不銹鋼，在新能源中有這些重要作用

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伴隨著碳減排、碳中和目標(biāo)的提出，我國(guó)未來新能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的方位明確表示，綠色能源會(huì)逐步取代煤碳，進(jìn)而減少二氧化碳的排放，完成我國(guó)由高碳鋼向低碳環(huán)保的轉(zhuǎn)型。不銹鋼是中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和裝備制造業(yè)升級(jí)的高品質(zhì)材料，是實(shí)施我國(guó)雙碳戰(zhàn)略、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在材料，已經(jīng)獲得越來越多關(guān)心。

1?不銹鋼在能源發(fā)電中的運(yùn)用

1水力發(fā)電發(fā)電

水力發(fā)電發(fā)電用水輪機(jī)的離心葉輪大多采用不銹鋼生產(chǎn)制造，初期多為鍛造方式運(yùn)用，因?yàn)樗啓C(jī)向大空間、高起伏方面發(fā)展，為提升離心葉輪的性能指標(biāo)，已選用鍛產(chǎn)品，在鋼材牌號(hào)層面已經(jīng)從早期Cr13型向可鍛性較好的00Cr13Ni5Mo鋼過多。除此之外，在水電廠中的一些耐腐蝕、耐磨損構(gòu)件已經(jīng)成功應(yīng)用0Cr18Ni9N(304N)和2205兩相不銹鋼夾芯板。

2火力點(diǎn)發(fā)電

火力點(diǎn)發(fā)電的重要問題是提升熱效，為提升火電廠鍋爐的熱效，機(jī)器設(shè)備進(jìn)口替代，蒸氣標(biāo)準(zhǔn)超高壓高溫化則是必定發(fā)展的趨勢(shì)?，F(xiàn)階段亞臨界、超臨介加熱爐已現(xiàn)代化。伴隨著工作壓力和溫度的提升，受熱面鋼管的原用材料已不能滿足規(guī)定，改成321和316不銹鋼等具有較強(qiáng)持續(xù)高溫強(qiáng)度馬氏體不銹鋼。

（1）超超臨界火力發(fā)電發(fā)電機(jī)組用Cr12、304、310型不銹鋼耐磨鋼系列產(chǎn)品。

（2）透平機(jī)組葉子用Cr13型、lCr12Ni3Mo2Nb、17-4PH；閥座、旋片泵、套筒規(guī)格用滲N 1Cr13；扭簧用3Cr13、4Cr13；機(jī)罩用CF8C等；電機(jī)轉(zhuǎn)子用X12Cr MoWVNb N10.1.1。

（3）發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓扭簧用17-7PH。

（4）表層自納米化提升1Cr17不銹鋼的抗氧化。

3核技術(shù)發(fā)電

核電廠涉及到材料行業(yè)十分廣泛，主要包含燃料、氫核慢化劑、熱核反應(yīng)控制與反射面材料、核反應(yīng)堆冷卻液、核反應(yīng)堆構(gòu)造材料。在其中，不銹鋼關(guān)鍵做為核反應(yīng)堆構(gòu)造材料得到應(yīng)用。

核電廠燃料包殼材料、原子爐的壓力殼、核反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件、燃?xì)庹羝仩t熱傳導(dǎo)管等全是重要構(gòu)造材料，鋼和鎳合金因?yàn)樯a(chǎn)制造質(zhì)量穩(wěn)定、由來比較廣泛，變成核電廠構(gòu)造材料的挑選總體目標(biāo)。

據(jù)了解，發(fā)電水平100億千瓦的核電廠耗費(fèi)建筑鋼材5萬(wàn)噸以上，核反應(yīng)堆本體的壓力殼、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、一回路系統(tǒng)軟件的機(jī)器、預(yù)制構(gòu)件、構(gòu)件等重點(diǎn)部位使用的鋼和鎳合金，其總數(shù)高達(dá)數(shù)千噸，就壓水堆和沸水堆來講，與一回路冷卻液接觸到的設(shè)備及預(yù)制構(gòu)件，90%之上要用鋼和鎳合金生產(chǎn)制造，在鋼和鎳合金中不銹鋼占80-90%

