stations d'hydrogène utilisent de l'acier inoxydable et pourraient avoir besoin d'hydrogène pour produire de l'énergie à l'avenir.

L'hydrogène sera également utilisé comme source d'énergie pour les chaudières, les centrales thermiques, les voitures, les bus, les camions, les trains, les navires, les chariots élévateurs et d'autres véhicules. La plupart des composants des générateurs électrolytiques et des piles à combustible sont en acier inoxydable pour transporter et stocker l'hydrogène sur de longues distances et en grands volumes, tels que les systèmes de terminaux portuaires, les remorques et les stations de ravitaillement.

Ces installations et outillages comprennent certaines pièces en acier inoxydable et même en alliage de nickel. Dans le processus d'utilisation de l'hydrogène, il y a des composants électriques fixes, des unités de cogénération et davantage d'alliages d'acier inoxydable et de nickel. À l'avenir, les piles à combustible seront davantage utilisées dans les bus, les camions, les trains, les navires et les chariots élévateurs, et utiliseront davantage de plaques bipolaires, d'acier inoxydable et d'assemblages en alliage de nickel.

Conclusion

A moyen-long terme (les 30 prochaines années, jusqu'en 2050), la transition énergétique est la tendance du Times.

Il est clair que l'avenir de la société dépend des sources d'énergie nouvelles et renouvelables. Il est également clair que l'acier inoxydable sera un élément indispensable de ces technologies de production.