今後30年間の新エネルギー産業におけるステンレス鋼の応用の分析

提案されたカーボン ピークとカーボン ニュートラルの目標により、中国の将来のエネルギー移行開発の方向性が決定されました。 新しいエネルギー源が徐々に石炭に取って代わり、それによって二酸化炭素排出量が削減され、中国の高炭素から低炭素への移行が実現します。

ステンレス鋼は私たちの戦略的新興産業であり、ハイエンド材料をアップグレードする機器製造業であり、国家の二重炭素戦略の実施であり、エネルギー構造変換の主要材料であり、ますます注目を集めています。

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(1) エネルギー生成におけるステンレス鋼の応用

1. 水力発電

水車の羽根車はステンレス鋼でできており、初期段階で鋳造の形で適用されます。

タービンの大容量・高落差方向への発展に伴い、インペラーの性能向上のため、鍛造品を採用し、鋼種も初期のCr13系から溶接性の良い00Cr13Ni5Mo鋼へと移行しました。

また、0Cr18Ni9N(304N)や 2205 二相ステンレス鋼複合板は、水力発電所の一部の耐腐食性および耐摩耗性コンポーネントに使用され、成功を収めています。

2. 火力発電

火力発電の重要な課題は、熱効率の向上です。

火力発電所のボイラーの熱効率を向上させるためには、大規模な機器と高温高圧の蒸気条件が必然的な開発方向です。

現在、亜臨界ボイラーや超中間ボイラーが工業化されています。 圧力と温度の上昇に伴い、過熱器の鋼管の元の材料は要件を満たすことができなくなり、次のような高温強度に優れたオーステナイト系ステンレス鋼が使用されます。 321 & 316ステンレス鋼、代わりに使用されます。

 

(1) 超々臨界圧火力発電機用タイプCr12、304、310ステンレス耐熱鋼シリーズ。

(2) Cr13 タイプ、lCr12Ni3Mo2Nb、17-4PH のタービンブレード。 ステム、スライドバルブ、N 1Cr13 溶浸のスリーブ。 3Cr13、4Cr13 のばね; CF8C など; ローター X12Cr MoWVNb N10.1.1.

(3) 17-7PH のジェネレーター定圧スプリング。

(4) 表面セルフナノにより、1Cr17ステンレスの耐酸化性を向上。

3. 原子力発電

原子力発電所には、主に核燃料、中性子減速材、核反応制御・反射材、原子炉冷却材、原子炉構造材など、さまざまな材料が関わっています。 その中でも、主にステンレス鋼が原子炉構造材として使用されています。

原子力発電所の核燃料被覆材、原子炉の圧力シェル、原子炉内部構造物、蒸気発生器の伝熱管などはすべて重要な構造材料です。

鋼とニッケル合金は、成熟した製造技術と幅広い供給源により、原子力発電所の構造材料選択の対象となっています。

 

紹介によると、1 万キロワットの原子力発電所の消費電力量は 50000 万トンを超える鉄鋼、原子炉本体圧力容器、パイル コンポーネント、制御棒駆動機構、機器、コンポーネント、回路システム キーの部品鋼やニッケル合金などの部品、その数は数千トンにも及び、加圧水型原子炉や沸騰水型原子炉、冷却材の一次回路に接触する機器や部品、90% 以上が鋼とニッケルでできています。合金、およびステンレス鋼は鋼鉄およびニッケル合金の 80-90% を占めます

4. 潮力発電

波力と潮力を利用するための多くの装置が開発されています。 試作品の一部には、石油・ガス産業の海水環境で長い実績を持つステンレス鋼が使用されています。 この新しいエネルギーに知識を移すことは、さらに重要になります。

二相および超二相合金は、強度と耐食性を兼ね備えており、この過酷な使用環境で重要な役割を果たす可能性があります。

①海水腐食に強いステンレス鋼、波力発電用高強度ステンレス鋼。

(2) 06 Cr17Ni7Ti0.8Al2 および 00Cr13Ni8Mo2Al 高強度ステンレス鋼は、潮力発電シーダムのコントロール ローラーおよびトラック用です。

(3)耐摩耗性海水キャビテーションステンレスシリーズ。

5. 太陽光発電

ステンレス鋼は、太陽熱温水器、薄膜太陽光発電 (PV) プール パネルの基板、クリスタル ライト パネルのサポート パネルとコネクタ、太陽集光システムの大面積ミラーなど、太陽エネルギー用途の天然素材です。

 

(1) 太陽光発電集熱板、貯蔵タンク、アモルファスハニカム底板、熱交換器のプリーツ板などのステンレス鋼。

(2)太陽熱発電用熱交換媒体で耐食性、水素透過係数が低く経済的なステンレス鋼。

(3) アモルファスステンレス鋼の太陽エネルギーの直接吸収。

(4) 高い熱吸収率、少ない反射熱エネルギー、ステンレス鋼の黒色表面処理。

(5) 太陽熱温水器はAISIを採用304、444、Cr17Mo2Ti および B445J1M ステンレス鋼。

(6) 太陽電極フレキシブルフィルムおよびバッテリーフレキシブル基板用の AISI304 ステンレス鋼。

6。 M磁性流体発電設備

 

