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)極度依賴天燃氣。電加熱小規(guī)模進行使用，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，可能會減少20%到25%的能源消耗。對其他商業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的改進也可能產(chǎn)生影響，這些將是特定產(chǎn)品的改進。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，使其替代天燃氣更具可行性。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，還可以保護生產(chǎn)免受材料成本和供應(yīng)鏈問題的影響。例如，