Ottimizzare l’uso dell’energia nell’industria del vetro: come i sistemi di recupero del calore di scarto possono supportare la produzione del vetro

di Dr. Magdalena Laabs 19 settembre 2024

La produzione del vetro è uno dei processi industriali a maggior consumo energetico, soprattutto a causa delle elevate temperature necessarie per fondere le materie prime. I costi energetici, soprattutto in un contesto di aumento dei prezzi, rappresentano una seria sfida per gli impianti di produzione del vetro. In risposta a queste esigenze, i moderni sistemi di recupero del calore di scarto offrono soluzioni in grado di ridurre significativamente i costi operativi e allo stesso tempo aumentare l’efficienza energetica.

Come funziona il recupero del calore di scarto nell’industria del vetro?

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Il processo di produzione del vetro richiede il mantenimento di temperature di 1.400–1.600°C nei forni per vetro. Durante questo processo viene generata un'enorme quantità di calore, che solitamente viene dispersa attraverso i sistemi di ventilazione e i camini. Le moderne tecnologie consentono di recuperare questo calore di scarto e riutilizzarlo nei processi produttivi o per generare elettricità.

I sistemi di recupero del calore funzionano catturando i gas di scarico caldi o altre fonti di calore che normalmente verrebbero emesse nell'atmosfera.

Il calore recuperato viene poi utilizzato per:

1. Riscaldamento dell'aria per forni per vetro – Ciò riduce il consumo di carburante necessario per raggiungere le temperature di fusione del vetro richieste.
2. Riscaldamento dell'acqua di processo: il calore recuperato può essere utilizzato per riscaldare l'acqua utilizzata in processi ausiliari come la pulizia, il raffreddamento o altre operazioni che richiedono calore.
3. Generazione di elettricità – Utilizzando la tecnologia ORC (Organic Rankine Cycle), il calore di scarto può essere convertito in elettricità, che può poi essere utilizzata in loco o venduta alla rete.

Applicazione della tecnologia ORC nella produzione del vetro

L'Organic Rankine Cycle (ORC) è una tecnologia che consente la conversione del calore di scarto in energia elettrica utilizzando fluidi organici con un punto di ebollizione inferiore a quello dell'acqua. Ciò consente di recuperare efficacemente energia anche da fonti di calore a bassa temperatura, come i gas di scarico dei forni per vetro.

Come funziona in pratica?

I gas di scarico caldi vengono convogliati verso uno scambiatore di calore, che riscalda il fluido di lavoro organico, provocandone la vaporizzazione. Il vapore aziona una turbina che genera elettricità. Il vapore viene quindi raffreddato e ritrasformato in un liquido, consentendo la circolazione continua e un ulteriore recupero di calore.

L’introduzione dei sistemi ORC negli impianti di produzione del vetro consente:

Riduzione dei costi dell'elettricità – La produzione di energia in loco dal calore di scarto riduce la necessità di fonti energetiche esterne.
Migliorare l'efficienza energetica: l'utilizzo del calore che normalmente andrebbe perso porta a risparmi significativi.
Riduzione delle emissioni di CO2 – Un minor consumo di energia si traduce in minori emissioni di anidride carbonica, il che è positivo per l'ambiente e aiuta a soddisfare i requisiti di protezione ambientale.

Vantaggi per gli stabilimenti di produzione del vetro

L’introduzione di sistemi di recupero del calore di scarto apporta numerosi vantaggi, sia economici che ecologici.

Ecco alcuni dei principali vantaggi:

Riduzione dei costi operativi – Il recupero del calore consente di ridurre i costi del carburante e dell'elettricità, il che porta a risparmi significativi a lungo termine. Gli impianti di produzione del vetro che adottano tali sistemi possono contare su una riduzione dei costi fino a diverse decine di punti percentuali.
Aumentare l'indipendenza energetica – La produzione di elettricità in loco rende gli impianti meno dipendenti dai fornitori di energia esterni, proteggendoli dalle fluttuazioni dei prezzi nel mercato energetico.
Adattamento ai requisiti ambientali – L'industria del vetro, come qualsiasi altro settore, è soggetta a normative sempre più severe in materia di emissioni di gas serra. I sistemi di recupero del calore riducono le emissioni di CO2, il che aiuta gli stabilimenti a soddisfare i requisiti ambientali ed evitare potenziali multe.
Miglioramento dell'efficienza produttiva – L'utilizzo del calore recuperato per riscaldare le materie prime o l'acqua di processo accelera e migliora i processi di produzione, il che porta a una migliore efficienza dell'impianto.
Sviluppo sostenibile – Il perseguimento di un'efficace gestione dell'energia e della riduzione delle emissioni è un elemento chiave della strategia di sviluppo sostenibile di molte aziende. Gli impianti di produzione del vetro che investono nelle tecnologie di recupero del calore ottengono un vantaggio competitivo come imprese più ecologiche e innovative.
Recupero di calore come strumento di marketing - I vantaggi per gli impianti di produzione del vetro includono non solo il risparmio energetico, ma anche l'opportunità di costruire un'immagine aziendale positiva. Implementando sistemi di recupero del calore, le aziende possono promuoversi come rispettose dell'ambiente, sottolineando che non sprecano energia e la utilizzano invece in modo efficiente. Questo atteggiamento è coerente con le tendenze dello sviluppo sostenibile, che può rappresentare un ulteriore vantaggio di marketing, attirando clienti e partner commerciali che apprezzano un approccio responsabile all’ecologia.

Come implementare i sistemi di recupero del calore di scarto?

L'implementazione di sistemi di recupero del calore di scarto negli impianti di produzione del vetro non è un compito facile, ma con l'aiuto degli esperti e della tecnologia giusti può diventare un processo agevole e redditizio. Le principali fasi di implementazione sono:

Analisi energetica – Il primo passo è condurre un'analisi energetica dettagliata, che identificherà dove e in quale quantità viene generato il calore di scarto.
Selezione della tecnologia – Sulla base dell'analisi, viene selezionata la tecnologia di recupero del calore appropriata, come ORC o altri sistemi adattati alla specificità del processo di produzione del vetro.
Installazione del sistema – La fase successiva è l'installazione di scambiatori di calore e sistemi che generano elettricità o calore dal calore recuperato.
Monitoraggio e ottimizzazione – Una volta implementato il sistema, è fondamentale monitorare e ottimizzare continuamente i processi per massimizzare il risparmio e l'efficienza energetica.

Riepilogo

I sistemi di recupero del calore di scarto sono soluzioni innovative che possono rivoluzionare l’industria del vetro, apportando notevoli risparmi energetici e operativi. Grazie ad essi gli impianti di produzione del vetro possono non solo ridurre i costi, ma anche soddisfare standard ambientali sempre più stringenti. Investire nelle tecnologie di recupero del calore di scarto è un passo verso lo sviluppo sostenibile e l’efficienza energetica a lungo termine.