Картирование ценности плоского стекла

Дата: 9 февраля 2023 г.

Авторы: Ребекка Хартвелл, Грэм Коулт и Мауро Оверенд.

Источник:Стеклянные конструкции и инженерия (2022)

ДОИ:https://doi.org/10.1007/s40940-022-00195-9

Стекольная промышленность является одной из восьми энергоемких отраслей промышленности Великобритании. Таким образом, сейчас рассматривается возможность отделения роста производства от выбросов парниковых газов (ПГ). Вторичное стекло, также известное как стеклобой, требует меньше энергии для плавления, чем первичное сырье при производстве нового стекла. Таким образом, использование стеклобоя снижает энергоемкость на единицу продукции, а также снижает потребность в первичных материальных ресурсах. Однако в Великобритании еще не созданы эффективные системы сбора листового стекла, что приводит к ограничению поставок стеклобоя на рынок листового стекла и упущенным экологическим возможностям. Это исследование определяет существующую неэффективность цепочки поставок в стекольной промышленности Великобритании в три этапа.

Во-первых, массовые потоки материалов в трех основных стекольных секторах: тарное стекло, листовое стекло и стекловата — картируются от природных ресурсов до первичного применения и последующего управления по окончании срока службы на основе годовых показателей производства за базисный год. Карта представлена ​​в виде диаграммы «Сэнки», которая обращает внимание на несколько возможностей повышения эффективности использования ресурсов; а именно, в резком контрасте в показателях сбора стекла между предприятиями по производству плоского стекла и производства тарного стекла. Используя данные, собранные о ежегодных массовых потоках материалов в подсекторе листового стекла Великобритании, оценивается потенциал экономии энергии (МДж) и выбросов парниковых газов (CO2-экв) за счет усовершенствованных методов сбора отработанного стекла на основе трех показателей: Альтернативные сценарии восстановления. Эти сценарии предусматривают использование альтернативных вариантов распределения восстановленного плоского стеклобоя в трех подотраслях производства первичного стекла.

Экономия выбросов в результате каждого сценария восстановления оценивается на основе предполагаемого тоннажа готовой продукции из листового стекла. Показано, что наряду с повышением производительности производства повторное использование листового стекла с истекшим сроком эксплуатации в качестве стеклобоя в новом производстве может сократить ежегодные выбросы в производственно-сбытовой цепочке листового стекла в Великобритании до 18,6%. Наконец, мы рассматриваем существующие препятствия для переработки различных типов стекла на основе критериев приемлемости и доступной инфраструктуры возврата и, таким образом, обнаруживаем, что продвижение улучшенных показателей переработки будет зависеть от создания возможностей для бизнеса и/или поддержки политики для разработки эффективных систем для плоского стекла. коллекция стекла.

1.1 Стекольный сектор

На долю стекольной промышленности Соединенного Королевства и Северной Ирландии (Великобритании) в 2019 году приходилось 0,5% от общего потребления энергии в Великобритании и 0,4–0,6% от общего объема выбросов парниковых газов (ПГ) в Великобритании (Griffin et al. 2021; Ireson et al. 2019). ; WSP Парсон Бринкерхофф и GL 2015). Таким образом, он классифицируется как один из энергоемких подотраслей промышленного сектора Великобритании наряду с черной металлургией (3,6% от общего годового объема выбросов ПГ), химической промышленностью (2,7%), цементом (1,1%) и алюминием (0,6%) (Центр Низкоуглеродное будущее, 2011 г.; Гриффин и др., 2016 г.). Производство стекла может состоять из нескольких высокотемпературных процессов. За последние 30 лет стекольная промышленность успешно снизила энергоемкость производства за счет перехода на другой вид топлива, развития печных технологий, повышения энергоэффективности на местах и ​​процессов утилизации отходящего тепла (British Glass 2021; Griffin et al. 2016; Hammond and Норман 2012; IMPEL 2012; Мария и др. 2013).

Дополнительное повышение эффективности предложения за счет использования альтернативных низкоуглеродных источников энергии, таких как полностью электрическая плавка, водород и биотопливо, было определено как путь дальнейшего сокращения выбросов в энергоемких отраслях промышленности. Однако было признано, что достижение климатических целей только за счет повышения энергоэффективности со стороны предложения потребует значительных финансовых средств из-за существенного увеличения размера требуемой энергетической системы: только в Великобритании электроэнергетической системе потребуется увеличить выработку в четыре раза. (Барретт и др., 2021). Таким образом, было предложено срочно изучить пути снижения валового спроса на энергию посредством стратегий повышения эффективности материалов, таких как повторное использование и переработка, чтобы обеспечить экономически эффективную, своевременную и минимизированную цель «чистого нуля» (Allwood). и др., 2013 г.; Барретт и др., 2021 г.; Правительство Ее Величества, 2021 г.).