作為電力工業(yè)用有機硅的應用工程專家,我常常捫心自問:我現(xiàn)在所做的是不是真正符合可持續(xù)性發(fā)展的原則。面對日益增長的電力需求和不斷提高的環(huán)保標準,有機硅是不是下一代電力系統(tǒng)解決方案不可或缺的一部分?
為了回答這個問題,讓我們先來看一下有機硅彈性材料的現(xiàn)代生產(chǎn)方法。在我們所在的化學工業(yè)領域,復雜工藝流程的能源利用效率持續(xù)得到提高。例如,在瓦克博格豪森工廠,我們使用自己的水電站發(fā)電;我們在挪威的新的金屬硅生產(chǎn)基地也主要使用水電。另外,我們在德國的生產(chǎn)基地主要通過環(huán)保型天然氣來供應能源。此外,我們還采用熱電聯(lián)供系統(tǒng)來供應生產(chǎn)工藝中所需的蒸汽和電能,熱電聯(lián)供系統(tǒng)的效率是常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的兩倍。我們購買的電能中有14%來自可再生能源。
不錯,這是一個良好的開端。
但是用于新興市場以及下一代電網(wǎng)的電力系統(tǒng)用有機硅的情況是怎樣的呢?遠程風力發(fā)電和太陽能發(fā)電、直流輸電、采用分散型供電方式的地方電網(wǎng)又面臨怎樣的狀況呢?針對所有這些應用領域,目前都已開發(fā)出許多卓有成效的研究成果,它們可以根據(jù)新的應用需求對已有技術解決方案進行改進或取代過時的材料。這些新技術成果還可以減小部件的尺寸或讓某些設備能夠適用于更高的溫度?？偠灾?它們?yōu)樾滦鸵约翱沙掷m(xù)發(fā)展型產(chǎn)品和應用提供強有力的支持。
在適應新應用需求方面,高稠度有機硅(即高稠度硅樹脂橡膠,HCR)就是一個很好的實例。它被廣泛用于制造復合絕緣子、避雷器等絕緣部件。雖然這是有機硅彈性體的傳統(tǒng)應用領域之一,但是這些材料的應用范圍正在迅速擴大,因為它們可以為工業(yè)領域提供眾多靈活的技術解決方案。例如,改性HCR可用于生產(chǎn)帶有電場分級的新絕緣子。此外,具有特殊導熱性能的材料現(xiàn)在還可以用于生產(chǎn)可靠性極高的避雷器。
有機硅成型過程本身安全可靠,新興零部件供應商只需對機械和工廠建造進行較小投資就能夠迅速進入市場。在這方面,龐大的、往往很落后的工廠現(xiàn)在正被更小和更環(huán)保的生產(chǎn)廠所取代。此外,現(xiàn)代復合絕緣子的重量相對較輕,與生產(chǎn)瓷絕緣子在材料轉(zhuǎn)化、
處理和燒制過程所需能耗相比,生產(chǎn)現(xiàn)代復合絕緣子的能耗明顯要低很多。這無疑是更具有可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢的解決方案。
與此同時,不僅常規(guī)型有機硅彈性材料(例如棒型絕緣子、柱型絕緣子、通芯絕緣子、避雷器、電纜接頭、端子、連接器和絕緣母線)不斷地被得以改進和完善,而且還出現(xiàn)了全新的解決方案。
由于有機硅彈性材料的介電性能長期穩(wěn)定,再加上熱穩(wěn)定性高,所以電力工業(yè)呈現(xiàn)出產(chǎn)品小型化的發(fā)展趨勢。采用先進的液體有機硅彈性材料(LSR)、新成型技術和最新的計算方法可以生產(chǎn)出越來越小的部件,例如萬能中壓電纜接頭。它是一種可持續(xù)發(fā)展型產(chǎn)品,可以明顯降低原材料的使用量。類似的解決方案也將出現(xiàn),其中包括中壓開關設備領域的應用。在開關設備領域,有機硅目前不僅用于生產(chǎn)真空開關燈外殼,而且用于覆蓋整個開關設備接線頭。
紫外線活化硬化技術是一種全新的有機硅技術。它在電子工業(yè)中被廣泛用于澆注低粘度有機硅凝膠。在輸配電領域,用這種技術生產(chǎn)部件可以大幅降低能源和生產(chǎn)成本。
傳統(tǒng)的有機硅硅凝膠在輸配電領域也有很廣闊的應用前景。它們不僅非常柔軟,適合澆注,而且具有良好的化學特性,不存在任何潛在的健康隱患,是其他絕緣材料(某些含有異氰酸酯)的理想替代品。
因為這個專欄的主題是可持續(xù)發(fā)展,所以我還想介紹一下專為粘接和封裝太陽能電池以及其它相關應用而開發(fā)的有機硅材料系列。這個系列的產(chǎn)品具有非常廣泛的用途,其應用范圍包括把太陽能電池固定到支座上、把太陽能電池組件粘接到框架中、把玻璃蓋粘接到太陽能電池上以及固定接線盒和其它部件等。
通過以上實例,我認為有機硅無愧是當今所有絕緣材料中適用范圍最廣、最具可持續(xù)發(fā)展性的材料。事實上有什么比幫助建造未來電網(wǎng)更能體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展性的呢?
