Реализация политики сокращения выбросов углерода в рамках «15-го пятилетнего плана»: как биполярный мембранный электродиализ способствует декарбонизации промышленности и переработке отработанных солей.
Начиная с 2026 года, в Китае начинается полномасштабная реализация «15-го пятилетнего плана», что знаменует собой переход от политической ориентации к практике, ориентированной на практическое применение в промышленном «зеленом» развитии. Недавно в журнале «Цюши» была опубликована статья Чжэн Шаньцзе, секретаря партийной руководящей группы и директора Национальной комиссии по развитию и реформам, которая дополнительно разъяснила ключевые направления этого этапа развития.
Ключевые цели включают:
Постоянное снижение углеродоемкости на единицу ВВП
Обязательная эквивалентность выбросов углерода или замена сокращения выбросов для новых и расширяющихся проектов с высоким энергопотреблением и высокими выбросами (проекты «Двух высоких» уровней)
Ускорение системы двойного контроля над общими выбросами углерода и углеродоемкостью
По мере вступления в силу этих мер, промышленное регулирование смещается от контроля энергопотребления к контролю выбросов углерода, коренным образом изменяя процесс утверждения проектов, проектирования технологических процессов и моделей использования ресурсов — особенно в химической и материальной промышленности.
- Структурные изменения в химической промышленности
1) Замена квот на выбросы углерода становится ключевым требованием для участия в проекте
Новые проекты расширения мощностей теперь должны соответствовать не только стандартам производственной и экономической целесообразности, но и обеспечивать получение квот на выбросы углерода посредством механизмов эквивалентности или сокращения.
Это предъявляет новые требования к предприятиям, в том числе:
Возможности учета выбросов углерода и определения границ
Разработка путей декарбонизации и готовность технологий
Системы управления углеродными активами и квотами
Ограничения по выбросам углерода становятся предварительным условием жизнеспособности проекта, а не фактором, рассматриваемым после его завершения.
2) Энергетический переход стимулирует реструктуризацию процессов
По мере того, как энергетические системы все больше декарбонизируются, структура промышленной энергетики смещается от тепловых систем на основе ископаемого топлива к процессам, работающим на электроэнергии, с более высоким уровнем использования возобновляемых источников энергии.
Этот переход меняет экономику технологических процессов тремя способами:
Растущая важность моделей работы на основе электроэнергии
Усиление углеродного давления на тепловые процессы
Переоценка эффективности процессов в условиях новых структур затрат
Промышленная оптимизация переходит от отдельных мер по энергосбережению к системному перепроектированию с низким уровнем выбросов углерода.
3) Управление твердыми отходами переходит к циклическому использованию
В связи с целями достижения углеродной нейтральности и ужесточением правил обращения с отходами, происходит переосмысление роли промышленной соли и сточных вод с высокой соленостью.
Фокус смещается:
От утилизации на выходе из трубопровода → к извлечению ресурсов
От обработки, ориентированной на соответствие требованиям, → к извлечению ценности
От бремени затрат → к вторичным потокам ресурсов
Отработанная соль все чаще рассматривается как потенциальный носитель ресурсов, а не как проблема утилизации.
- Инженерные пути развития технологий электромембранного разделения
В условиях этих меняющихся ограничений электрохимические мембранные процессы — особенно электродиализа (ЭД) и биполярного мембранного электродиализа (БПЭД) — переходят из вспомогательных установок для очистки окружающей среды в основные компоненты технологических процессов в промышленных системах.
Их инженерная ценность отражается в нескольких аспектах:
Миграция ионов под действием электричества обеспечивает лучшую интеграцию с возобновляемыми источниками энергии
Работа при температуре и давлении окружающей среды снижает зависимость от пара и высокотемпературных источников энергии
Обеспечивает разделение солей и генерацию кислот/щелочей для извлечения ресурсов
Потенциал для снижения общего энергопотребления в подходящих областях применения
По сравнению с традиционными процессами термического испарения, электрохимические мембранные системы предлагают принципиально иную технологическую структуру:
Размеры: Термическое испарение / Термические процессы, Электромембранное разделение, Источник энергии: Пар / ископаемое топливо, Электричество, Условия эксплуатации: Высокая температура и давление, Условия окружающей среды, Совместимость с возобновляемыми источниками энергии, Ограниченные возможности, Высокая сложность, Подход к обращению с солью, Ориентированность на утилизацию, Ориентированность на извлечение ресурсов, Энергетическая структура, Более высокая интенсивность, Потенциал оптимизации
- Ключевые сценарии промышленного применения
1) Химическая промышленность (типичный сектор «двух высоких» нагрузок)
В системах химического производства высокая соленость В результате широко образуются побочные продукты и потоки кислот/щелочей.
