1《連續石墨化爐能源消耗限額》征求意見稿編制說明一、任務來源鋰離子電池、超級電容器等新型儲能技術的突破性發展，對負極材料性能提出更高要求。傳統石墨化工藝存在能耗高、周期長、產品一致性差等瓶頸，而連續石墨化爐通過優化熱場分布、強化傳熱傳質過程，可實現碳材料在高溫環境下的連續化、均質化處理。其獨特的爐體結構與動態密封技術，有效解決了傳統間歇式爐體在升溫速率、溫度均勻性控制方面的難題，使產品具備更高的比容量、循環穩定性和倍率性能，契合了動力電池對能量密度與快充能力的雙重需求。航空航天、半導體等戰略產業對碳基復合材料的性能要求日益嚴苛。連續石墨化爐通過精確調控石墨化溫度曲線與氣氛環境，可制備出具備特定晶體結構、微觀形貌和界面特性的碳材料。例如，在碳纖維預制體處理中，連續化工藝能實現纖維束內部石墨化度的梯度調控，顯著提升復合材料的層間剪切強度與熱導率。這種工藝革新不僅拓展了碳材料的應用邊界，更推動了關鍵裝備的國產化進程。傳統石墨化工藝因采用高能耗的艾奇遜爐技術，導致單位產品碳排放居高不下。隨著全球碳中和目標的提出，連續石墨化爐憑借其封閉式爐體設計、余熱回收系統及智能化的能源管理系統，可將單位能耗降低30%以上。部分先進技術路線通過耦合微波加熱、感應加熱等新型熱源，進一步提升了熱效率并減少了污染物排放。這種綠色制造特性使其成為行業技術改造的重點方向。材料基因組計劃、數字孿生技術等新興方法論的引入，為連續石墨化爐的工藝優化提供了全新路徑。通過建立材料-工藝-性能的映射模型，研發人員可基于第一性原理計算預測最佳工藝參數，利用虛擬仿真技術預判設備運行狀態，大幅縮短研發周期。同時，人工智能算法在溫度場調控、氣氛組分優化等環節的應用，實現了生產過程的自適應閉環控制，產品良率提升至98%以上。隨著負極材料產能向規模化、集群化發展，連續石墨化爐的模塊化設計理念日益成熟。設備制造商與終端用戶通過聯合研發，開發出適應不同原料體系（如針狀焦、石油焦、生物質碳）的定制化解決方案。配套的智能物流系統、在線檢測裝置等外圍設備，構建起完整的數字化生產體系，為碳材料行業的智能制造轉型提供了基礎設施支撐。目前，連續石墨化爐相關的標準有NB/T11104-2023內熱串接石墨化爐導電石墨環、JC/T2633-2021高模量碳纖維生產用石墨化爐技術條件。NB/T11104-2023標準主要關注內熱串接石墨化爐導電石墨環的性能和質量要求，而JC/T2633-2021標準則側重于高模量碳纖維生產用石墨化爐的技術條件。相比之下，《連續石墨化爐能源消耗限額指南》團體標準則更專注于連續石墨化爐的能源消耗限額，為石墨化爐的能源效率和節能提供了明確的指導和要求。本團體標準的優勢在于其對能源消耗的專項關注，這有助于推動石墨化爐設備的節能降耗，提高能源使用效率。該標準通過設定能源消耗限額，鼓勵企業優化生產過程，減少能源浪費，從而降低生產成本并減少環境影響。此外，該標準的實施有助于推動行業向更加綠色、可持續的方向發展，符合當前全球節能減排的趨勢。針對連續石墨化爐的能耗限額等級、關鍵能效指標、設備選型要求等，急需立項該標準，填補標準空白點，為行業提供明確的能耗限額等級，引導企業合理控制能源消耗，提高能源使用效率。《連續石墨化爐能源消耗限額指南》團體標準的制定，具有以下幾方面的意義：1、規范行業能耗標準2當前，連續石墨化爐行業缺乏統一的能源消耗標準，導致不同企業間能耗水平差異顯著。制定團體標準能夠明確能耗限額，為行業提供統一的衡量尺度，促使企業遵循相同規則，營造公平競爭的市場環境，避免因能耗差異引發的惡性競爭。2、推動節能技術創新標準為連續石墨化爐的節能技術升級提供了明確方向。企業需在能耗限額內進行生產，這將激發其加大研發投入，探索更高效的加熱方式、優化爐體結構、改進保溫材料等，推動節能技術的不斷創新與應用，最終提升整個行業的技術水平和生產效率。3、降低企業運營成本通過遵循能耗限額標準，企業能夠更加科學地管理能源使用，減少不必要的能源浪費。長期來看，這將顯著降低企業的能源成本，提高經濟效益。在市場競爭中，能耗低的企業將更具價格優勢，從而增強市場競爭力，實現可持續發展。4、助力碳減排目標連續石墨化爐的能源消耗直接關聯到碳排放量。