作为电力工业用有机硅的应用工程专家,我常常扪心自问:我现在所做的是不是真正符合可持续性发展的原则。面对日益增长的电力需求和不断提高的环保标准,有机硅是不是下一代电力系统解决方案不可或缺的一部分?
为了回答这个问题,让我们先来看一下有机硅弹性材料的现代生产方法。在我们所在的化学工业领域,复杂工艺流程的能源利用效率持续得到提高。例如,在瓦克博格豪森工厂,我们使用自己的水电站发电;我们在挪威的新的金属硅生产基地也主要使用水电。另外,我们在德国的生产基地主要通过环保型天然气来供应能源。此外,我们还采用热电联供系统来供应生产工艺中所需的蒸汽和电能,热电联供系统的效率是常规发电系统的两倍。我们购买的电能中有14%来自可再生能源。
不错,这是一个良好的开端。
但是用于新兴市场以及下一代电网的电力系统用有机硅的情况是怎样的呢?远程风力发电和太阳能发电、直流输电、采用分散型供电方式的地方电网又面临怎样的状况呢?针对所有这些应用领域,目前都已开发出许多卓有成效的研究成果,它们可以根据新的应用需求对已有技术解决方案进行改进或取代过时的材料。这些新技术成果还可以减小部件的尺寸或让某些设备能够适用于更高的温度。总而言之,它们为新型以及可持续发展型产品和应用提供强有力的支持。
在适应新应用需求方面,高稠度有机硅(即高稠度硅树脂橡胶,HCR)就是一个很好的实例。它被广泛用于制造复合绝缘子、避雷器等绝缘部件。虽然这是有机硅弹性体的传统应用领域之一,但是这些材料的应用范围正在迅速扩大,因为它们可以为工业领域提供众多灵活的技术解决方案。例如,改性HCR可用于生产带有电场分级的新绝缘子。此外,具有特殊导热性能的材料现在还可以用于生产可靠性极高的避雷器。
有机硅成型过程本身安全可靠,新兴零部件供应商只需对机械和工厂建造进行较小投资就能够迅速进入市场。在这方面,庞大的、往往很落后的工厂现在正被更小和更环保的生产厂所取代。此外,现代复合绝缘子的重量相对较轻,与生产瓷绝缘子在材料转化、
处理和烧制过程所需能耗相比,生产现代复合绝缘子的能耗明显要低很多。这无疑是更具有可持续发展优势的解决方案。
与此同时,不仅常规型有机硅弹性材料(例如棒型绝缘子、柱型绝缘子、通芯绝缘子、避雷器、电缆接头、端子、连接器和绝缘母线)不断地被得以改进和完善,而且还出现了全新的解决方案。
由于有机硅弹性材料的介电性能长期稳定,再加上热稳定性高,所以电力工业呈现出产品小型化的发展趋势。采用先进的液体有机硅弹性材料(LSR)、新成型技术和最新的计算方法可以生产出越来越小的部件,例如万能中压电缆接头。它是一种可持续发展型产品,可以明显降低原材料的使用量。类似的解决方案也将出现,其中包括中压开关设备领域的应用。在开关设备领域,有机硅目前不仅用于生产真空开关灯外壳,而且用于覆盖整个开关设备接线头。
紫外线活化硬化技术是一种全新的有机硅技术。它在电子工业中被广泛用于浇注低粘度有机硅凝胶。在输配电领域,用这种技术生产部件可以大幅降低能源和生产成本。
传统的有机硅硅凝胶在输配电领域也有很广阔的应用前景。它们不仅非常柔软,适合浇注,而且具有良好的化学特性,不存在任何潜在的健康隐患,是其他绝缘材料(某些含有异氰酸酯)的理想替代品。
因为这个专栏的主题是可持续发展,所以我还想介绍一下专为粘接和封装太阳能电池以及其它相关应用而开发的有机硅材料系列。这个系列的产品具有非常广泛的用途,其应用范围包括把太阳能电池固定到支座上、把太阳能电池组件粘接到框架中、把玻璃盖粘接到太阳能电池上以及固定接线盒和其它部件等。
通过以上实例,我认为有机硅无愧是当今所有绝缘材料中适用范围最广、最具可持续发展性的材料。事实上有什么比帮助建造未来电网更能体现可持续发展性的呢?
