近年來歐美的玻璃生產業紛紛提出了特殊的脫碳挑戰:(1)要熔爐需能達到 1500°C 至 1700°C 的溫度,(2)要能經年保持這種高溫。
然因玻璃製造工藝的複雜,在歐美由於「天然氣」能達到所需的高溫,和恆定的溫度而成為首選。「天然氣」在該行業成為能源的首選,而在減少碳足跡方面的努力,確也提高了能源使用效率,提高了玻璃回收例等對整體的玻璃產業鏈,已有節能減碳排的實質效益。
但各國政府承諾在2050淨零只剩25年的壓力下,現代化生活必備的「玻璃產品」製造的減碳需求首當其衝,必須面對「天然氣」能源在25年內轉型的挑戰。
脫碳之路
氫就是可以發揮重要作用的地方;氫這種「碳中和」燃料可以為推動「玻璃產業」永續發展做出重大的貢獻。
「氫氣與電力」等其它能源結合使用,可以滿足玻璃生產的多樣化需求,因此將氫氣與天然氣混合可能標誌著「玻璃產業脫碳努力」的初始階段。
英國75年玻璃製造商以氫氣取代了 35% 的加熱氣體。
[caption id="attachment_71758" align="alignnone" width="1920"]![](https://vigormedia.tw/wp-content/uploads/2024/07/Crystal_Palace_from_the_northeast_from_Dickinsons_Comprehensive_Pictures_of_the_Great_Exhibition_of_1851._1854.jpg)
法國玻璃製造商聖戈班,也以 30% 的混合比例取得了類似的結果,而且只需對玻璃生產過程進行最小的調整,即可達到減排放的目標。
當然要徹底實現產業的脫碳,必須告別石化燃料。他山之石可以攻錯,特別介紹世界知名玻璃生產業者如何在挑戰「節能減碳」之里程路上,結合「電氣化」和「氫能化」成為可行的辦法。
印度玻璃製造商 Borosil 在其齋浦爾工廠安裝了一台電爐,每天生產 42 噸蛋白石玻璃。理論上,這種方法代表了最節能的脫碳方式;然而實際上「全電的解決方案」目前也僅適合特定應用,較大的熔爐,採用全電方法來達到高溫和恆溫仍然極具挑戰性,不是不可行。
因此,類似以「純電池電動」車逐漸過渡到結合「氫氣電動」的『氫和電』結合,在『玻璃製造』過程中具有巨大的潛力。
鑑於其成本效益,電力為主要能源,輔以戰略性的氫氣注入,以確保在較大的熔爐內,實現「必要的高溫和恆温」的低碳未來。
世界上許多大型的玻璃製造公司正在探索不同技術的潛力,以減少碳排放,同時仍保持高標準的生產品質。發現可將『電力和氫氣』結合成為主要的能源混合變體,這似乎是所有技術中最有前途的,這預示著可持續玻璃生產的光明前景。
在美國玻璃製造是一個能源密集產業,主要以天然氣為燃料
根據美國能源署(EIA)資料,2012年迄今美國玻璃製造是能源最密集的產業之一。玻璃產業產值每美元的平均出貨量的能源消耗量為13,140 Btu,這與其他能源密集產業相似。
EIA 最近的製造業調查顯示,玻璃製造業佔全美工業能源消耗總量的 1% 。整體燃料使用以天然氣(73%)和電力(24%)為主,其餘份額(3%)來自其他幾種燃料。2012年美國玻璃製造設施的天然氣使用量為約 1,430 億立方英尺。
玻璃製造業消耗的大部分能源來自用於加熱熔爐以熔化原料,這些熔爐主要是天然氣熔爐,但也有少量電力熔爐。許多玻璃熔爐也使用電增壓以補充「電加熱系統」提高產量和品質。熔化和精煉過程完成後,玻璃被成型加工成最終產品,這些流程也都需要額外的能量;因此在聯合國淨零壓力下「節能減碳」成為歐美各國玻璃產業積極追求的目標。
玻璃製造領域的能源效率的提升,潛力巨大,估計為20%至25%,主要集中在能源極為密集的「熔煉和精煉」過程;其他關鍵玻璃製造流程,例如成型,使用的能源會根據產品的不同而變化很大,不同的差異會因製程提升不同的效益潛力。