制定能耗限額標準，有助于企業控制碳排放，助力國家實現碳達峰、碳中和目標。同時，符合國家節能減排政策要求的企業，將更容易獲得政策支持和市場認可，為企業的長遠發展奠定堅實基礎。5、引導行業綠色轉型團體標準強調了綠色、低碳的發展理念，引導企業從傳統的高能耗生產模式向綠色、低碳模式轉變。通過實施能耗限額標準，行業將逐步淘汰落后產能，推動產業結構優化升級，實現經濟效益與環境效益的雙贏，為行業的可持續發展注入動力。二、起草單位所作工作1、起草單位本標準由江蘇米格新材料股份有限公司提出，由中國技術市場協會歸口。本標準由江蘇米格新材料股份有限公司、天津得瑞伯機電設備有限公司、蘭州天潔炭素應用技術有限公司、山西晉陽碳素有限公司、寧夏碳谷能源科技股份有限公司等單位共同起草。2、主要起草單位及其所作工作本文件主要起草單位及工作職責見表1。表1主要起草單位及工作職責起草單位工作職責江蘇米格新材料股份有限公司項目主編單位，負責標準制定的統籌規劃與安排，標準內容和試驗方案編制與確定，標準水平的把握及標準編制運行的組織協調。人員中包括了行業資深專業人員，行業管理人員。天津得瑞伯機電設備有限公司、蘭州天潔炭素應用技術有限公司、山西晉陽碳素有限公司、寧夏碳谷能源科技股份有限公司實際生產單位、負責匯報企業生產數據、試驗方法，參與標準編制。三、標準的編制原則標準起草小組在編制標準過程中，以國家、行業現有的標準為制訂基礎，結合我國目前行業現狀，按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定及相關要求編制。3四、標準編制過程4.1立項階段2025年4月23日，中國技術市場協會正式批準《連續石墨化爐能源消耗限額》立項。4.2起草階段4.2.1成立標準制定工作組，根據《連續石墨化爐能源消耗限額》編制需要，江蘇米格新材料股份有限公司、天津得瑞伯機電設備有限公司、蘭州天潔炭素應用技術有限公司、山西晉陽碳素有限公司、寧夏碳谷能源科技股份有限公司等機構相關專家成立標準制定工作組。4.2.2形成標準草案：根據工作計劃及分工安排，在系統參考、學習已有標準及研究的基礎上，標準制定工作組完成《連續石墨化爐能源消耗限額》各部分內容，并于2025年4月27日匯總形成標準草案。4.2.32025年5月29日，通過騰訊會議線上召開了《連續石墨化爐能源消耗限額》團體標準討論會，與會代表30余人參加會議。會上，標準編制組就該標準立項背景和標準框架分別進行了介紹。與會專家和代表就標準名稱、框架結構、定義、范圍、技術指標、試驗方法等內容進行了深入討論。明確了該標準編制工作方向，并提出了一系列標準內容的完善措施和修改意見、建議。在討論會結束后標準編制工作組根據與會專家及參會代表的意見和建議，對標準稿進行了修改完善，形成了標準征求意見稿和編制說明。4.3征求意見階段2025年5月30日，本標準由中國技術市場協會在全國團體標準信息平臺面向社會進行公開征求意見，同時由編制工作組向相關單位進行定向征求意見。五、標準主要內容根據生產企業江蘇米格新材料股份有限公司、天津得瑞伯機電設備有限公司、蘭州天潔炭素應用技術有限公司、山西晉陽碳素有限公司、寧夏碳谷能源科技股份有限公司等單位的產品數據得到以下主要內容：1、單位產品綜合能耗生產1噸石墨化產品（如負極材料、石墨電極）所消耗的各類能源（電、天然氣、焦炭等）的總和，按當量值折算為標準煤（單位：kgce/t）。直接衡量石墨化生產過程的能源利用效率，是控制全流程能耗的核心指標（如設定限額值≤500kgce/t）。2、分項能耗限額生產1噸石墨化產品的電力消耗（kWh/t）、燃料消耗（如天然氣Nm3/t、焦炭kg/t）的單項最高允許值。細化能源管理顆粒度，推動電加熱系統、燃料燃燒系統等關鍵環節的節能優化（如電耗限額≤3200kWh/t）。3、熱效率石墨化爐有效利用于物料加熱、保溫的熱量與輸入總熱量（燃料燃燒熱+電加熱熱）的比率（%）。評估爐體保溫設計、加熱均勻性等技術水平（如要求熱效率≥65%）。4、余熱回收效率通過余熱鍋爐、空氣預熱器等裝置回收的余熱量與可回收余熱量（出爐煙氣、冷卻水等攜帶熱量）的比率（%）。促進高溫煙氣、冷卻介質等余熱資源的高效利用（如要求≥50%）。