U svojoj studiji “Staklo 2045 – Dekarbonizacija industrije stakla”, Savezno udruženje industrije stakla (Bundesverband Glasindustrie e.V. – BV Glas) u suradnji s Institutom za energetsku ekonomiju i racionalnu upotrebu energije Sveučilišta u Stuttgartu, mapiralo je i usporedilo tri transformacijska puta koja mogu dovesti energetsku industriju stakla do klimatske neutralnosti do 2045. godine. Dugoročno, ključ leži u zamjeni prirodnog plina u procesu topljenja – koji trenutno čini 77% konačnog energetskog miksa – s električnom energijom i zelenim plinovima. Udruženje i Institut identificiraju najveću vjerojatnost uspjeha u postepenom prelasku na hibridne tehnologije topljenja. Fokusirajući se na dekarbonizaciju kao središnju temu u listopadu, glasstec je ispitao studiju naglašavajući kako se može postići put ka CO2 neutralnosti u staklarskom sektoru – posebno u industriji staklene ambalaže.
U njemačkoj proizvodnji stakla godišnje se emitira oko četiri milijuna tona CO2, posebno zbog zagrijavanja peći za topljenje stakla prirodnim plinom, ali i kroz procesom povezane kemijske reakcije sirovina koje se koriste. Postoji nekoliko alternativa za ovo, a hvatanje i skladištenje ugljendioksida (CCS/CCU) je teško implementirati s obzirom na relativno niske koncentracije CO2 u otpadnim plinovima staklarske industrije. Potrebna su daljnja istraživanja i razvoj CO2 infrastrukture.
Najveći potencijal za dekarbonizaciju stoga leži u zamjeni goriva koje se koristi za grijanje – prelaskom s prirodnog plina na električnu energiju i zelene plinove (vodik, bioplin, sintetički metan). Tehnološko prilagođavanje postrojenja za topljenje stakla, prvotno dizajniranih za plinovita goriva, predstavlja veliki izazov, posebno jer su drugi procesi, poput korištenja otpadne topline, već dugo povezani u većini proizvodnih linija. Ovaj zadatak može se ostvariti do 2045. godine samo ako se očuva konkurentnost industrije i ako donosioci odluka nastave da vide transformaciju kao egzistencijalni izazov za društvo u cjelini i da je potiču – zaista, mnogo zavisi od uspješne tranzicije u cijeloj EU s fosilnih goriva na regenerativnu energiju i zelene plinove.
Kako bi dobili preciznu procjenu trenutnog stanja, studija je analizirala tvornice koje proizvode staklenu ambalažu, ravno građevinsko staklo i specijalno staklo u Njemačkoj – uzimajući u obzir sve varijable poput broja i tipova peći za topljenje, proizvodnih kapaciteta i potrošnje energije; ispitana su tri moguća transformacijska puta za korištenje izvora energije bez štetnih emisija – u zavisnosti od pogodnosti i dostupnosti tehnologije za stakleni proizvod koji treba da se proizvede, dostupnosti infrastrukture, kao i već implementiranih ili planiranih mjera dekarbonizacije proizvođača. U “BAU” scenariju ne pretpostavljaju se materijalne promjene u odnosu na trenutnu stanje u pojedinim staklarama do 2045. godine – i to je poslužilo kao referentna točka za dalju analizu alternativnih transformacijskih puteva “Elektrifikacija”, “Vodik” i “Hibridni scenarij”, koji su simulirani u smislu potrošnje energije, CO2 emisija i predviđenih troškova.
