비정질 합금 건조 변압기의 녹색 혁명 : 전체 수명주기 관점에서 재활용 도전과 환경 가치

전 세계 탄소 중립 목표 가속화를 배경으로 전력 장비 산업은 조용한 환경 혁명을 겪고 있습니다. 전력 전송 및 유통 시스템의 핵심 장비로서, 변압기 에너지 효율이 1% 증가하면 연간 이산화탄소 배출량 (International Energy Agency Data)의 연간 감소를 달성 할 수 있습니다. 이 변형에서 비정질 합금 건조 변압기 혁신적인 재료 속성으로 업계의 지속 가능한 개발 환경을 재구성하고 있습니다.
비정질 합금의 원자 배열 구조는 전통적인 실리콘 스틸 시트의 결정 제한을 통해 파손된다. 제조 공정은 초당 수백만 정도의 초고속 냉각 기술을 사용하여 철기 기반 합금을 비정질 상태로 직접 굳 힙니다. 이 파괴적인 과정은 두 가지 주요 환경 장점을 제공합니다.
무부하 손실은 70-80%감소합니다. 비정질 합금의 강압은 실리콘 스틸 시트의 1/10에 불과하며, 히스테리시스 손실이 크게 줄어들고, 전체 수명주기에 걸쳐 탄소 배출량은 45 톤 감소 될 수 있습니다 (2000KVA 변압기의 20 년 작동주기를 기준으로 계산).
제조 에너지 소비는 30%절약됩니다. 방향 실리콘 스틸의 전통적인 고온 어닐링 공정이 제거되고 생산 공정에서 12 개의 고 에너지 소비 공정이 줄어 듭니다.
일본의 Hitachi Metals의 경험적 연구에 따르면 10,000 개의 비정질 합금 변압기마다 연간 전력 절약은 3.5 3 개의 협곡 발전소의 일일 발전과 동일합니다. 이러한 지수 에너지 효율 개선은 스마트 그리드 구성을위한 전략적 선택입니다.
상당한 환경 적 이점에도 불구하고, 비정질 합금의 재활용 시스템은 여전히 ​​특별한 도전에 직면 해있다.
재료 브리티노스 문제 : 분해 중에 두께가 25μm에 불과한 스트립 구조는 쉽게 파손되며 전통적인 크러싱 및 분류 기술의 복구 속도는 60% 미만입니다.
성분 분리 딜레마 : 철 (80%), 붕소 (10%) 및 실리콘 (5%)의 정확한 비율은 화학 정제가 필요하며 가공 비용은 실리콘 스틸보다 2.3 배 높습니다.
표준 시스템 부족 : 세계는 아직 통합 된 추적 성 인증 메커니즘을 확립하지 않았으므로 재활용 재료가 고급 제조 체인으로 돌아 오기가 어렵습니다.
독일 지멘스와 중국 과학 아카데미가 공동으로 개발 한 저온 혈장 분리 기술은 금속 회수율을 92%로 성공적으로 증가 시켰습니다. 동시에, 재료 여권 시스템은 블록 체인 기술을 통해 설립되어 업계에 복제 가능한 솔루션을 제공했습니다.
수명주기 평가 (LCA) 메소드를 사용한 비교 분석 (차트 참조) :
지표 비정질 합금 변압기 전통적인 실리콘 스틸 변압기
생산 단계 (kg) 8500 12000에서 동등합니다
사용 단계에서 연간 손실 (KWH) 4800 22000
재활용 재료 활용률 78% 92%
100 년 탄소 발자국 (Tco₂e) 148 412
데이터는 비정질 합금이 재활용 링크에서 기술적 인 병목 현상을 가지고 있지만 사용 단계에서의 방출 감소 이점은 재활용 시스템의 환경 비용을 상쇄하기에 충분하다는 것을 보여줍니다. 미국 에너지 부는 모든 글로벌 유통 변압기가 비정질 합금으로 대체되면 연간 탄소 감소는 인도의 총 전국 배출량을 초과 할 것으로 추정합니다.
비정질 합금 변압기의 환경 적 이점을 극대화하려면 3 단계 혁신 시스템을 구축해야합니다.
재료 혁명 : Antai Technology에서 개발 한 Fe-Si-B-Cu 나노 결정질 합금은 저 손실 특성을 유지하면서 강인성을 300% 향상시킵니다.
프로세스 혁신 : ABB의 모듈 식 설계
정책 추진 : EU의 새로 공표 된 Ecodesign 2023 규정에는 A
China Electric Power Research Institute는 탄소 시장 소득을 통한 재활용 기술 연구 및 개발을 통해 지속 가능한 비즈니스 폐쇄 루프를 형성하기위한 "탄소 신용-재활용 기금"연계 메커니즘을 설립 할 것을 권장합니다.
기후 변화와 에너지 위기의 이중 압력 하에서, 비정질 합금 건조 유형 변압기는 재료 과학의 획기적인 것을 나타내는 것뿐만 아니라 전력 장비의 생태를 재구성하기위한 풀 크럼을 나타냅니다. 기술 혁신이 재활용 병목 현상과 정책 설계가 시장 운동량을 활성화시킬 때,이 "녹색 변압기"는 지수 환경 긍정적 이익을 발표 할 것입니다. 이는 기업의 ESG 책임뿐만 아니라 인간 에너지 혁명을위한 유일한 방법입니다. 향후 10 년 동안, 비정질 합금의 전체 수명주기 관리에서 주도권을 잡을 수있는 사람은 Global Smart Grid에서 녹색 담론을 지배 할 것입니다 .