Jedan od inovativnih pristupa koji se pojavio u svetu je korišćenje solarne energije u procesu topljenja čelika. Uobičajeno je da se za topljenje čelika koriste fosilna goriva ili električna energija, što dovodi do emisije štetnih gasova (CO2, SO2) i zagađenja. Nova tehnologija koristi koncentrisano sunčevo zračenje kako bi zagrejala metal, čime se eliminiše potreba za fosilnim gorivima ili električnom energijom. Na ovaj način dobijamo proizvodnju visokokvalitetnog topljenog metala uz minimalan negativan uticaj na životnu sredinu.
Ukoliko želimo da izračunamo potencijalnu smanjenu emisiju CO2 u procesu topljenja čelika, možemo koristiti sledeću formulu:
CO2_emisija = m_čelika * EF_fosilna_goriva – m_čelika * EF_solar
Gde je:
CO2_emisija – emisija CO2 pri topljenju čelika (u kg)
m_čelika – masa čelika koja se topi (u kg)
EF_fosilna_goriva – faktor emisije CO2 za fosilna goriva (u kg CO2/kg goriva)
EF_solar – faktor emisije CO2 za solarnu energiju (u kg CO2/kg energije)
Ova formula omogućava poređenje emisije CO2 pri korišćenju fosilnih goriva i solarne energije u procesu topljenja čelika. Ukoliko je rezultat negativan, to znači da korišćenje solarnog topljenja čelika rezultira negativnom emisijom CO2, što je izuzetno povoljno za zaštitu životne sredine.
Takođe, možemo analizirati efikasnost solarne peći za topljenje čelika koristeći sledeću formulu:
Efikasnost = (Izlazna_snaga / Ulazna_snaga) * 100
Gde je:
Efikasnost – efikasnost solarne peći za topljenje čelika (u %)
Izlazna_snaga – snaga koja se dobija topljenjem čelika (u W)
Ulazna_snaga – snaga sunčevog zračenja koja se koristi za zagrevanje metala (u W)
Ova formula nam omogućava da kvantifikujemo koliko efikasno koristimo solarnu energiju u procesu topljenja čelika i da uporedimo sa drugim metodama topljenja. Što je veća vrednost efikasnosti, to je efikasnija upotreba solarne energije.
Planirano je značajno povećanje topljenja čelika i titanijuma i to do 8 puta u naredne 3 godine. Ukoliko navedeno bude i realizovano po planu, biće smanjeno zagađenje, troškovi energije, a istovremeno će biti stvorene nove prilike za razvoj održive metalne industrije.
Da bismo ilustrovali planirano značajno povećanje topljenja čelika i titanijuma, možemo koristiti matematički proračun za procenu povećanja kapaciteta.
Neka je T_2023 početni kapacitet topljenja čelika i titanijuma u 2023. godini, a T_2026 planirani kapacitet topljenja u 2026. godini. Pretpostavimo da se planirano povećanje izražava faktorom rasta k, koji je jednak 8 (8 puta veći kapacitet).
T_2026 = T_2023 * k
Ovo se može predstaviti matematički kao:
T_2026 = T_2023 * 8
Ova formula pokazuje da se očekuje da će kapacitet topljenja čelika i titanijuma u 2026. godini biti 8 puta veći u odnosu na kapacitet u 2023. godini.
Osim toga, ukoliko planirano povećanje bude realizovano po planu, očekuje se da će doći do smanjenja zagađenja i troškova energije. Konkretni proračuni za ova smanjenja zavise od specifičnih parametara procesa i tehnologija koje se koriste u metalnoj industriji. Na primer, može se izračunati smanjenje emisije CO2 ili smanjenje potrošnje električne energije u odnosu na tradicionalne metode topljenja čelika.
Da bismo ilustrovali smanjenje emisije CO2 i potrošnje električne energije u odnosu na tradicionalne metode topljenja čelika, možemo izvršiti nekoliko proračuna. Pretpostavimo da tradicionalni metod koristi fosilna goriva i ima određenu emisiju CO2 i potrošnju električne energije.
- Proračun smanjenja emisije CO2: Pretpostavimo da tradicionalni metod topljenja čelika emituje 1 tonu CO2 po toni toplog metala. Ako koristimo inovativni pristup sa solarnim topljenjem čelika, pretpostavimo da nema emisije CO2.
Smanjenje_emisije_CO2 = Emisija_CO2_tradicionalno – Emisija_CO2_solar
- Proračun smanjenja potrošnje električne energije: Pretpostavimo da tradicionalni metod topljenja čelika troši 500 kWh električne energije po toni toplog metala. Ako koristimo inovativni pristup sa solarnim topljenjem čelika, pretpostavimo da nema potrošnje električne energije.
Smanjenje_potrošnje_električne_energije = Potrošnja_električne_energije_tradicionalno – Potrošnja_električne_energije_solar
Takođe, planirano povećanje topljenja čelika i titanijuma otvara nove prilike za razvoj održive metalne industrije koje mogu biti izražene kroz ekonomsku analizu, kao što je procena povećanja prihoda, stvaranje novih radnih mesta ili razvoj novih proizvodnih linija.
Sagledavanjem prednosti korišćenja solarne energije u procesu topljenja čelika dolazimo do razvoja novih ideja i pravaca delovanja. Pre svega, solarna energija je obnovljiv izvor energije koji je neiscrpan i nezagađujuć. Na ovaj način eliminisaćemo zavisnost od fosilnih goriva, smanjiti emisiju štetnih gasova i doprineti očuvanju životne sredine. Značajno je osvrnuti se i na to da solarna energija omogućava visoku hemijsku čistoću procesa topljenja. Odsustvo sagorevanja goriva eliminiše izduvne gasove i omogućava proizvodnju visokokvalitetnog metala za različite namene istovremeno obezbeđujući brzo dostizanje visokih temperatura, što poboljšava efikasnost i produktivnost procesa.
Kao i u svakom procesu, postoji i nekoliko izazova u korišćenju solarne energije u metalnoj industriji. Prvi i najznačajniji je zavisnost od sunčeve svetlosti. Proces topljenja metala zahteva konstantan izvor toplote, što može biti ograničeno u slučaju oblačnog vremena ili noću. Međutim, napredak u tehnologiji koncentracije solarnog zračenja i skladištenju energije omogućava sve veću pouzdanost i kontinuitet u korišćenju solarne energije i o tome je upravo bilo reči u prethodnim redovima – premošćavanje jednog izazova otvara nove ideje i stvara doprinose na različitim poljima, ne samo na tretiranom.