U tri transformacijska puta, tehnologije koje se danas koriste potpuno će biti zamijenjene hibridnim pećima, super hibridnim pećima ili potpuno električnim jedinicama za topljenje do 2045. godine, u zavisnosti od njihove potencijalne pogodnosti. U obnovljivim konceptima, prirodni plin se postupno zamjenjuje zelenim vodikom do 2045. godine, tako da emisije povezane s gorivom padaju na nulu. U zavisnosti od scenarija, potražnja za električnom energijom raste na 15,5 – 31,3 PJ, a potražnja za vodikom na 2,8 – 28,4 PJ godišnje. Potpuna adaptacija na hibridne i potpuno električne peći i prilagođavanje energetskih infrastruktura zahtijevat će investicije u rasponu od 3,2 – 5,6 milijardi eura do 2045. godine. Donja granica od 3,2 milijarde eura predstavlja investicijske potrebe u scenariju vodika, budući da su troškovi povezani s prelaskom na ovo novo gorivo relativno niski. Međutim, teško je procijeniti hoće li zeleni vodik biti široko dostupan. Na kraju, procesne emisije CO2 koje iznose 780.000 tona godišnje i dalje će postojati 2045. godine, jer do sada nisu pronađene alternative za sirovine koje se koriste u proizvodnji stakla. Da bi se izbjegle ove emisije, potrebna je infrastruktura za transport i skladištenje ugljendioksida do 2045. godine.
Transformacija industrije staklene ambalaže: Energija, emisije, troškovi
Uzimajući u obzir rezultate studije, hibridni transformacijski put čini se kao najpovoljniji put za cjelokupnu industriju stakla, jer je fleksibilniji u pogledu tehnoloških rješenja koja će se primijeniti. S proizvodnjom od 4,1 milijuna, industrija staklene ambalaže proizvodi većinu od 7,4 milijuna tona stakla proizvedenog u Njemačkoj. U skladu s hibridnim transformacijskim putem, prve hibridne peći koje koriste električnu energiju i prirodni plin bit će korištene od sredine ove dekade; prema kraju ove dekade, prve potpuno električne jedinice za proizvodnju staklene ambalaže za pića i hranu će početi s radom. Od 2030. godine uslijedit će prve peći isključivo na vodik, super hibridne peći i potpuno električne peći. Od 2040. godine, super hibridne peći će početi da se prebacuju s prirodnog plina na vodik – pod uvjetom da je izgrađena potpuna mreža zelenog vodika u Njemačkoj. Do 2045. godine, čak će i posljednje konvencionalne jedinice za topljenje ustupiti mjesto hibridnim pećima na vodik i potpuno električnim pećima.
Potrošnja energije: promjena dovodi do značajnog povećanja potreba za električnom energijom, koja će prema studiji do 2045. godine porasti na 17,3 PJ (4.805 GWh). Pored toga, vodik će biti potreban u obimu od 2,3 PJ godišnje. Fosilno gorivo prirodni plin bit će potpuno zamijenjeno do 2045. godine.
Emisije CO2: Korištenje potpuno električnih i hibridnih peći na vodik smanjit će direktne CO2 emisije na nulu do 2045. godine. Osim toga, dekarbonizacija cjelokupnog elektroenergetskog sektora također će doprinijeti smanjenju direktnih emisija CO2. Pored već visokog udjela recikliranog stakla, u budućnosti će se za proizvodnju staklene ambalaže koristiti i karbonati. Do 2045. godine, procesne emisije će opasti na 328.000 tona CO2 godišnje, što predstavlja ukupno smanjenje od 83%.
Troškovi proizvodnje: Operativni troškovi za proizvodnju staklene ambalaže će rasti s korištenjem novih izvora energije. Udio troškova energije povećat će se za oko 110%, dok će specifični troškovi CO2 porasti za 19%. Ukupni troškovi proizvodnje će se povećati za oko 16%, dostigavši procijenjenih 526 eura po toni staklene ambalaže.
U opisanom hibridnom transformacijskom putu, investicije u iznosu od 3,2 milijarde eura biće potrebne u industriji proizvodnje staklene ambalaže do 2045. godine.
Dekarbonizacija je jedna od najvažnijih tema na glasstec-u i bit će također obrađena na arhitektonskom forumu sajma u listopadu.
Za karte i više informacija o glasstec 2024, kao i o bazama podataka izlagača i proizvoda, o visoko kvalificiranom pratećem programu, posjetite: www.glasstec.de
Pregled programa glasstec-a pogledajte na linku.
Autor teksta: Marc Everling, Nachhaltige Kommunikation
