세라믹 산업은 미래에 "전기를 태울" 것인가? 신뢰할 수 있나요? 연간 2천만 위안 이상을 지출한 경우도 있습니다.

우리나라의 건설 및 위생 도자기 산업은 국가 GDP의 1%를 기여하고 국가 에너지의 1.7%를 소비합니다. 그 중 국가 천연가스 자원의 30%는 희소자원이며, 천연가스는 세계 자원의 50% 이상을 차지합니다. 국가의 천연가스를 수입해야 합니다. 생산 비율의 큰 격차로 인해 건축 및 위생 세라믹 산업의 에너지 효율성이 비판을 받았습니다.

우리나라는 '2030년과 2060년에 탄소 정점과 탄소 중립을 달성'하겠다고 전 세계에 약속한 만큼 에너지를 더욱 절약하고 배출량을 줄이는 방법은 모든 계층의 핵심 과제가 되었습니다.

이와 관련하여 중국건축위생도자협회에서는 2025년 이후에는 산업용 가스의 비중이 증가하지 않고, 2030년 이후에는 그 비중이 감소할 것이라고 지적했습니다. 천연가스는 탄소중립 과도에너지이며, 전기는 미래의 "에너지의 주력"인 전기가마(이하 "전기가마")는 건설 및 위생 세라믹 산업의 에너지 기술 발전의 새로운 방향이 될 것입니다.

그렇다면 전기가마를 사용하여 세라믹 타일을 생산하는 것이 과연 믿을 수 있는 것일까요?

세라믹 타일 생산 분야에서 가마는 필수적이고 중요한 구성 요소입니다. 세라믹 사람들은 석탄, 중유, 디젤, 석탄 가스, 천연 가스 및 기타 탄소 기반 연료를 태우는 가마를 목격해 왔습니다. 가마를 태워라.

불산 케다 기계 및 전기 기술 센터 소장 판젠환(Pan Jianhuan)은 최근 몇 년 동안 1990년대 일상 도자기 생산을 위해 전기 가마를 접했다고 말했습니다. 케다는 국내외에서 전기 가마의 실제 적용 사례를 보유하고 있습니다. 예를 들어 프랑스에서는 결정유리를 생산하는 전기가마 사례가 있고, 중국에서는 리튬전지를 생산하는 전기가마 사례가 있다.

전기가마는 사실 새로운 것이 아닙니다. 가마 연구개발 및 혁신에 종사하는 전문가들의 눈에는 전기가마가 업무의 일부입니다. Foshan Jiayao의 총책임자인 Cheng Zhaohua는 전기 가마가 다양한 응용 분야를 가지고 있으며 기술이 매우 성숙하다고 지적했습니다. 세라믹 타일 생산에는 거의 사용되지 않지만 자성 세라믹, 특수 세라믹, 리튬 배터리, 유리 모자이크 및 3도 소성 K 금 벽돌, 포장된 색상 재료 및 기타 분야.

안목 있는 사람이라면 위에서 언급한 분야가 고정밀, 고부가가치 제품이며, 제품의 소성 분위기, 물리화학적 특성 등에 대한 요구 사항이 매우 엄격하다는 사실을 한눈에 알 수 있을 것입니다. ., 그래서 전기 가마는 더 잘 제어할 수 있습니다.

그렇다면 전기가마는 세라믹 타일 분야에 실제 적용 사례가 없는 걸까요? 라미남 러시아 지사에서 슬레이트 슬래브를 생산하는 가마는 전기와 천연가스의 혼합소성 방식을 사용하는 것으로 파악된다.

Pan Jianhuan은 또한 2015년에 Keda가 이미 러시아에서 3단 소성 꽃 조각을 생산하는 전기 가마 케이스를 보유하고 있다고 밝혔습니다. 이 가마는 먼저 1170°C에서 블랭크를 구운 다음 꽃을 구웠습니다.

