บทบาทของน้ำมันถ่านหินบริสุทธิ์ในเทคโนโลยีสีเขียว? 

คุณได้ยินน้ำมันถ่านหินและเทคโนโลยีสีเขียวในประโยคเดียวกัน คนส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมอาจเยาะเย้ยหรือดูสับสนอย่างยิ่ง ฉันเข้าใจแล้ว เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่น้ำมันดินถ่านหิน สารยึดเกาะ ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการผลิตคาร์บอนแบบดั้งเดิม เป็นความลับสกปรก—สิ่งชั่วร้ายที่จำเป็นสำหรับแอโนดและอิเล็กโทรด การเล่าเรื่องเป็นเรื่องเกี่ยวกับการย้ายออกจากสารตั้งต้นที่มีพื้นฐานมาจากฟอสซิล แต่นี่คือสิ่งที่เรามักจะพลาดในมุมมองที่เรียบง่ายนั้น: บทบาทของ น้ำมันดินถ่านหินบริสุทธิ์ ไม่ได้เกี่ยวกับวัตถุดิบที่เป็นสีเขียว แต่เป็นเรื่องเกี่ยวกับประสิทธิภาพ การลดของเสีย และประสิทธิภาพที่ช่วยให้เทคโนโลยีปลายน้ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงสีเขียวอย่างชัดเจน มันเป็นความแตกต่างเล็กน้อยที่หายไปใน PR-speak

ผู้นำที่เข้าใจผิด

ขอให้ชัดเจน. เราไม่ได้พูดถึงน้ำมันดินที่มีองค์ประกอบหลายองค์ประกอบ คำสำคัญคือ น้ำมันดินถ่านหินบริสุทธิ์น้ำมันดินถ่านหินที่ผ่านการกลั่นโดยเฉพาะ (CTP) ที่มีองค์ประกอบควบคุม ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการรวมสารตั้งต้นของคาร์บอนทั้งหมดเข้าด้วยกัน สนามชีวภาพมีแนวโน้มที่ดี แต่ความสม่ำเสมอและคุณค่าของถ่านโค้กล่ะ? ยังคงเป็นการพนันในระดับอุตสาหกรรม ปริมาณปิโตรเลียมมีความผันผวนและปัญหาอุปทานในตัวเอง CTP ที่มีความบริสุทธิ์สูงให้จุดเริ่มต้นที่เป็นที่รู้จักและเชื่อถือได้ โครงสร้างโมเลกุลของมันซึ่งก็คือความเป็นอะโรมาติกนั้น แท้จริงแล้วเป็นประโยชน์สำหรับการสร้างโครงตาข่ายคาร์บอนที่ได้รับคำสั่งซึ่งจำเป็นในขั้วบวกกราไฟท์สำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ส่วนสีเขียวเริ่มต้นเมื่อคุณพิจารณาทางเลือกอื่น: กระบวนการที่มีประสิทธิภาพน้อยลงซึ่งต้องใช้พลังงานมากขึ้น การคัดแยกมากขึ้น และท้ายที่สุดคือปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่มากขึ้นต่อหน่วยประสิทธิภาพการทำงาน

ฉันจำโครงการหนึ่งเมื่อประมาณห้าปีก่อนได้ โดยพยายามทดแทนส่วนหนึ่งของ CTP ด้วยสารยึดเกาะที่ได้มาจากชีวภาพแบบใหม่สำหรับขั้วไฟฟ้ากราไฟท์ ผลลัพธ์จากแล็บมีความสวยงาม การขยายไปสู่การทดลองใช้งานที่โรงงานของพันธมิตรถือเป็นหายนะ วงจรการอบไม่สามารถคาดเดาได้ ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีอยู่ทั่วทุกแห่ง และสุดท้ายเราก็มีอัตราของเสียอยู่ที่ 40% พลังงานที่สูญเสียไปในการอบบิลเล็ตที่ผิดพลาดเหล่านั้นอาจทำให้ผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมจากวัสดุชีวภาพหมดไปเป็นเวลาหลายปี มันเป็นบทเรียนที่ยากเกี่ยวกับประสิทธิภาพทั้งระบบ บางครั้งวัตถุดิบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นอาจทำให้กระบวนการโดยรวมสกปรกมากขึ้น