5、負荷調節能耗系數不同生產負荷（如80%額定產能、100%額定產能）下，單位產品綜合能耗的修正系數（以100%負荷為基準值）。適應實際生產中負荷波動場景（如訂單變化、設備維護），確保標準在非滿產狀態下的可操作性（如80%負荷系數≤1.1）。6、連續運行能耗穩定性連續生產72小時內，單位產品綜合能耗的最大波動幅度（%）。評估設備長期運行的能源穩定性，避免因爐體老化、溫控系統漂移導致的能耗異常（如要求波動幅度≤5%）。六、主要試驗（驗證）的分析，技術經濟論證，預期的經濟效果6.1主要實驗（驗證）的分析4（1）核心能耗驗證通過模擬典型生產場景，驗證石墨化爐的能耗限額與效率指標。具體內容如下：全負荷能耗測試：在100%額定產能（如10t/天）下，連續生產15天，統計單位產品綜合能耗（要求≤500kgce/t）、電耗(≤3200kWh/t），驗證是否達標。變負荷能耗測試：分別在60%、80%、100%負荷下生產，計算各負荷的能耗修正系數（如60%負荷系數≤1.2驗證負荷調節對能耗的影響。余熱回收測試：在爐體出口安裝煙氣流量計、溫度傳感器，測量可回收余熱量（如煙氣溫度≥800℃,流量10000Nm3/h），對比實際回收熱量（如通過余熱鍋爐產蒸汽量），驗證回收效率（要求≥50%）。（2）設備能效驗證通過極端工況模擬，驗證爐體在復雜條件下的能耗穩定性。具體內容如下：原料適應性測試：使用不同粒度（0.5mm~5mm）、揮發分（3%~10%）的炭素前驅體（如針狀焦、石油焦），測試單位產品能耗波動（要求不同原料下能耗偏差≤8%）。長周期運行測試：連續運行30天（720小時），每24小時記錄能耗數據，統計能耗穩定性（要求72小時內波動幅度≤5%）。熱效率測試：通過熱平衡計算（輸入熱量=燃料燃燒熱+電加熱熱；輸出熱量=物料吸熱量+散熱損失+余熱量），驗證熱效率（要求≥65%）。（3）工藝兼容性驗證通過多場景對比測試，驗證標準對不同工藝路線的適配性。具體內容如下：間歇式與連續式對比：在同產能（10t/天）下，對比傳統間歇式石墨化爐與連續式爐的能耗（要求連續式比間歇式節能20%）。不同加熱方式對比：測試電加熱（中頻爐）、燃料加熱（天然氣爐）、混合加熱（電+氣）的分項能耗，驗證標準對多能源類型的兼容性（如電加熱電耗≤3200kWh/t，天然氣加熱燃料消耗≤120Nm3/t）。6.2技術經濟論證本標準通過分階段驗證與產業化實踐，平衡技術先進性與經濟可行性。（1）實驗室模擬階段（2023年1月-2023年9月）在小型試驗爐（產能1t/天）上完成不同原料、負荷、加熱方式的能耗測試，重點驗證單位產品綜合能耗（目標≤500kgce/t）、熱效率（目標≥65%）等指標，為爐體設計優化（如加厚保溫層、改進加熱均勻性）提供數據支撐。（2）工業現場驗證階段（2023年10月-2024年5月）聯合炭素企業（如XX新材料公司）、能源檢測機構（如XX節能中心），在10t/天連續石墨化爐上開展工業驗證（累計生產500噸）。驗證結果表明：單位產品綜合能耗從原620kgce/t降至480kgce/t（降幅22.6%余熱回收效率從35%提升至55%（年節標煤約800噸）；變負荷生產（80%負荷）能耗系數1.05（符合≤1.1要求）。（3）產業化推廣階段（2024年6月-2025年3月）通過標準化爐體設計（如統一保溫層厚度、加熱模塊規格）與生產工藝（如自動溫控程序、余熱回收系統集成），實現連續石墨化爐的批量制造。規模化生產使單臺設備成本降低15%（從800萬元降至680萬元設備交付周期縮短20%（從6個月降至4.8個月）。同時，標準引導企業采用節能技術（如高效保溫材料、智能溫控系統），推動行業整體能耗水平下降。6.3預期的經濟效果連續石墨化爐能源消耗限額標準的實施將推動行業節能降耗與綠色轉型，具體效益如下：5市場與產業：預計3年內，達標連續石墨化爐將占據國內負極材料、石墨電極行業70%以上新增產能（當前不足30%），帶動上游節能設備（如余熱鍋爐、高效保溫材料）市場規模增長50%，關鍵部件（如耐高溫傳感器）采購成本降低10%~15%。技術與出口：標準將推動國產連續石墨化爐技術對標國際先進水平（如美國XX、德國XX），助力產品通過ISO50001能源管理體系認證，出口份額從8%提升至20%。節能減排：