▲케다씨의 러시아 3단 전기가마 사례

기술이 매우 성숙하고 이전에도 실제 사례가 있는데 왜 중국에는 전기가마를 이용한 세라믹 타일 생산라인이 없는 걸까요?

Cheng Zhaohua는 전기 가마의 특징은 소성 속도가 느리고 주기가 길기 때문에 단위 출력이 작다는 것을 의미합니다(현재 출력 값은 작지 않은 경우가 많음). - 세라믹 타일과 같은 생산 제품이 필요합니다.

연사 속도가 느리고 사이클이 긴 이유는 무엇인가요? Cheng Zhaohua는 또한 천연가스 연소는 주로 대류 열 교환을 기반으로 하며 복사 열 교환을 보조로, 전도 열 전달을 보조로 사용하는 반면 전기 가마는 주로 복사 열 교환, 보조 열 교환 및 대류를 사용한다고 설명했습니다. 열 교환의 가장 효율적인 수단은 대류 열 전달입니다. 에어컨이 있는 방에 작은 팬을 추가하는 것처럼 이 작은 팬은 사람들이 매우 시원한 느낌을 갖게 합니다. 세라믹 타일 등 대량 생산 제품.

전기가마가 정말로 대량으로 세라믹 타일 생산 분야로 승격되길 원한다면 가장 먼저 극복해야 할 기술적 격차는 설치 문제를 해결하는 것이다.

Foshan Delitai의 Jing Haishan 부사장은 전력은 주로 복사열 전달이므로 전력은 고온 구역에 설치하는 것이 더 적합하며 고온 구역은 탄화규소로 만들어야 한다고 지적했습니다. 가열 온도는 안전하고 내구성이 있습니다. 그러나 현재 실리콘 카바이드 로드의 길이는 약 3m에 불과합니다. 이제 세라믹 타일 와이드 바디 가마의 내부 폭이 3m 이상에 도달하므로 실리콘 카바이드 로드는 구조적 설치에 직면하게 됩니다. 어려움.

또한 징하이산은 전기가마 내부 단면의 온도차 제어는 물론, 탄화규소 봉의 수명, 교체, 유지관리, 안전성 측면에서도 기술적 돌파구가 필요하다고 말했다. 고온 롤러.

▲델리타 분위기 푸시 플레이트 전기 가마.

또한 Cheng Zhaohua는 전기 가마에서 세라믹 타일을 생산하는 데 수평 온도 차이가 기술적 어려움이 될 것이라고 말했습니다. 이는 대량 생산되는 가마의 경우 스팬이 넓고 중앙과 양쪽의 소성 온도가 일정하지 않기 때문입니다. 이런 경우 천연가스를 사용하는 가마는 특수 버너(흔히 '스프레이건'으로 알려짐)를 추가하면 해결이 되지만, 전기가마는 복사열 전달을 위해 실리콘 카본봉, 실리콘 몰리브덴봉 또는 전열선을 사용한다. , 따라서 용액 수준 온도 차이가 더 어렵습니다.

그러나 Cheng Zhaohua는 전기 가마가 대량으로 사용되고 업계가 힘을 합쳐 수평 온도차를 극복하게 되면 자동차의 유지 관리 채널과 같은 특수 구조를 추가하는 등 머지않아 단계적인 돌파구가 마련될 것이라고 믿습니다. 전기가마 아래의 수리에는 다양한 해결책이 있어야 합니다.

앞서 언급한 전기 가마의 구조적 어려움에 대해 Pan Jianhuan은 업계에서 예를 들어 중간에 세라믹 타일 와이드 바디 가마를 추가하는 등의 솔루션을 모색해 왔다고 말했습니다.후크는 탄화규소 막대를 걸어 길이가 부족한 탄화규소 막대의 설치 어려움을 해결합니다. 또한 Pan Jianhuan은 전력망을 손상시킬 수 있는 고조파에 대해 구체적으로 언급했습니다. 전력 소비가 크고 세라믹 타일이 소성되면 온도를 제어하기 위해 전압을 자주 조정해야 합니다. 이를 위해서는 유사한 필터 커패시터를 설치해야 합니다. 전력망이 과열되어 화재 및 단락 위험이 발생하는 것을 방지하기 위해 변압기에 연결합니다.