4潮汐發(fā)電發(fā)電

許多運(yùn)用波浪紋和潮汐發(fā)電的機(jī)器都正處于開發(fā)設(shè)計(jì)當(dāng)中。其中的一些原形機(jī)器設(shè)備使用不銹鋼，這種不銹鋼在石油天然氣工業(yè)上有著長(zhǎng)期性海水自然環(huán)境使用情況。把知識(shí)傳遞到這個(gè)新能源市場(chǎng)將變得更加關(guān)鍵。兩相和非常兩相鋁合金把強(qiáng)度與耐腐蝕性融合到一起，將很可能在這類嚴(yán)苛的使用場(chǎng)景中起到重要作用。

（1）波浪能發(fā)電用耐海水腐蝕不銹鋼、高韌性不銹鋼。

（2）潮汐發(fā)電發(fā)電海面壩操縱滾軸及履帶式用06 Cr17Ni7 Ti0.8 Al2與00Cr13 Ni8 Mo2Al高強(qiáng)度不銹鋼。

（3）耐含砂海面汽蝕用不銹鋼系列產(chǎn)品。

5太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)電

不銹鋼是太陽(yáng)能的利用天然材料，主要用途包含廣東太陽(yáng)能熱水器、塑料薄膜光學(xué)(PV)池板的真皮層、結(jié)晶光光伏板的大力支持板射頻連接器及其太陽(yáng)收集系統(tǒng)的大規(guī)模反射鏡片。

（1）自然光能發(fā)電用搜集板、儲(chǔ)水池、不定形蜂窩狀底版、換熱器的皺紋狀機(jī)等用不銹鋼。

（2）太陽(yáng)熱能發(fā)電用耐熱互換物質(zhì)浸蝕、低氫透水率用經(jīng)濟(jì)發(fā)展不銹鋼。

（3）立即消化吸收太陽(yáng)能非晶不銹鋼。

（4）吸熱反應(yīng)率大、反射面熱量少、表層灰黑色解決不銹鋼。

（5）廣東太陽(yáng)能熱水器用AISI304、444、Cr17Mo2 Ti及B445J1M不銹鋼。

（6）太陽(yáng)能發(fā)電電級(jí)軟性塑料薄膜、充電電池軟性基板用AISI304不銹鋼。

6磁液發(fā)電機(jī)器設(shè)備

（1）原煤磁硫體發(fā)電安全通道陽(yáng)極氧化用00Cr26 Mol、0 Cr27，中國(guó)用02Cr27.5Al6.5RE不銹鋼耐磨鋼。

（2）磁液發(fā)電冷壁材料用不銹鋼與Fe-Cr-Al鋼。

（3）超導(dǎo)體磁硫體架構(gòu)、磁液發(fā)電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子、輸電設(shè)備用低溫?zé)o碳不銹鋼。

7地?zé)崮茉?/p>

（1）耐硫酸鹽、氯離子含量酸堿性持續(xù)高溫地?zé)峁┡瘬Q熱器用含Mo經(jīng)濟(jì)發(fā)展不銹鋼。

（2）耐腐蝕性較差、持續(xù)高溫地?zé)峁┡瘬Q熱器用0Cr13、lCr13不銹鋼。

（3）地火力發(fā)電汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子用0 Cr13 Ni5 Mo奧氏體不銹鋼。

8廢料發(fā)電

（1）垃圾焚燒發(fā)電發(fā)電用不銹鋼耐磨鋼與耐磨損蝕不銹鋼系列產(chǎn)品。

（2）綠色植物質(zhì)能發(fā)電用不銹鋼耐磨鋼。

（3）高效率廢料發(fā)電加熱爐超溫有用0Cr25 Ni20、0Cr25 Ni20Nb0.4N、0Cr22Ni25 Mo1.5Nb0.15 N、0 Cr 25 Ni13 Mo1W等。

