為什么減少天然氣燃燒對玻璃的生產(chǎn)越來越重要

由于需要大量的熱量，因此玻璃生產(chǎn)是世界上最需要能源的行業(yè)之一。與其他需要能源的生產(chǎn)過程一樣，商用玻璃生產(chǎn)對質(zhì)量敏感，屬于資本密集型，具有成本競爭力。過去這個行業(yè)依賴于燃油作為其主要的能源，但現(xiàn)在大多數(shù)現(xiàn)代化企業(yè)都使用天然氣。熔化原材料需要大量的熱量，這樣才能形成玻璃。在原材料熔化和精煉后，液態(tài)玻璃形成最終產(chǎn)品，如玻璃面板或玻璃瓶。在某些操作中，天然氣的熱量由電熱量和來自其他燃料的熱量補充，但玻璃行業(yè)極度依賴天燃?xì)?。電加熱小?guī)模進(jìn)行使用，同時一些生產(chǎn)系統(tǒng)使用電加熱的方法來提高質(zhì)量和生產(chǎn)力。為什么依賴天然氣是危險的與其他不可再生能源一樣，一個依賴天然氣的行業(yè)意味著有許多非常嚴(yán)重的風(fēng)險。舉例來說，天然氣的價格可能會波動很大，并在危機(jī)時期急劇上升。新冠肺炎大流行引發(fā)了許多因素，似乎推高了天然氣的價格。除此之外，亞洲的天然氣需求也有所上升，來自俄羅斯的天然氣供應(yīng)比以往更緊張。因此，歐洲天然氣價格上漲了200%以上，而一些亞洲國家的漲幅超過了150%；與此同時，自2021年初以來，美國天然氣價格就上漲了100%。同時，依賴天然氣還會產(chǎn)生大量的環(huán)境風(fēng)險，這種化石燃料的燃燒會釋放出大量的碳。例如，2019年，約占全球玻璃產(chǎn)量80%的平板玻璃和容器玻璃部分行業(yè)，釋放了約1800萬噸二氧化碳。解決方案正在開發(fā)中在玻璃生產(chǎn)行業(yè)中，有許多減少能源消耗的機(jī)會，這將意味著天然氣燃燒的減少。例如，對熔煉和精煉工藝的改進(jìn)，可能會減少20%到25%的能源消耗。對其他商業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的改進(jìn)也可能產(chǎn)生影響，這些將是特定產(chǎn)品的改進(jìn)。雖然似乎有很大可能性，目前還沒有商用可行性方法能消除在玻璃生產(chǎn)中使用天然氣。一種可能的解決方案是使用氫氣，它是一種可再生能源。氫氣燃燒的主要問題是它需要更多的氣體才能達(dá)到與天然氣相同量的熱量釋放。目前研究人員正在研究一些方法來提高氫氣的輻射質(zhì)量，使其替代天燃?xì)飧呖尚行?。生物燃料是另一種有可能取代天然氣的替代燃料。目前可用的生物燃料在燃燒過程中會產(chǎn)生更多的輻射火焰和更高的傳熱能力。生物燃料是一種很有前途的燃料，可以完全由可再生能源制成。而生物燃料已被用作運輸工業(yè)傳統(tǒng)燃料的添加劑，玻璃生產(chǎn)行業(yè)尚未探索這一選擇，更不用說完全由生物燃料燃燒的爐子了。許多玻璃生產(chǎn)業(yè)務(wù)都是有效地使用電熱，而不是由天然氣直接產(chǎn)生的熱量。此外，所有的電加熱都比天然氣加熱要節(jié)能得多。遺憾的是，玻璃生產(chǎn)行業(yè)的完全電氣化需要窯爐技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，特別是在與現(xiàn)代大容量熔爐的能力相匹配時。經(jīng)濟(jì)可行性也是一個問題，因為電氣化的成本支出很高，還可能需要額外的基礎(chǔ)設(shè)施。目前，研究人員正在考慮這樣一種可能性，即混合系統(tǒng)不僅可以彌補沒有天然氣的差距，還可以保護(hù)生產(chǎn)免受材料成本和供應(yīng)鏈問題的影響。例如，