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为什么在玻璃生产中控制能源损耗变得越来越重要

2022-09-27发布,浏览次数:66

  与其他需要能源的工艺一样,商业玻璃生产对质量敏感、资本密集且具有成本竞争力。过去,该行业依赖燃料油作为主要能源,但现在大多数现代运营都使用天然气。

  需要大量的热量来熔化原材料,以便将它们制成玻璃。在原材料被熔化和精炼后,液态玻璃形成最终产品,例如窗格或瓶子。任何热量的产生都基于所生产的产品。

  在某些操作中,天然气热能以电热和其他燃料来源的热能作为补充,但该行业绝大多数依赖于天然气。小规模使用电加热,一些生产系统使用电加热方法来提高质量和生产力。

  为什么依赖天然气是有风险的

  正如其他不可再生能源所见,依赖天然气的行业会转化为许多非常严重的风险。

  一方面,天然气价格在危机时期可能会大幅波动并急剧上涨。疫情引发了许多似乎推高了天然气价格的因素。

  最重要的是,亚洲对天然气的需求已经上升,来自俄罗斯的天然气供应比平时更加紧张。

  结果,欧洲人的天然气价格上涨了200%以上,而一些亚洲国家的天然气价格上涨了150%以上。与此同时,自2021年初以来,美国的天然气价格上涨了100%。

  由于这种化石燃料的燃烧会释放出大量的碳,因此对天然气的依赖也存在许多环境风险。例如,占全球玻璃产量约80%的平板玻璃和容器行业在2019年排放了约1800万吨二氧化碳。

  正在探索解决方案

  玻璃生产行业有许多降低能源消耗的机会,这将转化为减少天然气燃烧。例如,对熔炼和精炼工艺的改进可能会将能源消耗降低20%到25%。对其他商业生产领域的改进也可能产生影响,这些将是针对特定产品的改进。

  虽然似乎有许多有吸引力的可能性,但目前还没有商业上可行的方法来消除在玻璃生产中使用天然气。

  一种可能的解决方案是使用可再生资源氢气代替天然气。氢燃烧的主要问题是它需要更多的气体来实现与天然气相同的热量释放。研究人员目前正在研究提高氢气辐射质量的方法,以使其成为天然气更可行的替代品。

  生物燃料是可能替代天然气的另一类替代燃料。

  目前可用的生物燃料在燃烧过程中产生更辐射的火焰和更高的热传递。生物柴油是一种很有前途的生物燃料,可以完全由可再生资源制成。

  虽然生物柴油已被用作运输行业传统柴油燃料的添加剂,但玻璃生产行业尚未探索这种选择,更不用说完全由生物柴油提供燃料的熔炉了。

  许多玻璃生产操作正在有效地使用电热,而不是天然气直接产生的热量。此外,已发现所有电加热都比天然气加热更节能。

  不幸的是,玻璃生产行业的完全电气化需要熔炉技术的进一步技术发展,特别是在匹配现代大容量熔炉的能力方面。

  经济可行性也是一个问题,因为电气化的资本支出成本很高。可能还需要额外的基础设施。

  目前,研究人员正在考虑混合系统不仅可以弥合未来没有天然气的差距,而且还可以保护运营免受材料成本和供应链问题的飙升。

  例如,可以根据需要和实用性将气电混合动力转换为生物柴油-电力操作或100%电热。可能的电力混合使用也可能适用于未来的智能电网系统。

  

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