Roli i katranit të pastër të qymyrit në teknologjinë e gjelbër? 

Ju dëgjoni katranin e qymyrit dhe teknologjinë e gjelbër në të njëjtën fjali, shumica e njerëzve në industri ose tallen ose duken krejtësisht të hutuar. e kuptoj. Për dekada, katrani i qymyrit, lidhësi, shtylla kurrizore e prodhimit tradicional të karbonit, ka qenë sekreti i ndyrë - e keqja e nevojshme për anodat dhe elektrodat. Narrativa ka qenë e gjitha rreth largimit nga pararendësit me bazë fosile. Por këtu është gjëja që shpesh na mungon në atë pikëpamje të thjeshtuar: roli i katran i pastër qymyri nuk ka të bëjë me atë që vetë lënda e parë është e gjelbër; ka të bëjë me efikasitetin, reduktimin e mbetjeve dhe performancën që mundëson në rrjedhën e poshtme në teknologjitë që janë pa mëdyshje pjesë e tranzicionit të gjelbër. Është një nuancë që humbet në të folurit PR.

Pararendësi i keqkuptuar

Le të jemi të qartë. Ne nuk po flasim për katranin e papërpunuar, me shumë përbërës. Fjala kyçe është katran i pastër qymyri, posaçërisht katrani i rafinuar i qymyrit (CTP) me përbërje të kontrolluar. Gabimi i zakonshëm është grumbullimi i të gjithë prekursorëve të karbonit së bashku. Bio-katranët janë premtuese, por qëndrueshmëria dhe vlera e tyre e koksit? Ende një kumar në shkallë industriale. Pika e naftës ka problemet e veta të paqëndrueshmërisë dhe furnizimit. Një CTP me pastërti të lartë ofron një pikënisje të njohur dhe të besueshme. Struktura e saj molekulare, kjo aromatik, është në fakt një përfitim për krijimin e grilave të karbonit të porositura të nevojshme, të themi, në anodat e grafitit për bateritë e automjeteve elektrike. Pjesa e gjelbër fillon kur merrni parasysh alternativën: një proces më pak efikas që kërkon më shumë energji, më shumë refuzime dhe në fund, një gjurmë më të madhe karboni për njësi të performancës.

Më kujtohet një projekt rreth pesë vjet më parë, duke u përpjekur për të zëvendësuar një pjesë të CTP me një lidhës të ri që rrjedh nga bio për elektroda grafiti. Rezultatet e laboratorit ishin të bukura. Rritja deri në një provë në një strukturë partnere ishte një fatkeqësi. Cikli i pjekjes u bë i paparashikueshëm, dendësia e produktit përfundimtar ishte kudo, dhe ne përfunduam me një normë skrap prej 40%. Energjia e harxhuar për pjekjen e atyre biletave me defekt ndoshta ka mohuar çdo përfitim mjedisor nga bio-materiali për vite me radhë. Ishte një mësim i vështirë për efikasitetin në të gjithë sistemin. Ndonjëherë, lënda e parë më e gjelbër çon në një proces më të ndotur në përgjithësi.

Këtu hyjnë kompanitë me përvojë të thellë në shkencën e materialeve. Unë kam shqyrtuar specifikat nga prodhues të vjetër si Hebei Yaofa Carbon Co, Ltd. (Ju mund të gjeni detajet e tyre në https://www.yaofatansu.com). Përqendrimi i tyre në aditivët e karbonit dhe elektrodat e grafitit varen nga konsistenca pararendëse. Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd., si një prodhues i madh karboni me mbi 20 vjet në lojë, e kupton se pastërtia dhe qëndrueshmëria e lëndës së parë të katranit të qymyrit përkthehet drejtpërdrejt në performancën në produktin përfundimtar—më pak fryrje gjatë grafitizimit, përçueshmëri më e mirë, jetëgjatësi më e gjatë. Kjo jetëgjatësi në një EAF për prodhimin e çelikut ose një bateri litium-jon është një fitim i drejtpërdrejtë i qëndrueshmërisë.

