今天是:2017年09月20日 星期三 13:50  天气预报:
当前位置:首页>>参政议政>>社情民意 
参政议政

积极支持磁制冷技术研究 充分发挥其在节能减排和治理雾霾中的重要作用

2015-11-09 浏览次数:758 关闭

目前制冷技术广泛地应用在工业、农业、军事、航空航天以及人们的日常生活等各个领域,从食品储藏、各类空调到医疗、气体液化等。制冷业占社会总耗能的15%以上,目前使用的气体压缩/膨胀制冷技术卡诺循环效率在20%以下,耗能高、效率低,而且排放的气体(主要为二氧化碳)严重引起温室效应,污染大气环境。制冷业是耗能、污染大户,是需要节能减排的项目之一。因此,用一种新型耗能低、无污染的制冷技术替代传统的气体压缩/膨胀制冷技术是当今制冷界迫切需要解决的问题。磁制冷与传统的气体制冷技术相比具有效率高、耗能低、环境友好等优点而倍受人们 关注。磁制冷的循环效率可以高达50%,而且所用的原料、循环介质没有污染,是一种比较理想的制冷技术。

磁制冷技术分为磁热效应材料、磁制冷用永磁磁场系统及磁制冷机等。磁热效应材料大多有稀土金属;实用型磁制冷用磁场目前只能用稀土永磁NdFeB。因此,磁制冷技术从材料到磁体,全部都有稀土元素,与稀土密切相关。中国是稀土大国,特别是内蒙古开展磁制冷的研发,具有得天独厚的条件。磁制冷技术的开发,是稀土产业的延伸,具有极高的附加值。而且,磁制冷材料所用的稀土金属La、Gd是目前稀土产品中积压的产品,磁制冷技术的开展也有利于稀土的平衡使用。

近年来,世界各国都在重视节能减排对大气环境的作用,而磁制冷正是节能减排项目,因而,引起了世界各国、特别是欧美日等国的高度重视,有20多个国家在开展这方面的研发工作。自2005年以来,国际制冷学会已经组织了5届专门研讨关于磁制冷的学术会,其中,第四届国际磁制冷学术会议于2010年8月23—27日在包头由包头稀土研究院主持展开。

欧美日等国家最近几年在磁制冷项目上投入了大量资金、人才研究开发该项目,已经取得了很大的进展,实验室技术已经成熟,趋于实用。美国的磁制冷技术的开展是最早、最先进、最全面的国家。有国家实验室、大型公司等在开展磁制冷的研发工作。早在1976年美国制成了室温磁制冷,1997年美国Ames国家实验室开发了具有优异性能的室温磁制冷材料Gd5(Si,Ge)4;宇航公司研制成功了世界上第一台能够连续运行的磁制冷机。美国在磁制冷材料、磁制冷机方面的专利很多。日本有多所大学、科研机构、公司开展磁制冷研发工作,研究磁热效应材料La(Fe,Si)13Hx,并设计研制了多台磁制冷机。欧洲的荷兰、法国、意大利、英国、西班牙、丹麦、德国、俄罗斯等都在开展磁制冷的研究、开发工作。荷兰是较早开展磁制冷材料研究的国家,已经将材料的专利转让给德国的巴斯夫(BASF)公司。法国有多家大学、国家研究所和企业公司开展磁制冷材料和磁制冷机的研发。一家公司建立一条磁制冷机生产线,其产品磁制冷机预计在2015年前进入市场。德国也是欧洲开展磁制冷项目最活跃的国家,德国一家专门研发及生产稀土La系磁制冷材料的公司,已经有了系列产品;世界上最大的化学公司在德国成立了磁制冷研发机构开展磁制冷的研发。英国成立了一家专门开发磁制冷机的公司,磁制冷机预计在3年内进入市场。其它国家如西班牙、瑞士、丹麦、俄国、斯洛文尼亚、意大利、加拿大、韩国、巴西等均在开发磁制冷材料或磁制冷机。

