Die zukünftigen Entwicklungstrends für recycelbare Dämmstoffe werden sich auf die tiefe Integration von hoher Leistung, Umweltfreundlichkeit, Intelligenz und Kreislaufwirtschaft konzentrieren. Angetrieben durch Materialinnovationen, Prozessverbesserungen und unterstützende Richtlinien zielt diese Entwicklung darauf ab, einen grundlegenden Wandel vom „linearen Verbrauch“ zur „Regenerierung mit geschlossenem Kreislauf“ zu erreichen.
I. Materialinnovation: Upgrade von „recycelbar“ zu „leicht recycelbar und leistungsstark“
Recycelbare Dämmstoffe werden sich in Zukunft nicht mehr damit zufrieden geben, nur „recyclebar“ zu sein; Stattdessen streben sie nach einem doppelten Durchbruch sowohl bei der Einfachheit des Recyclings als auch bei der Betriebsleistung.
Dynamische kovalente chemische Materialien (Vitrimere): Das Team unter der Leitung von Professor Zha Junwei von der Universität für Wissenschaft und Technologie Peking hat ein selbstheilendes, recycelbares Polyethylenmaterial entwickelt. Durch die Nutzung dynamischer kovalenter Bindungen erreicht dieses Material eine Leistungswiederherstellung nach einer Beschädigung und ermöglicht eine Umformung bei hohen Temperaturen. Es kombiniert die Festigkeitseigenschaften herkömmlicher duroplastischer Materialien mit der Recyclingfähigkeit thermoplastischer Materialien und eröffnet so neue Wege für die Isolierung von Hochspannungskabeln.
Bio-basierte wiederverwertbare Materialien: Bio-basierte Epoxidharze, die aus Pflanzenölen gewonnen werden, haben erfolgreich die EU-REACH-Zertifizierung erhalten. Diese Materialien zeichnen sich durch einen deutlich reduzierten CO2-Fußabdruck aus und bestimmte Formulierungen können unter milden Bedingungen depolymerisiert und recycelt werden.
Kabel aus modifiziertem Polypropylen (PP): Diese Kabel dienen als Ersatz für herkömmliches vernetztes Polyethylen (XLPE) und machen die Vernetzung und Entgasung bei hohen Temperaturen bei der Produktion überflüssig, was zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen um etwa 40 % führt. Nach der Außerbetriebnahme kann die gesamte Kabelbaugruppe recycelt und wiederverwendet werden, wodurch ein geschlossener Ressourcenkreislauf entsteht.
Kerntrend: Das Design der Molekülstruktur wird sich als entscheidender Faktor herausstellen. Durch den Einbau reversibler chemischer Bindungen oder biologisch abbaubarer Segmente können Materialien so konstruiert werden, dass sie während ihrer Nutzungsdauer eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen und sich am Ende ihrer Nutzungsdauer leicht trennen und regenerieren lassen.
II. Technologische Wege: Die Ko-evolution umweltfreundlicher Herstellungs- und Recyclingprozesse
Umfassende Einführung umweltfreundlicher Produktionsprozesse: Isolierlacke auf Wasserbasis-, lösungsmittelfreie Imprägnierungstechniken- und Härtungstechnologien bei niedriger-Temperatur werden weit verbreitet eingesetzt, um VOC-Emissionen zu minimieren und den Energieverbrauch zu senken.
Durchbrüche bei hoch-effizienten Recyclingtechnologien:
Chemische Depolymerisation: Diese Technik zielt speziell auf duroplastische Materialien (wie Epoxidharze) ab und nutzt spezielle Lösungsmittel oder Katalysatoren, um Molekülketten zu spalten und so Monomere oder Oligomere zurückzugewinnen.
Mechanische-Thermische synergistische Sortierung: Verbesserung der Trenneffizienz von Kupfer und Kunststoffen in Altkabeln bei gleichzeitiger Gewährleistung der Reinheit recycelter Materialien.
Rückgewinnung von Karbidressourcen: Erforschung von Methoden zur Umwandlung nicht-recycelbarer, gealterter Isoliermaterialien-, die nicht wiederverwendet werden können-in kohlenstoffbasierte Materialien- oder Baufüllstoffe, um so deren unschädliche Nutzung zu erreichen.
Richtlinien-gesteuerter Übergang: Der nationale Aktionsplan zur Beschleunigung der umweltfreundlichen und kohlenstoffarmen innovativen Entwicklung von Energieanlagen schreibt ausdrücklich einen Übergang bei Isoliermaterialien hin zu halogenfreien und recycelbaren Alternativen vor und zwingt Unternehmen so dazu, ihre Technologien zu aktualisieren.
III. Anwendungsszenarien: Erweiterung von traditioneller Energieversorgung zu neuer Energie und High-End-Fertigung
New Energy Vehicles (NEVs) mit 800-V-Hochspannungsplattformen: Es werden strengere Anforderungen an Isoliermaterialien hinsichtlich Spannungsfestigkeit, geringem dielektrischen Verlust und Leichtbau gestellt. Dies treibt die zunehmende Verwendung recycelbarer PP- und LSZH-Materialien in Hochspannungskabelbäumen voran.
Rechenzentren und 5G-Basisstationen: Wachsende Nachfrage nach recycelbaren Isoliersubstraten, die sich durch geringen dielektrischen Verlust und hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnen und Betriebsumgebungen mit hoher{1}Frequenz und hoher{2}}Effizienz unterstützen.
Offshore-Windkraft- und Energiespeichersysteme: Unter extremen Betriebsbedingungen müssen Materialien sowohl Wetterbeständigkeit als auch Recyclingfähigkeit aufweisen; Infolgedessen haben sich Materialien wie modifiziertes PP und biobasierte Polyester zu zentralen Schwerpunkten in der Forschung und Entwicklung entwickelt.
IV. Industrielles Ökosystem: Aufbau eines geschlossenen Kreislaufs für den vollständigen-Lebenszyklus von Design-Fertigung-Recycling
Öko-Produktdesign: Optimierung der Materialzusammensetzung an der Quelle-zum Beispiel durch die Verwendung einzelner-Materialzusammensetzungen oder Strukturen, die für eine einfache Demontage konzipiert sind-, um die Gesamtrecyclingraten zu erhöhen.
Einrichtung von Recyclingzentren: Die Shanghai Electric Group plant die Einrichtung eines speziellen Recyclingzentrums für Isoliermaterialien mit dem Ziel, bis 2030 eine Recyclingquote von 50 % zu erreichen und so den Übergang der Branche zu einer Kreislaufwirtschaft voranzutreiben.
Verfeinerung von Standardsystemen: Die Veröffentlichung von Standards-wie der Technischen Spezifikation für Hochspannungskabelisolationsmaterialien für Elektrofahrzeuge-dient dazu, die Leistungskriterien und Testmethoden für wiederverwertbare Materialien zu standardisieren und so deren breite Markteinführung zu beschleunigen.
Marktaussichten: Angetrieben durch die „Dual Carbon“-Strategie und die ESG-Prinzipien sind recycelbare Dämmstoffe auf dem besten Weg, sich von einem reinen „Mehrwertmerkmal“ zu einer grundlegenden „Eintrittsschwelle“ zu entwickeln, die Unternehmen erfüllen müssen, um Aufträge zu erhalten und grüne Zertifizierungen zu erhalten.
