Riduzione dell'impronta di carbonio nell'industria del vetro
I processi di combustione nell'industria del vetro utilizzano in gran parte l'Ossigeno dell'aria di combustione per fondere le materie prime ad alte temperature. Comunque, esistono altre tecnologie di combustione per produrre vetro o smalti.
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Sviluppate per contrastare il riscaldamento globale e il suo impatto sull'ambiente, assumono oggi un nuovo significato nell'ambito della transizione energetica e della sostenibilità della propria attività. Queste altre tecnologie a cui si fa riferimento, l’ossicombustione, utilizzano Ossigeno che sostituisce parzialmente o totalmente l'aria di combustione e presentano diversi vantaggi importanti:
- Riduzione del fabbisogno di combustibile fossile;
- Riduzione delle emissioni di gas serra;
- Riduzione dell'impronta di carbonio.
Arricchimento di Ossigeno nell’aria di combustione
Né comburente né combustibile, l'Azoto è un gas che non produce calore. L'utilizzo dell'aria di combustione per alimentare con Ossigeno un processo di combustione comporta la presenza di Azoto che non è una fonte di energia termica. Al contrario, l'Azoto viene riscaldato insieme ai gas di combustione per raggiungere le temperature di fusione di materie prime, che si traduce in un consumo di energia superfluo.
L'arricchimento con Ossigeno dell'aria di combustione riduce il volume di Azoto riscaldato nei forni di fusione e di conseguenza riduce il consumo energetico e limita l'ossidazione dell'Azoto ad alta temperatura. A ciò si aggiunge una combustione più efficiente in quanto le temperature di fusione vengono raggiunte più rapidamente.
Tutti questi diversi effetti riducono le emissioni di Diossido di Carbonio, anche detta Anidride Carbonica (CO₂), di Ossidi di Azoto (NOx), e dell'impronta di carbonio globale dei processi di produzione.
L'impatto sull'ambiente è notevole perché gli Ossidi di Azoto inquinano l'aria e favoriscono la formazione di un'ampia quantità di ozono nell'atmosfera. Il Diossido di Carbonio (Anidride Carbonica) è anche uno dei principali gas a effetto serra implicati nel cambiamento climatico.
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Iniezione di Ossigeno
L'Ossigeno può essere iniettato e diluito nel condotto di alimentazione dell’aria di combustione di un bruciatore, fino a raggiungere una concentrazione superiore al 21%. È anche possibile iniettare Ossigeno direttamente nel forno tramite una lancia che sporge tra la fiamma di un bruciatore ad aria e il carico da fondere.
La sostituzione totale dell'aria di combustione con Ossigeno puro è la soluzione più interessante dal punto di vista dell'efficienza energetica. Questa tecnologia riduce i combustibili fossili necessari fino al 35% rispetto ai forni di recupero ad aria e al 15% rispetto ai forni rigenerativi ad aria. Le emissioni dirette di CO₂ (scope 1) si riducono nella stessa proporzione.
La tecnologia HeatOx di Air Liquide
Per aumentare ulteriormente l'efficienza energetica nell'utilizzo di Ossigeno puro, la tecnologia HeatOx di Air Liquide si basa sul recupero del calore dei fumi per preriscaldare l'Ossigeno e il combustibile gassoso. Questa tecnologia riduce il consumo di combustibile fossile fino al 10% in più rispetto all'ossicombustione senza recupero di calore.
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Riduzione dell'impronta di carbonio
Air Liquide propone due modalità di fornitura di Ossigeno specifiche per contribuire a ridurre l’impronta di carbonio nella sua attività di combustione:
- Fornitura in loco in forma liquida ECO ORIGIN™ prodotta da energia 100% rinnovabile.
- Produzione in loco in forma gassosa, evitando le emissioni di CO₂ associate alla liquefazione dell'aria e al trasporto con cisterna su strada in forma liquida.
I due esempi seguenti di applicazione della tecnologia HeatOx con ossigeno prodotto in loco mostrano una riduzione compresa tra il 23% e il 41% dell'impronta di carbonio dell'ossicombustione, considerate le emissioni dirette di CO₂ (scope 1) e le emissioni indirette legate alla produzione di ossigeno (scope 3).
Esempio di conversione di un forno rigenerativo ad aria:
Energia MWhth/tvetro |
kg CO₂ emesso /tvetro | |||
| Combustione Metano (Scope 1) |
Produzione Ossigeno (Scope 3) |
Totale | ||
| 100% Aria | 1,17 | 521,00 | 0 | 521,00 |
| 100% O₂ | 1,00 | 443,00 | 3,20 | 445,20 |
| 100% O₂ +HeatOx |
0,90 | 399,00 | 2,90 | 401,90 (-23%) |
Esempio di conversione di un forno di recupero ad aria:
Energia MWhth/tvetro |
kg CO₂ emesso /tvetro | |||
| Combustione Metano (Scope 1) |
Produzione Ossigeno (Scope 3) |
Totale | ||
| 100% Aria | 1,54 | 682,00 | 0 | 682,00 |
| 100% O₂ | 1,00 | 443,00 | 3,20 | 445,20 |
| 100% O₂ HeatOx |
0,90 | 399,00 | 2,90 | 401,90 (-41%) |
Ipotesi:
- CO₂ emesso dalla combustione di gas naturale (metano): 443 g CO₂/kWhth
- Necessità di O₂ per produrre 1 MWhth/tvetro: 200 m3/tvetro
- Impronta di carbonio dell'Ossigeno: 16 g CO₂/m3 O₂ (produzione in loco in Italia)