구조적인 어려움에 비해 전기를 태우는 데 드는 높은 비용이 전기가마 활성화의 가장 큰 걸림돌이다.

세라믹 타일 제품 자체에 대해 Cheng Zhaohua는 전기 가마의 낮은 열에너지 이용 효율성이라는 고질적인 문제를 지적했습니다. 기존 가마에서 소비되는 천연가스에서 생성된 열에너지로 변환하면 전기 가마에서 소비되는 전력은 첫째, 세라믹 공장의 설치 용량이 매우 클 것입니다.

따라서 비용적인 측면에서 향후 5년 이내에 전기가마를 활용한 세라믹 타일의 양산 가능성은 상대적으로 낮을 것으로 보고 있다.

Jing Haishan은 계산 결과를 공개했습니다. 일일 생산량이 20,000m2인 세라믹 타일을 사용하는 가마는 고온 구역에서만 전기 가마를 사용한다면 설치 용량이 10,000kW 이상일 것입니다. 설치 용량을 충족하기가 매우 어렵습니다.

전기와 천연가스의 비용 비교에 대해 징하이산에서는 상세한 비교와 환산을 실시했습니다. 난방 장비의 변환 효율에 관계없이 1kWh의 전기를 연소하면 이론적으로 860Kcal의 열이 발생하는 반면, 1Nm3의 천연 가스를 연소하면 8300Kcal의 낮은 발열량을 가지므로 1Nm3의 천연 가스는 9.65Kcal의 전기에 해당합니다. .

현재 킬로와트시당 평균 전기 가격은 0.7위안이고, 9.65킬로와트시 전기 가격은 6.76위안입니다. 천연가스 가격은 일반적으로 약 2.6위안/Nm3에 불과하며 현재 가장 비싼 가격은 약 4.3위안입니다. 이렇듯 1Nm3당 천연가스 가격은 9.65kWh 전기에 비해 2.46위안 낮다. 이는 전기가마 보급에 가장 큰 어려움이다.

▲Delitai 천연가스 암석 슬래브 광동체 롤러 가마.

2.46위안의 에너지 비용 차이를 과소평가하지 마십시오. Jing Haishan은 현재 800×800×11mm 유약 타일의 경우 평방 미터당 타일 가마에서 소비되는 천연 가스가 약 1.6Nm3이라고 지적했습니다. 일일 생산량이 20,000m3인 세라믹 타일을 사용하는 가마는 32,000Nm3의 천연 가스를 소비합니다. 하루(가스비 137,600위안)를 총 전력 소비량으로 환산하면 308,800kWh(전기요금 216,160위안)입니다.

천연가스를 사용하면 전기 대비 하루 78,560위안을 절약할 수 있고, 연간 300일 기준으로 2,356위안을 절약할 수 있는 것으로 알 수 있다.80,000위안. "연료비 차이가 이렇게나 큰데 누가 감당할 수 있을까요?"

게다가 올해 전국 주요 세라믹 공장의 잦은 정전 사태를 고려하면, 비용을 고려하지 않더라도 광시(廣西) 생산 지역은 세라믹 타일을 전기로 전환하면 28일 동안 정전까지 발생한다. 가마에서 전력 소비가 크게 증가하면 필연적으로 전력 공급과 수요 사이의 더 큰 모순이 발생하게 됩니다.