(1) 00Cr26 Mol、石炭火力磁気三相発電チャンネルのアノードには 0Cr27、中国向けには 02Cr27.5Al6.5RE ステンレス耐熱鋼。

(2) MHD 発電用冷壁材用のステンレス鋼および Fe-Cr-Al 鋼。

(3) 超電導磁性硫黄フレーム、磁性流体発生機ロータ、超低温非磁性ステンレス鋼用伝動装置。

7.地熱エネルギー

(1) 耐硫化性、塩化物イオン酸高温地熱水熱交換器、Mo 経済的ステンレス鋼。

(2) 耐食性が弱く、0Cr13、lCr13 ステンレス鋼を使用した高温地熱水熱交換器です。

(3) 地熱発電所タービンのローター用の 0 Cr13 Ni5 Mo マルテンサイト系ステンレス鋼。

8.廃棄物発電

(1) ごみ焼却発電用ステンレス・耐摩耗ステンレスシリーズ。

(2) プラント大量発電用ステンレス耐熱鋼。

(3) 高効率廃棄物発電ボイラー過熱管 0Cr25 Ni20、0Cr25 Ni20Nb0.4N、0Cr22Ni25 Mo1.5Nb0.15N、0Cr 25Ni13Mo1W など

9. 燃料電池

(1) 溶融炭酸塩燃料電池用 Cr22Al 10 ステンレス耐熱鋼。

(2) 高分子電解質型燃料電池セパレータ用スーパーステンレス鋼。

(3) 固体燃料電池用フィルム技術で処理されたステンレス鋼。

(4) XlNi Cr MoCu25.20.5、XlNi Cr Ni MoCu25.20.7、X2 Cr Ni Mn MoN 25.18.6.5 プロトン交換膜燃料電池バイポーラ プレート用スーパー ステンレス鋼。

(5) 500~700℃ 燃料電池支持板 AISI 430.

(6) ポリマーを電解質とする極低温燃料電池用のさまざまなタイプのステンレス鋼。

(7) 固体酸化物型燃料電池用のステンレス鋼 RMG、232J3。

(8) 燃料電池相互接続棒用の第 XNUMX 世代フェライト系ステンレス鋼。

(9) アモルファスシリコン太陽電池基板用ステンレス鋼。

(10)マイクロボタン電池用無酸素銅/ステンレス鋼/真空管グレードNiの0.3mm複合板材。

(2) 水素エネルギー開発におけるステンレス鋼の応用

水素は自然界に単体で存在することはほとんどなく、工業プロセスで製造する必要があり、すべての水素製造装置にはステンレス鋼が必要であるため、水素の使用は水素製造から始める必要があります。

関連情報によると、ヨーロッパは 750 年に二酸化炭素に 2025 億ユーロ以上を投資する予定です。 2040万トンから00591万トンに増加。

大量のステンレス鋼とニッケル合金が、水素の製造、輸送、貯蔵、および使用に使用されています。 グリーン水素を生成する電解槽には、大量のステンレス鋼と、バイポーラ プレートなどの一部のニッケル合金が必要です。

港湾ターミナル システム、トレーラー、燃料補給ステーションなど、水素の長距離の大容量輸送と貯蔵には、一部のステンレス鋼やニッケル合金のコンポーネントが含まれています。

そして、水素製造装置から水素エネルギー利用までステンレスが必要です。

液化後、水素は貯蔵し、トラック、船、トレーラー、パイプラインで輸送する必要があります。 水素ステーションはステンレス鋼を使用しており、将来的にエネルギーとして水素を必要とする可能性があります。

水素は、ボイラー発電所、火力発電所、自動車、バス、トラック、電車、船舶、フォークリフトなどの動力源としても使用されます。 電解発電機と燃料電池のほとんどのコンポーネントは、ポート ターミナル システム、トレーラー、燃料補給ステーションなど、大量の水素を長距離にわたって輸送および貯蔵するためにステンレス鋼でできています。

これらの設備とツールには、一部のステンレス鋼やニッケル合金部品さえ含まれています。 水素を使用するプロセスでは、固定電源コンポーネント、コージェネレーション ユニット、さらにステンレス鋼とニッケル合金があります。 将来的には、燃料電池はバス、トラック、電車、船舶、フォークリフトでさらに使用されるようになり、バイポーラ プレート、ステンレス鋼、ニッケル合金アセンブリがさらに使用されるようになるでしょう。

まとめ

中長期（今後30年～2050年）では、エネルギー転換がThe Timesのトレンドです。

社会の未来が新しい再生可能エネルギー源に依存していることは明らかです。 また、ステンレス鋼がこれらの生産技術に不可欠な要素になることも明らかです。