นี่คือจุดที่บริษัทที่มีประสบการณ์ด้านวัสดุศาสตร์อย่างลึกซึ้งเข้ามา ฉันได้ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะจากผู้ผลิตที่มีมายาวนานเช่น เหอเป่ย เหยาฟา คาร์บอน บจก. (สามารถดูรายละเอียดได้ที่ https://www.yaofatansu.com). พวกเขาให้ความสำคัญกับ สารเติมแต่งคาร์บอน และอิเล็กโทรดกราไฟท์ขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอของสารตั้งต้น Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd. ในฐานะผู้ผลิตคาร์บอนรายใหญ่ที่ดำเนินธุรกิจมายาวนานกว่า 20 ปี เข้าใจดีว่าความบริสุทธิ์และความเสถียรของวัตถุดิบตั้งต้นที่ใช้น้ำมันดินจากถ่านหินจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย โดยพองตัวน้อยลงในระหว่างการสร้างกราฟ การนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น อายุการใช้งานที่ยาวนานของ EAF ที่ผลิตเหล็กหรือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นช่วยเพิ่มความยั่งยืนโดยตรง

การพึ่งพาที่ซ่อนอยู่ของ Green Tech

ดูปัจจัยขับเคลื่อนที่ใหญ่ที่สุดสองประการของเทคโนโลยีสีเขียว: การใช้พลังงานไฟฟ้าในการขนส่งและการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน ทั้งคู่พึ่งพาวัสดุคาร์บอนขั้นสูงอย่างมาก ตลาดขั้วบวกกราไฟท์กำลังระเบิด แต่กราไฟท์สังเคราะห์นั้นมาจากไหน? เส้นทางหลักคือการทำกราฟิติเซชันของโค้กเข็ม ซึ่งตัวมันเองผลิตจาก... คุณคงเดาได้ว่ามันได้รับการขัดเกลา น้ำมันถ่านหิน หรือแหล่งปิโตรเลียม การผลักดันให้มีความจุสูงขึ้น ชาร์จเร็วขึ้น—สร้างแรงกดดันมหาศาลต่อโครงสร้างจุลภาคของขั้วบวก โค้กที่ได้มาจากพิทช์ที่บริสุทธิ์และสม่ำเสมอยิ่งขึ้นสามารถทำให้เกิดข้อบกพร่องน้อยลงและมีจลนพลศาสตร์ของการแทรกแซงลิเธียมไอออนที่ดีขึ้น เป็นเนื้อหาที่เอื้ออำนวย ไม่ใช่การดำเนินการพาดหัว

นอกจากนี้ยังมีด้านที่มีเสน่ห์น้อยกว่า: สื่อกระแสไฟฟ้า สารเติมแต่งคาร์บอน. สิ่งต่างๆ เช่น คาร์บอนแบล็คสำหรับแคโทด Li-ion หรือสารนำไฟฟ้าสำหรับซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ บางส่วนที่มีประสิทธิภาพสูงสุดได้มาจากการประมวลผลน้ำมันดินแบบพิเศษ โดยจะปรับปรุงการนำไฟฟ้าเมื่อมีการโหลดน้อยที่สุด ซึ่งหมายความว่าคุณจะใช้วัสดุที่ออกฤทธิ์น้อยลง และเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน นี่เป็นตัวคูณแรงสำหรับประสิทธิภาพของอุปกรณ์สีเขียวอีกครั้ง ฉันเคยเห็นผู้ผลิตเซลล์แบตเตอรี่หมกมุ่นอยู่กับแหล่งลิเธียม แต่ถือว่าสารเติมแต่งคาร์บอนเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ ความผิดพลาดครั้งใหญ่ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารเติมแต่ง 2% อาจทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น

นอกจากนี้เรายังทดลองใช้ธารน้ำมันดินรีไซเคิลจากอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกด้วย แนวคิดคือทองคำเศรษฐกิจหมุนเวียน ความจริงก็คือฝันร้ายของการกรองและการทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่เป็นโลหะที่อาจเป็นพิษต่อเซลล์แบตเตอรี่ ต้นทุนในการทำให้เป็นข้อมูลจำเพาะบริสุทธิ์นั้นสูงกว่าการเริ่มต้นด้วยวัตถุดิบตั้งต้นที่บริสุทธิ์และมีการควบคุม เป็นยาเม็ดที่กลืนได้ยาก แต่ไม่ใช่ทุกวิถีทางในการรีไซเคิลจะสามารถทำได้ในทางเทคนิคหรือทางเศรษฐกิจในทันที สิ่งสำคัญอันดับแรกจะต้องอยู่ที่ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของเทคโนโลยีเอนด์กรีน

อุปสรรคในทางปฏิบัติในห่วงโซ่อุปทาน

พูดถึง น้ำมันดินถ่านหินบริสุทธิ์ ไม่ใช่แค่ปัญหาทางเคมีเท่านั้น มันเป็นปริศนาด้านลอจิสติกส์และการจัดหา อุปทานกำลังตึงตัว เนื่องจากการดำเนินงานแบบโค้กแบบดั้งเดิมลดลงในบางภูมิภาค การรักษาน้ำมันดินคุณภาพสูงอย่างต่อเนื่องจึงเป็นข้อกังวลอย่างแท้จริง แน่นอนว่าความผันผวนนี้ผลักดันให้เกิดนวัตกรรม แต่ก็ยังเสี่ยงต่อการลดทอนคุณภาพด้วย ฉันมีการจัดส่งที่เนื้อหาที่ไม่ละลายน้ำควิโนลีน (QI) ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด และทำให้กระบวนการชุบสำหรับอิเล็กโทรด UHP หนึ่งชุดต้องหยุดชะงักลง วันเวลาในการผลิตหายไป

นี่คือเหตุผลว่าทำไมการบูรณาการในแนวดิ่งหรือความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นกับซัพพลายเออร์จึงมีความสำคัญ ผู้ผลิตที่ควบคุมหรือเข้าใจวัตถุดิบตั้งต้นจากขั้นตอนเตาอบโค้กอย่างลึกซึ้งจะมีข้อได้เปรียบอย่างมาก พวกเขาสามารถใช้การตรวจสอบคุณภาพตั้งแต่เนิ่นๆ ปรับพารามิเตอร์การขัดเกลา และรับประกันได้ น้ำมันดินถ่านหินบริสุทธิ์ ผลลัพธ์ที่ได้นั้นเหมาะสมกับวัตถุประสงค์อย่างแท้จริง ไม่ใช่สิ่งที่คุณสามารถซื้อได้จากตลาดสปอตหากคุณตั้งเป้าไปที่ระดับไฮเอนด์ ขั้วไฟฟ้ากราไฟท์ หรือของพรีเมี่ยม สารเติมแต่งคาร์บอน ตลาด เว็บไซต์ของ Hebei Yaofa Carbon กล่าวถึงประสบการณ์การผลิตมากกว่า 20 ปี ในบริบทนี้ ประสบการณ์นั้นน่าจะหมายความว่าพวกเขาได้ผ่านพ้นวิกฤติการจัดหาหลายครั้ง และทำให้ท่อส่งสารตั้งต้นมีความเสถียร ซึ่งไม่สามารถต่อรองได้สำหรับการจัดหาวัสดุเทคโนโลยีสีเขียวที่เชื่อถือได้

อาการปวดหัวอีกประการหนึ่งคือการปล่อยก๊าซเรือนกระจก สารอินทรีย์ระเหยจากการปล่อยก๊าซในระหว่างการทำให้เป็นคาร์บอนถือเป็นความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่ถูกต้องตามกฎหมาย บทบาทสีเขียวในที่นี้เปลี่ยนจากน้ำมันดินไปสู่เทคโนโลยีที่บรรจุและบำบัดการปล่อยก๊าซเหล่านั้น ระบบดักจับควันและการเผาไหม้ขั้นสูง เปลี่ยนความร้อนทิ้งนั้นกลับเป็นพลังงานในกระบวนการผลิต ซึ่งเป็นจุดที่การมุ่งเน้นด้านสิ่งแวดล้อมในปัจจุบันสำหรับกระบวนการที่ใช้น้ำมันดินอยู่อย่างถูกต้อง เป็นวิวัฒนาการที่ต้องใช้เงินลงทุนสูงแต่มีความสำคัญอย่างยิ่ง