우리나라의 에너지 상황은 “석탄은 풍부하고 석유는 부족하며 가스는 부족하다”는 것은 잘 알려져 있습니다. 중국전력위원회가 7월 8일 발표한 '2021년 중국전력산업연간발전보고서'에서는 2020년 우리나라의 전체 발전량이 7조6264억kWh로 이 중 화력발전이 5조1770억kWh로 전체 전력생산량을 차지한다고 지적했다. 화력은 전국의 67.88%를 차지하고 있으며, 그 중 석탄발전은 4조 6,296억kWh로 전국의 60.70%를 차지하며, 수력발전은 전국의 17.77%, 계통연계 풍력발전은 6.12%를 차지한다. 전국적으로 원자력발전은 4.80%, 계통연계형 태양광발전은 3.42%를 차지했다.

석탄발전은 여전히 ​​우리나라 전력공급의 주요 에너지원임을 알 수 있다. 세라믹 타일을 전기가마로 완전히 전환하면 향후 몇 년 내에 필연적으로 석탄 발전에 의존하게 될 것입니다. 석탄이 연소되는 한 탄소 배출은 발생하지만 이러한 탄소 배출은 상류 화력 발전소에 집중될 것입니다.

▲'친환경 전기'를 사용하면 전기 가마에서 탄소 배출을 진정으로 줄일 수 있습니다.

징 하이산(Jing Haishan)은 표준 석탄 1kg의 발전 용량은 3.3도이지만 탄소 피크 및 탄소 중립의 관점에서 표준 석탄 1kg을 연소하면 약 2.7kg의 탄소 배출이 발생한다고 지적했습니다. 전기가마가 대세임은 분명하지만 궁극적으로는 그것이 '녹색 전기'인지를 고려해야 한다. 풍력, 수력, 태양광발전 등 '녹색 전기'가 미래 산업 생산을 만족시킬 수 있다면, 전력 소비를 고려하는 것은 실제 개발 상황과 일치할 것입니다. 그리고 현재 상황은 산업용 전력 소비가 부족하여 많은 곳에서 "4개 켜기 및 3개 끄기"와 같은 전력 제한 조치를 시행하고 있습니다.

Cheng Zhaohua는 화력 발전소도 탄소 배출을 줄여야 한다는 압력을 받고 있으므로 발전 장비의 업그레이드와 에너지 절약 전환도 수행해야 한다고 말했습니다. 'Ceramic Information'은 중국 전기위원회 공식 웹사이트에서 발표한 정보를 통해 2020년 화력 발전 단위당 국가 이산화탄소 배출량이 약 832g/kWh로 2019년보다 6g/kWh 감소했고, 2005년 대비 20.6%. .

거시적 관점에서 볼 때 탄소 정점화와 탄소 중립은 우리나라가 세계에 제출해야 할 해답입니다. 그러나 특히 세라믹 타일 생산 분야에서는 전력 제한과 같은 모순을 고려하여에너지 절약과 배출 감소를 위한 최우선 과제인 Shield는 연료를 바꾸는 것이 아니라 기존 탄소 기반 연료의 단위 열 효율을 향상시키는 것이기도 합니다. 수소와 천연 가스의 혼합 연소 경로도 탐색할 수 있습니다.

실제로 과거에 비해 최근 몇 년간 세라믹 타일 1㎡당 천연가스 소비량이 크게 줄었습니다. Cheng Zhaohua에 따르면, 가마 구조를 지속적으로 개선하고 폐열 활용 효율성을 높임으로써 오늘날 세라믹 타일 평방미터당 천연가스 소비량이 3m3에서 1.6m3→1.5m3→1.2m3로 감소했습니다. Cheng Zhaohua는 기술 혁신을 통해서만 세라믹 회사가 1.16m3/㎡를 달성하도록 도왔으며 이는 비용 측면에서 에너지 절약 및 소비 감소를 달성했습니다.

▲에너지 절약과 배출 감소를 위한 최우선 과제는 연료 전환이 아닙니다.

