Dosáhnout lepších výsledků při nižších nákladech je cílem všech majitelů a provozovatelů podniků. Není divu: v průmyslu se k samotnému výrobnímu procesu využívá zhruba jen polovina spotřebované energie. Zbytek uniká bez užitku. Převážně ve formě ztrátového tepla. Tato neefektivita je typická kupř. pro obloukové pece na výrobu oceli, v nichž se zpracovává železný šrot a kde přes grafitové elektrody prochází kvanta elektrického proudu. Ten šrot taví a zahřívá až na teploty kolem 1800 °C. Už ze samotného principu činnosti pece je zřejmé, že má obrovskou spotřebu elektrické energie. Velká ocelárna s produkcí kolem 5 mil. t oceli ročně tak (zejména kvůli obloukovým pecím) spotřebuje stejné množství energie jako 7 mil. domácností za stejnou dobu. Podstatná část této energie však přijde vniveč. Při odpichu totiž uniká z pece směs plynů o teplotě 1700 °C. Toto ohromné množství energie je rozptýleno bez užitku. Odborníci společnosti Siemens proto vypracovali systém, který dokáže ztrátové teplo zužitkovat k výrobě elektřiny.
SOLNÉ SMĚSI NAD ZLATO
Využít teplo unikající z obloukové pece však není jednoduché. Celý proces výroby oceli (od navážky šrotu přes jeho tavení až po odpich) trvá 45 až 60 minut. Během této doby množství unikajících horkých plynů značně kolísá. Turbína napojená na elektrický generátor však musí být poháněna proudící párou se stabilním průtokem. Konstruktéři proto museli do systému zakomponovat další prvek, jenž by dokázal teplo efektivně akumulovat a vyrovnávat výkyvy v jeho dodávce. Tímto tlumičem jsou solné směsi, které se používají i v termosolárních elektrárnách. Důvodů pro jejich použití je celá řada: nevyžadují vysokotlaká potrubí, mají vysokou tepelnou kapacitu, jsou neškodné pro životní prostředí a zahřívají se až na 500 °C. U obloukových pecí tvoří soli náplň primárního okruhu, který je zahříván přímo unikajícími plyny. V sekundárním okruhu se pak toto teplo využije k výrobě páry pohánějící turbínu. Množství energie, které lze takto recyklovat, je značné: celých 20 % z energie potřebné k roztavení navážky šrotu. Efektivita řešení navíc není pouze ekonomická, ale i ekologická. Výrazně totiž snižuje emise oxidu uhličitého. Při výrobě 1 t oceli vznikne o 40 kg tohoto plynu méně.
NA ŘADĚ JSOU I DALŠÍ VÝROBNÍ PROCESY
Ztrátové teplo není problém pouze v metalurgii. Celá řada průmyslových procesů produkuje teplo významných hodnot. Jeho využití je ještě komplikovanější než u obloukových pecí. Jde kupř. o spalovací motory, sklářské pece či o plynové turbíny. Pro využití tepla z těchto procesů vědci testují technologii Organic Rankine Cycle (ORC). Ta nevyužívá k zachycení tepla ani páru, ani soli, nýbrž směs uhlíku, fluoru a kyslíku. Její hlavní předností je, že se za normálního tlaku vypařuje již při teplotě 49 °C a nepředstavuje žádnou ekologickou zátěž. První testovací systémy s technologií ORC a výkonem 100 kW jsou schopny zužitkovávat teplo ze sklářských pecí ve výši pouhých 220 °C. Vědci rovněž zkoumají i možnost využití ještě chladnějšího ztrátového tepla, třeba z papíren, stáčíren apod. Toto teplo již nelze použít k výrobě elektřiny, může však čistit vodu. Princip je jednoduchý: vodu stačí zahřát na 65 až 90 °C a vzniklou páru odvést do kondenzátoru, kde zkapalní. Výsledkem procesu je čistá demineralizovaná voda, vytvořená prakticky zdarma. /js/