อนาคต: สะพาน ไม่ใช่จุดหมายปลายทาง

ดังนั้นคือ น้ำมันดินถ่านหินบริสุทธิ์ อนาคตของวัสดุเทคโนโลยีสีเขียว? ไม่ และฉันไม่รู้จักใครในฝ่ายวิจัยและพัฒนาที่คิดว่าเป็นเช่นนั้น มันเป็นสะพานที่สำคัญ บทบาทของบริษัทคือการจัดหาวัสดุคาร์บอนประสิทธิภาพสูงที่เชื่อถือได้ซึ่งจำเป็นต่อการขยายขนาดเทคโนโลยี เช่น รถยนต์ไฟฟ้าและการจัดเก็บกริดในปัจจุบัน ในขณะที่สารตั้งต้นที่ยั่งยืนรุ่นต่อไป (คาร์บอนจากชีวภาพ คาร์บอนรีไซเคิล ฯลฯ) ได้รับการพัฒนาและได้รับการพิสูจน์อย่างสำคัญในระดับล้านตัน

การวิจัยมีความเข้มข้น พิทช์ที่ได้มาจากลิกนิน จากขยะพลาสติกโดยวิธีไพโรไลซิส แต่ทุกครั้งที่ฉันดูเอกสารข้อมูล คำถามก็เหมือนเดิม: คุณสามารถสร้างมันได้ 10,000 ตันด้วยสเปคเดียวกันทุกเดือนหรือไม่ ต้นทุนต่อตันเมื่อเทียบกับการเพิ่มประสิทธิภาพคือเท่าไร? มันทำให้เกิดสิ่งสกปรกใหม่หรือไม่? เรายังไปไม่ถึงที่นั่น การละทิ้งระบบปัจจุบันก่อนที่ระบบใหม่จะพร้อมจะทำให้การเปลี่ยนผ่านเป็นสีเขียวหยุดชะงัก

ดังนั้นกลยุทธ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดในตอนนี้คือการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในทุกขั้นตอนที่มีอยู่ น้ำมันถ่านหิน-ห่วงโซ่ผลิตภัณฑ์สู่คาร์บอน นั่นหมายถึงการลงทุนในการกลั่นเพื่อให้ได้วัตถุดิบที่บริสุทธิ์ที่สุด การเพิ่มประสิทธิภาพเตาอบและเตากราไฟท์เพื่อประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และผลักดันอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ให้ถึงขีดจำกัด อิเล็กโทรด UHP ที่มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 20% ในเตาอาร์คช่วยประหยัดพลังงานและวัตถุดิบจำนวนมหาศาลต่อตันของเหล็กที่ผลิตได้ นั่นเป็นผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่จับต้องได้ ซึ่งเกิดขึ้นจากเนื้อหาที่เรามักเร็วเกินไปที่จะทำร้ายผู้อื่น

สรุปโดยไม่ต้องโค้งคำนับ

ไม่มีข้อสรุปที่ชัดเจนที่นี่ มันยุ่ง. บทบาทนี้ขัดแย้งกันบนพื้นผิวแต่สมเหตุสมผลในสนามเพลาะ น้ำมันดินถ่านหินบริสุทธิ์ซึ่งเป็นวัสดุทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมนี้ ในปัจจุบันเป็นตัวช่วยที่ขาดไม่ได้สำหรับเทคโนโลยีที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อแทนที่ระบบอุตสาหกรรมแบบเดิม คุณค่าด้านสิ่งแวดล้อมเป็นค่าทางอ้อมและเป็นระบบ พบได้จากประสิทธิภาพและสมรรถนะที่มอบให้กับการใช้งานขั้นสุดท้าย การเพิกเฉยต่อความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ นี้ การผลักดันให้มีการเปลี่ยนก่อนเวลาอันควรโดยอาศัยระบบออพติคเพียงอย่างเดียว อาจส่งผลเสียมากกว่าผลดีต่อความก้าวหน้าของนวัตกรรม จุดมุ่งเน้นควรอยู่ที่การจัดหาอย่างมีความรับผิดชอบ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการอย่างไม่หยุดยั้ง และการปฏิบัติต่อวัสดุคาร์บอนเหล่านี้ไม่ใช่เป็นสินค้าโภคภัณฑ์ แต่เป็นส่วนประกอบที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำสำหรับอนาคตเทคโนโลยีสีเขียวของเรา งานอยู่ในรายละเอียดที่ละเอียดเช่นเคย