Varësia e fshehur e Green Tech

Shikoni dy shtytësit më të mëdhenj të teknologjisë së gjelbër: elektrifikimi i transportit dhe ruajtja e energjisë së rinovueshme. Të dyja mbështeten shumë në materialet e avancuara të karbonit. Tregu i anodës së grafitit po shpërthen. Por nga vjen ai grafit sintetik? Një rrugë kryesore është përmes grafitizimit të koksit me gjilpërë, i cili vetë prodhohet nga… e keni marrë me mend, i rafinuar katran ose rrjedhat e naftës. Shtytja për kapacitet më të lartë, karikim më të shpejtë - ushtron presion të jashtëzakonshëm në mikrostrukturën e anodës. Një koks më i pastër dhe më konsistent që rrjedh nga katrani mund të ofrojë më pak defekte, kinetikë më të mirë të ndërthurjes së litium-jonit. Është një material mundësues, jo kryefjalë.

Pastaj ka anën më pak magjepsëse: përcjellëse aditivët e karbonit. Gjëra si karboni i zi për katoda Li-jon ose agjentë përçues për superkondensatorë. Disa nga ato me performancën më të lartë rrjedhin nga përpunimi i specializuar i katranit. Ata përmirësojnë përçueshmërinë në ngarkesa minimale, që do të thotë se përdorni më pak material aktiv, rrisni densitetin e energjisë. Përsëri, është një shumëzues i forcës për efikasitetin e pajisjes së gjelbër. Kam parë prodhues të qelizave të baterive të fiksuar pas burimit të litiumit, por e trajtojnë aditivin e karbonit si një mall. Gabim i madh. Një ndryshim prej 2% në strukturën e aditivit mund të rrisë jetën e ciklit.

Ne gjithashtu eksperimentuam me përdorimin e rrjedhave të katranit të ricikluar nga industri të tjera. Ideja ishte ari i ekonomisë rrethore. Realiteti ishte një makth filtrimi dhe pastrimi për të hequr ndotësit metalikë që do të helmonin një qelizë baterie. Kostoja e marrjes së tij në specifikat e pastra ishte më e lartë sesa fillimi me një lëndë ushqyese të virgjër dhe të kontrolluar. Është një pilulë e vështirë për t'u gëlltitur, por jo çdo rrugë riciklimi është teknikisht ose ekonomikisht e zbatueshme menjëherë. Prioriteti duhet të jetë performanca dhe besueshmëria e teknologjisë së gjelbër të fundit.

Pengesat praktike në zinxhirin e furnizimit

Të folur katran i pastër qymyri nuk është vetëm një problem kimie; është një enigmë logjistike dhe burimore. Furnizimi po shtrëngohet. Me rënien e operacioneve tradicionale të koksit në disa rajone, sigurimi i një rryme të qëndrueshme katrani me cilësi të lartë është një shqetësim i vërtetë. Kjo paqëndrueshmëri e shtyn, sigurisht, inovacionin, por gjithashtu rrezikon hollimin e cilësisë. Unë kam pasur dërgesa ku përmbajtja e pazgjidhshme në kinolinë (QI) ishte jashtë specifikave, dhe ajo hodhi jashtë të gjithë procesin e impregnimit për një grup elektrodash UHP. Ditët e kohës së prodhimit të humbur.

Kjo është arsyeja pse integrimi vertikal ose marrëdhëniet shumë të ngushta me furnizuesit kanë rëndësi. Një prodhues që kontrollon ose kupton thellësisht lëndën e parë të tij nga faza e furrës së koksit ka një avantazh masiv. Ata mund të zbatojnë më herët kontrollet e cilësisë, të rregullojnë parametrat e rafinimit dhe ta sigurojnë këtë katran i pastër qymyri prodhimi është vërtet i përshtatshëm për qëllimin. Nuk është diçka që mund ta blesh thjesht nga një treg spot nëse synon të kesh nivele të larta elektroda grafit ose premium aditivët e karbonit tregu. Faqja e internetit për Hebei Yaofa Carbon përmend mbi 20 vjet përvojë prodhimi. Në këtë kontekst, kjo përvojë ka të ngjarë të thotë se ata kanë lundruar në vështirësi të shumta të furnizimit dhe kanë stabilizuar tubacionet e tyre pararendëse, gjë që është e panegociueshme për furnizim të besueshëm të materialeve të teknologjisë së gjelbër.