9燃料電池

（1）熔化硫化物燃料電池用Cr22Al 10不銹鋼耐磨鋼。

（2）高分子材料電解質(zhì)溶液燃料電池分離設(shè)備用非常不銹鋼。

（3）固態(tài)燃料電池用經(jīng)薄膜技術(shù)處理不銹鋼。

（4）離子交換膜燃料電池雙極板用XlNi Cr MoCu25.20.5、XlNi Cr Ni MoCu25.20.7、X2 Cr Ni Mn MoN 25.18.6.5非常不銹鋼。

（5）500~700℃燃料電池支撐架板用AISI 430。

（6）高聚物做為電解質(zhì)溶液的超低溫燃料電池用不同種類不銹鋼（已經(jīng)選料）。

（7）固態(tài)金屬氧化物燃料電池用不銹鋼RMG、232J3。

（8）燃料電池互聯(lián)桿用第三代金相組織不銹鋼。

（9）非晶硅太陽(yáng)能電池基板用不銹鋼。

（10）小型扣式電池用線材/不銹鋼/整流管級(jí)Ni的0.3mm夾芯板材料。

2?不銹鋼在氫能源開發(fā)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

氫的運(yùn)用必須從制氫逐漸，這是因?yàn)闅湓诖笞匀恢蟹浅Ｉ僖曰衔锏男问酱嬖?，必須通過工業(yè)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，每一個(gè)制氫設(shè)備都要不銹鋼。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，歐洲地區(qū)將于2025年中合二氧化碳項(xiàng)目投資7500多億英鎊。從目前到2040年，翠綠色氫能源(基本上取決于零排放動(dòng)能 即風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電(00591)和水可電解法)從850萬(wàn)噸級(jí)增至3000萬(wàn)噸級(jí)。在氫氣生產(chǎn)、運(yùn)送、貯存和使用中，應(yīng)用了很多的不銹鋼和鎳合金。生產(chǎn)制造翠綠色氫氣的電除塵器需要大量不銹鋼和一些鎳合金，如雙極板。氫氣的長(zhǎng)途高容運(yùn)輸貯存，如港口物流系統(tǒng)軟件、托車和氫能源汽車，都帶有一些不銹鋼乃至鎳合金構(gòu)件。

從上圖能夠得知，從制氫設(shè)備到氫能利用都要不銹鋼。汽化后需貯存氫氣，并通過貨車、貨輪、托車和輸送管道。氫氣站需要使用不銹鋼，以后可能必須氫氣做為電力能源。氫氣也將被用作加熱爐發(fā)電廠、火力點(diǎn)發(fā)電廠、車輛、公交車、貨車、列車、貨輪、電動(dòng)叉車和其它代步工具的動(dòng)力裝置。電解法發(fā)電機(jī)和燃料電池的大多數(shù)構(gòu)件由不銹鋼做成遠(yuǎn)距離、大空間運(yùn)輸貯存氫氣，如港口物流系統(tǒng)軟件、托車和氫能源汽車。這種設(shè)備和專用工具包括一些不銹鋼乃至鎳合金零件。使用氫氣的過程當(dāng)中，有固定驅(qū)動(dòng)力構(gòu)件、熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目設(shè)備，以及更多的不銹鋼和鎳合金。將來，燃料電池將更多地用以公交車、貨車、列車、貨輪和電動(dòng)叉車，并把應(yīng)用更多雙極板、不銹鋼和鎳合金部件。

匯總

從中遠(yuǎn)期看（2050年），能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是大趨勢(shì)，社會(huì)的未來取決于新能源技術(shù)和可再生資源，這一點(diǎn)是很明確的，一樣明確一點(diǎn)不銹鋼無(wú)疑是這種生產(chǎn)工藝中不可或缺的一個(gè)一部分。