我国开展磁制冷研究和研发工作的有20多个单位或课题组,从材料、磁场到磁制冷机进行全面的研发。包头稀土研究院是最早开展磁制冷研发的单位之一,对磁制冷机进行全面研究,而且与多个国内外磁制冷研发单位开展了实质性的合作。全面开展磁制冷的研究,更有助于全面、系统地掌握这方面的信息,有利于合理地研发磁制冷机。他们系统地研发了La、Gd系磁制冷材料,已经能够小批量生产(发明专利),并为国外提供了产品;设计研制了各种类型的磁制冷用磁场系统,为美国、荷兰、西班牙、巴西、德国、韩国及国内提供了产品;设计研制了多台磁制冷机(发明专利二项),已经接近实用。海尔集团自2011年成立了磁制冷研发部门,在各国进行调研,最终选择了与包头稀土研究院进行合作开发实用型磁制冷机,已经签署合作合同,并投入了数量可观的研发经费。国内开展磁制冷研究工作的还有中科院物理所、理化所,北京科技大学、南京大学、四川大学、内蒙古师范大学、上海大学等。目前,磁制冷材料、磁场系统的生产技术比较成熟,磁制冷机的实验室技术已经成熟。但是还需要进一步地、系统地研发,将室温磁制冷技术尽早地推向市场。

磁制冷材料的研究已经趋于成熟,可以Kg级小批量试产,但还有待于进一步研究;磁场系统的设计、研制也比较成熟。磁制冷机方面在实验室的原理机已经比较完善,实用型样机已经研制多台,技术正在趋于成熟。目前,研发的主要目标是:减小磁体用量,提高制冷能力。著名磁制冷方面专家,美国Ames实验室哥斯奈德教授曾经说过:当世界各国所设计研究的磁制冷机达到1000台时,磁制冷就会进入市场了。近两年,许多企业、特别是一些著名大型企业如巴斯夫公司、海尔集团等看到了磁制冷的前景,加入到磁制冷的研发队伍,对磁制冷的实用化起到了推波助澜的作用。目前各国正在加大研究力度,对磁制冷技术进行集成地、系统地研究、开发,使室温磁制冷技术尽早地走向市场。

我国是电冰箱等制冷设备生产大国,每年产量有几千多万台。使用氟利昂制冷剂的制冷设备都要逐步淘汰,更新使用无氟制冷设备,这是室温磁制冷技术应用的一个巨大市场。加上人们的生活水平的提高,空调器等制冷设备的市场也越来越大。据网络数据,2009年,我国制冷空调设备总产值到达3100亿元,占世界制冷空调设备总产值的15%以上。如果磁制冷能够替代现有制冷设备的1%,那么磁制冷的产值就达到31亿元,这些数字说明制冷设备具有广泛的市场。这对磁制冷设备的研制和生产创造了机遇和挑战。

办理提案的具体建议:

我国拥有丰富的稀土资源,其中La的丰度高达15%左右。近年来,为了满足钕铁硼稀土永磁材料快速发展对稀土金属钕的需求,扩大了稀土的冶炼规模。目前,轻稀土分离能力达到约11万吨。由于稀土元素在矿物中是共生的,在大量分离钕元素的同时,也分离出来在矿物中品位很高的其他轻稀土元素如La、Ce、Y等。这类轻稀土主要应用于催化剂、电池材料、抛光粉、玻璃等,由于市场需求量的有限,造成了该类产品的供过于求,产生了大量库存和积压,造成企业效益不高甚至亏损,严重制约了我国稀土产业的发展。磁制冷项目对稀土资源的综合利用,推动稀土产业的平衡和可持续发展具有重要的意义。

综上所述,由于磁制冷具有耗能低、无污染等优点,是替代目前使用的气体制冷技术的理想制冷技术。使其制冷行业节约大量的能源,同时减少了二氧化碳的排放,也能够减少雾霾的出现。因此,磁制冷对节能减排、空气环境治理有重要的影响。

上一篇: 城镇化中建议政府应该注意的几个问题 下一篇: 以霍林河为中心,打造蒙东地区煤电用一体化产业基地的建议

中国民主同盟内蒙古自治区委员会版权所有 网站建设国风网络 蒙ICP备15003514号  蒙公网安备 15010202150127号 

单位名称:中国民主同盟内蒙古自治区委员会 网址:www.mmnmgqw.org.cn 电子邮箱:mmnmqw2045@aliyun.com 
地址:呼和浩特市新城区成吉思汗东街22号 邮政编码:010051 联系方式:0471-6200436 0471-6200436(传真)

中国民主同盟 民盟 内蒙古民盟 中国民主同盟内蒙古自治区委员会