다른 가마 회사들도 에너지 절약을 계속해서 모색하고 있습니다. 올해 5월 초, Keda Manufacturing이 건설한 Xinruncheng 600×600×9mm 더블 제로 흡수성 투과 타일 생산 라인은 한 달 이상 안정적으로 운영된 후 1.13m3/㎡의 최저 천연가스 에너지 소비량을 기록했습니다. 동시에 전력 소비도 기존 가마보다 20% 줄었습니다.

이중 탄소 전략에 따라 각 세라믹 공장은 엄격한 에너지 평가 지표에 직면해 있습니다. 생산 능력을 늘리려면 에너지 활용도를 높이고 단위 에너지 소비를 줄여야 합니다.

Cheng Zhaohua는 이것이 세라믹 산업의 최우선 과제이자 전체 산업이 평방당 1.2m3 또는 심지어 1m3까지 천연가스 소비를 더 줄일 수 있다면 향후 5년 안에 극복해야 할 과제이기도 하다고 믿습니다. 세라믹 타일의 미터가 20% 증가하면 두 쌍이 탄소 전략의 기여는 자명합니다.

수소에너지 탐사도 진행 중이다. 2020년 9월 29일, 광둥성 개발개혁위원회 등 6개 부서는 '신에너지 전략 신흥 산업 클러스터 육성을 위한 광둥성 실행 계획(2021~2025)'을 발표하고, (Yunfu) 산업 이전 단지, 광저우 개발구, Foshan Nanhai 및 Gaoming 지구에 수소 연료 전지 산업 단지 건설, 광저우-선전 고온 연료 전지 및 시스템 R&D 및 제조 기지 설립, 수소 에너지 설립 광저우, 포산, 둥관, 윈푸, 후이저우, 마오밍, 둥관, 잔장 수소 에너지 생산, 저장 및 운송 산업 클러스터의 고급 장비 산업 클러스터"입니다.

Jinghaishan에 따르면 Delitai는 수소와 천연가스 혼합 연소 가마를 탐색하고 있으며 현재 중국에서 프로젝트를 전개하고 있으며, 이는 프로젝트의 50% 이상을 차지하므로 탄소 배출량을 50% 이상 줄일 수 있습니다. 천연가스 1Nm3는 메탄 1Nm3에 가깝기 때문에, 메탄 1Nm3가 연소되면 2kg의 이산화탄소가 발생합니다.천연가스에 수소를 50% 혼합하면 탄소 배출을 1kg 줄이는 것과 같으며, 이렇게 줄어든 탄소는 탄소 거래 시장에서 실제 돈만큼 가치가 있습니다.

Pan Jianhuan은 올해 업계에서 수소에 대한 연구가 크게 가속화되었으며 Keda도 수소 에너지 활용 방법을 적극적으로 모색하고 있다고 지적했습니다.

또한 탄소 감소를 위해 Pan Jianhuan은 에너지 열 효율을 높이는 것 외에도 배가스의 이산화탄소를 재활용하는 또 다른 방법이 있다고 믿습니다. 이산화탄소는 용도가 다양하기 때문에 드라이아이스, 맥주 소다로 만들 수 있습니다. 이산화탄소도 필요하며, 식물비료로 활용되는 이산화탄소는 석유 채굴, 기계주조, 금속제련, 바이오의약품, 소방 등 다양한 분야에서도 필요합니다.

현재 건축 및 위생 도자기 산업의 전체 탄소 배출량이 조사 중입니다. 중국 건축 및 위생 도자기 협회에서 발표한 데이터에 따르면 연간 약 1억 4천만~2억 톤에 달하며 그 중 건축 도자기가 차지합니다. 96%. 이와 관련하여 Jing Haishan은 생산 능력 감소, 제품 업그레이드, 에너지 구조 조정 등 건축 및 위생 세라믹 산업의 세 가지 추세가 건축 및 위생 세라믹 산업이 2060년까지 탄소 중립 목표를 달성하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다.

(Ceramic Information에서 복사한 기사)