玻璃纤维行业能源效率
玻璃纤维行业是能源密集型产业,单位能耗范围为每吨玻璃产品7.2至12.6吉焦。欧洲工业部门能源消耗占终端能源消费总量的29%,其中玻璃纤维行业约占28.6%。工业能源效率提升是减少总能耗和温室气体排放的有力手段,尤其因其规模庞大且参与行为体相对较少。
政策与管理
欧洲通过最佳可用技术(BAT)参考文件、欧洲排放交易体系(ETS)和能源审计等政策工具提升工业能效。BAT文件指导新/现有工厂的能源效率措施,ETS通过总量控制和交易制度促进减排,能源审计则强制大型企业定期评估能源使用情况。
行业现状
玻璃纤维生产主要包括连续纤维丝(CFF)的生产,其主要最终用途是复合材料。欧洲CFF单位能耗为2兆瓦时,其中约80%归因于熔化和澄清步骤。过程排放占玻璃生产总二氧化碳排放的15-25%,主要来自原料中碳酸盐的分解,无法通过传统方法避免。
节能措施
本指南重点介绍了CFF生产中与流程相关的节能措施,包括:
- 优化助熔剂:用锂化合物替代纯碱可降低熔化温度,节能5-10%。
- 玻璃纤维回收:增加废料使用可降低能耗,每增加10%废料使用,可节省炉能耗2.5-3%。
- 富氧-热催化重整(TCR工艺):通过热化学余热回收提高燃料效率,减少NOx排放,节能7.5%。
- 富氧燃烧炉蓄热式(Eco-HeatOx):利用余热预热反应物,节能25-35%。
- 电熔,电提:将能量直接输入玻璃,节能高达17%,但需考虑电网排放因子。
- 批量和碎料预热:利用废气余热预热原料,节能10-20%。
- 低碳燃料:使用氢气或合成甲烷替代化石燃料,减排程度取决于替代率。
- 基于模型的预测控制(MBPC):动态优化热输入分布,节能约2-3%。
- 压降最小化:优化压缩空气系统,节能25%,投资回收期少于3个月。
研究结论
玻璃纤维行业节能潜力巨大,主要措施包括热回收、燃料切换和工艺优化。长期来看,碳捕获技术、氢能和电熔将发挥重要作用。然而,优质再生料的可获得性和碳中和能源的供应是未来发展的关键挑战。