Kanthalのグローバル電化プロジェクトマネージャーのArthur Moslowが、この変革の詳細を解説し、移行しなければならない理由、関連する実際的な手順、および産業部門への長期的なメリットに関する貴重な洞察をお伝えします。
産業プロセスを電化する理由
産業プロセスを電化する主な理由は、産業、特に鉄鋼産業など排出量の多い産業での二酸化炭素排出量を削減することです。 Moslowは、鉄鋼業だけで世界のCO2排出量の約10%を占めていると指摘しています。 EUの2030年の枠組みでは、温室効果ガスの排出量を4%削減し、再生可能エネルギー利用の割合を32%に促進することを約束してしています。 同様に、米国は、2030年までに温室効果ガスの正味排出量を2005年比で50～52%削減し、2050年までに正味ゼロ排出を達成することを約束しています。
Arthur Moslow, Global Electrification Project Manager at Kanthal.電気プロセスへの移行は、排出量を削減し、クリーンエネルギーの割合を増やすことを目的とした、これらの世界的な取り組みと一致しています。
鉄鋼業界は排出量が多いため、脱炭素化の取り組みにとって重要な対象となっています。 ただし、排出量を削減するために用いられる方法は、全産業に適用できます。
「鉄鋼業界は排出量が多いため、脱炭素化の取り組みにとって重要な対象となっています。 ただし、排出量を削減するために用いられる方法は、全産業に適用できます。 よりエネルギー効率の高いシステムを実現するには、エネルギーの生産と消費に多額の投資が必要です。」
「しかし、排出量を単に1つのエネルギー供給源から別の供給源に移行することを避けるために、この移行の間に使用される電力がクリーンで再生可能なエネルギーから確実に供給されるようにすることが極めて重要です。」とMoslowは強調します。
電化に向けたプロセス
Moslowは、電化への機が熟しているさまざまな業界において、具体的なプロセスを特定しています。
鉄鋼:
- 連続焼鈍ライン (CAL)
- 連続溶融亜鉛めっきライン (CGL)
- 焼鈍・コーティングライン (ACL)
- 焼鈍・酸洗ライン (APL)
- ローラーハース炉
- ウォーキングビーム式加熱炉
- プッシャー炉
アルミニウム:
- 溶解炉
- 保持炉
- 傾斜炉
熱処理/自動車:
- 表面硬化処理 – 浸炭、炭素窒化
- バッチ炉および連続炉 (プッシャー、ローラーハースなど)
- 焼きなましと焼き戻し
- 再生熱酸化装置 (RTO) – 溶媒除去用
ガラス:
- ガラス前炉
- バッチ処理
「上記の産業は大型工業炉を利用しているのが特徴です。 これまでガスを使用してきたこれらの炉は、エネルギー効率と環境上のメリットの両方が約束される電化の最有力候補です。」とMoslowは述べています。
電化へのステップ
変換プロセスには、次の4つの重要なステップが含まれます。
1. 電力要件の計算: このステップでは、多くの場合CFDモデリングを活用した正確な計算を行って、必要な電力を決定します。 モスロー氏は、最大限の効率を得るためにクリーンなエネルギー源を確保することの重要性を強調しています。
2. 電気式ヒーティングシステムの設計: この段階では、ヒーターの設置スペースを確保し、特定のプロセス要件に合わせた電気式ヒーティングシステムを設計します。
3. 古いガスシステムの取り外し: 既存のシステムを改造するには、ガス燃焼暖房システムを取り外し、炉に必要な修理や変更を加える必要があります。
4. 新しい電気システムをインストールする: 最後のステップは、新しい電気暖房システムを設置して、十分な電力が確保できるようにすることです。
電化プロセスにおける主な利害関係者
電化のプロセスでは、主な利害関係者を特定することが重要です。 Moslowは、主要顧客との接触の他に、顧客管理に関与し、企業の環境への取り組みを理解することが不可欠であると指摘しています。 電気へのスムーズな移行を確実にするために、環境への取り組みを推進する企業の代表者は、現場の担当者とともに考慮される必要があります。
移行プロセスの成功は、主要顧客の担当者、顧客管理、率先して環境への取り組みを行う人々を含む主要な利害関係者間の有効なコミュニケーションと協力にかかっています。
「移行プロセスの成功は、主要顧客の担当者、顧客管理、率先して環境への取り組みを行う人々を含む主要な利害関係者間の有効なコミュニケーションと協力にかかっています。 全社的な環境への取り組みによるものであれ、特定のサイトベースの目標によるものであれ、移行の背後にある動機を理解することは、シームレスな移行に不可欠です。」とMoslowは述べています。
Kanthalが推奨される理由
電気プロセスに移行するお客様には、Kanthalが最適な選択肢となります。 Moslowはその理由を次のように説明しています。
「Kanthalは、金属カートリッジ発熱体、炭化ケイ素ヒーター、MoSi2ヒーターを幅広く取り揃えており、さまざまな炉のニーズと温度要件に柔軟に対応し、このような条件に対してカスタマイズも可能です。 このため、Kanthalは移行を成功させるための理想的なパートナーになります。」
「電気式ヒーターの材料の選択は、移行を成功させるために非常に重要です。 Kanthalは数十年の経験をもとに、さまざまな産業プロセスの温度要件と大気条件に適合する広範な材料ポートフォリオを開発してきました。」とMoslowは付け加えます。
移行の長期的なメリット
電気プロセスへの移行により、次のような長期的なメリットが生まれます。
- エネルギー効率の向上: 電気システムはほぼ100% の熱効率を達成できるため、ガス システムに比べてエネルギー コストが大幅に削減されます。
- 熱効率の向上： 電気ヒーターは炉内の熱をより多く利用し、排気ガスによる損失を最小限に抑えます。
- 正確な温度制御 電気システムは正確な温度制御を提供し、プロセスの最適化を可能にします。
- 優れた温度均一性： 電気加熱により、プロセス全体にわたって一貫した均一な温度が保たれ、製品の品質が向上します。
- よりクリーンで静かな安全性の高い作業環境: 電気ヒーターは工場内に有害な排気ガスを排出しないため、作業環境がより清潔で静かになり、安全性も向上します。
- CO2排出量ゼロ： 電気ヒーターが再生可能エネルギーで駆動している場合、その工程は実質的に排気ガスフリーとなり、持続可能性の目標と一致します。
- 最小限のメンテナンス: 過剰な酸化や燃焼副産物が発生しないため、メンテナンスや清掃の必要性が減り、鉄鋼製造などの業界では特に有益です。
つまり、電気を動力とする産業プロセスへの移行は、二酸化炭素排出量を削減し、持続可能な未来を確保しながら、環境問題に対処し、効率を向上させるために、世界中の産業にとって賢明な方法です。