Një dhimbje koke tjetër janë emetimet e pjekjes. VOC-të nga toka gjatë karbonizimit janë një sfidë legjitime mjedisore. Roli i gjelbër këtu kalon nga vetë katrani në teknologjinë që përmban dhe trajton ato emetime. Sistemet e avancuara të kapjes dhe djegies së tymit, duke e kthyer atë nxehtësi të mbeturinave përsëri në energji të procesit - këtu qëndron me të drejtë fokusi aktual mjedisor për proceset e bazuara në katranin. Është një evolucion intensiv, por kritik.

E ardhmja: Ura, jo destinacioni

Pra, është katran i pastër qymyri e ardhmja e materialeve të teknologjisë së gjelbër? Jo, dhe nuk njoh askënd në R&D që mendon se është. Është një urë kritike. Roli i tij është të sigurojë materialet e besueshme të karbonit me performancë të lartë të nevojshme për të rritur teknologjitë si EV-të dhe ruajtjen në rrjet sot, ndërkohë që gjenerata e ardhshme e prekursorëve plotësisht të qëndrueshëm (karboni i ricikluar, me bazë bio, etj.) është zhvilluar dhe, më e rëndësishmja, është provuar në një shkallë prej miliona tonësh.

Hulumtimi është intensiv. Katrani që rrjedh nga linjina, nga mbetjet plastike nëpërmjet pirolizës. Por sa herë që shikoj fletët e të dhënave, pyetjet janë të njëjta: A mund të bëni 10,000 tonë të tillë me të njëjtat specifika çdo muaj? Sa është kostoja për ton në krahasim me ngritjen e performancës? A fut papastërti të reja? nuk jemi ende aty. Braktisja e sistemit aktual përpara se i ri të jetë gati, do të pengonte vetë tranzicionin e gjelbër.

Prandaj, strategjia e gjelbër më pragmatike tani për tani është të maksimizojë efikasitetin në çdo hap të ekzistuesit katran-zinxhiri i produkteve në karbon. Kjo do të thotë të investosh në rafinim për të marrë lëndën fillestare më të pastër, të optimizosh furrat e pjekjes dhe grafitizimit për efikasitet energjie dhe të çosh jetëgjatësinë e produktit në kufirin e tyre. Një elektrodë UHP që zgjat 20% më gjatë në një furre me hark kursen sasi masive të energjisë dhe lëndëve të para për ton çeliku të prodhuar. Ky është një ndikim i prekshëm i gjelbër, i mundësuar nga një material që shpesh jemi shumë të shpejtë për ta keqtrajtuar.

Përfundimi pa një hark

Nuk ka asnjë përfundim të qartë këtu. Është e çrregullt. Roli është kontradiktor në sipërfaqe, por logjik në llogore. Katran i pastër qymyri, ky material industrial i trashëguar, është aktualisht një mundësi e domosdoshme për vetë teknologjitë që synojnë të zhvendosin sistemet industriale të trashëguara. Vlera e tij mjedisore është indirekte dhe sistematike—që gjendet në efikasitetin dhe performancën që i jep aplikimit përfundimtar. Injorimi i kësaj nuance, nxitja për zëvendësimin e parakohshëm të saj bazuar vetëm në optikë, mund t'i bëjë më shumë dëm sesa mirë ritmit të inovacionit. Fokusi duhet të jetë në burimet e përgjegjshme, optimizimin e pamëshirshëm të procesit dhe trajtimin e këtyre materialeve të karbonit jo si mallra, por si komponentë të projektuar me saktësi të së ardhmes sonë të teknologjisë së gjelbër. Puna, si gjithmonë, është në detajet e rënda.