Электромембранные технологии могут применяться для:
Преобразования кислот/щелочей и извлечения их из систем переработки отработанных солей
Снижения нагрузки на сточные воды с высокой соленостью
Рециркуляции технологических солевых растворов
Пример: Преобразование сульфата натрия в серную кислоту и гидроксид натрия в промышленных масштабах (Na₂SO₄ 40 000 тонн/год)
2) Новые энергетические материалы и материалы для литий-ионных батарей. В разработке литиевых ресурсов и переработке материалов для батарей данная технология поддерживает:
Концентрирование и очистку солей лития
Обработку растворов для переработки батарей
Восстановление маточных растворов при производстве прекурсоров
Пример: Преобразование сульфата лития в гидроксид лития батарейного качества с помощью биполярных мембранных систем в промышленных проектах. (Li₂SO₄ 12 500 тонн/год)
3) Промышленные системы с нулевым сбросом жидких отходов (ZLD)
В системах ZLD в качестве предварительных этапов подготовки или снижения нагрузки обычно используются электромембранные установки:
Снижение нагрузки на систему испарения
Повышение общей энергоэффективности
Оптимизация структуры эксплуатационных расходов
Пример: Крупномасштабные проекты по очистке промышленных сточных вод, обеспечивающие значительное извлечение воды и использование солевых ресурсов. (NaCl 57 000 тонн/год)
- Инженерная практика компании Hangzhou Lanran
Компания Hangzhou Lanran Technology Co., Ltd. уже давно занимается исследованиями, разработкой и инженерным применением технологий биполярного мембранного электродиализа (BPED) и электродиализа.
Компания создала интегрированный комплекс, охватывающий мембранные материалы, системное оборудование и решения по интеграции процессов, с более чем 390 промышленными внедрениями в таких секторах, как возобновляемая энергетика, химическая промышленность, металлургия, нефтепереработка и экономика замкнутого цикла.
В соответствии с промышленными потребностями периода «15-й пятилетки», ключевые области применения включают:
Утилизация отработанной соли для систем производства кислот/щелочей
Снижение концентрации солей в сточных водах и извлечение ресурсов
Системы переработки материалов для литиевых батарей
Оптимизация и интеграция промышленных систем с нулевым сбросом жидкости
В рамках многочисленных промышленных проектов эти технологии продемонстрировали инженерную ценность в снижении общего энергопотребления, повышении эффективности извлечения ресурсов и оптимизации эксплуатационных расходов системы.
Заключение
По мере того, как Китай вступает в фазу реализации своей дорожной карты по достижению углеродной нейтральности в рамках «15-го пятилетнего плана», управление выбросами углерода трансформируется из политической основы в оперативное ограничение, заложенное в процесс принятия решений в промышленности.
Для химической и перерабатывающей промышленности ключевые задачи все чаще определяются следующими:
Выполнение требований по замещению выбросов углерода в новых проектах
Создание устойчивых путей утилизации высокосоленых побочных продуктов
Оптимизация внутренней циркуляции кислотно-щелочных систем и потоков ресурсов
В этом переходном процессе электрохимические мембранные технологии разделения — представленные ED и BPED — становятся важными инженерными направлениями, связывающими требования по сокращению выбросов с утилизацией промышленных ресурсов.
Обладая обширным межотраслевым инженерным опытом, компания Hangzhou Lanran Technology Co., Ltd. предоставляет технологические решения и поддержку в оценке применения, чтобы помочь отраслям ускорить низкоуглеродную трансформацию и обеспечить циклическое использование ресурсов.
