Jak může sklářský a keramický průmysl přispět ke snižování energetické náročnosti a objemu emisí CO2

Hlavní stránka / Výroční zprávy / Výroční zpráva 2008 / Jak může sklářský a keramický průmysl přispět ke snižování energetické náročnosti a objemu emisí CO2

Sklářský a keramický průmysl patří k energeticky náročným odvětvím.

Sklo se taví při teplotě 1450 °C až 1550 °C, boritokřemičité sklo typu 3.3 při teplotě až 1630 °C. Tavicí proces je nutně energeticky náročný. Základem sklářské výroby a největším energetickým spotřebičem je tavicí agregát. Energii však potřebuje i zpracování a chlazení skla (pohon strojů, otop chladicích pecí atd.).

Pro příklad je uvedena spotřeba energie u výpalu užitkového porcelánu a zdravotnické keramiky. Pro první výpal užitkového porcelánu v přežahové peci je teplota výpalu cca 1000 °C , doba výpalu 2 – 24 hodin podle typu pece. Při druhém výpalu užitkového porcelánu v ostré (hladké) peci se výrobky vypalují při teplotě cca 1380 °C , doba výpalu 2 – 36 hod. Spotřeba tepla je vysoká cca 68 GJ/t produkce, z toho 70 % tvoří spotřebovaná energie na výpal. Výrobky zdravotnické keramiky se vypalují při teplotě 1220 – 1250 °C. Výpal trvá asi 13 – 22 hodin podle druhu výrobku. Spotřeba tepla se pohybuje mezi 22,23 – 37,50 GJ/t produkce.

V současnosti nelze očekávat žádný průlom v inovacích ve sklářském a keramickém průmyslu. Sklo se taví a keramika vypaluje při velmi vysokých teplotách, technologie výroby a suroviny pro výrobu nelze v současné době nahradit.

Některé výrobky ze skla a keramiky však mají takové vlastnosti, které mohou v navazujících odvětvích průmyslu snížit spotřebu energie a s tím související objem emisí CO₂. Mohou tak významně přispět k cíli v Evropské unii snížit spotřebu energie o 20 % do roku 2020.

5.1 Vliv energeticky výkonných skel na snižování emisí CO₂

Cca 40 % energie v Evropské unii je spotřebováno v budovách.

Budovy z hlediska požadovaných parametrů zasklení se dělí na komerční budovy kancelářské budovy, nákupní centra, hotely atd.) a rezidenční budovy (bytové domy, rodinné domky atd.). Pro úsporu energie v komerčních budovách existují dva typy skel: protisluneční skla, která snižují spotřebu energie na klimatizaci hlavně v letním období, a izolační trojskla, která minimalizují tepelné ztráty v topném období. Úsporu energie v rezidenčních budovách zajišťuje používání izolačních dvojskel či trojskel. Izolační trojskla minimalizují tepelné ztráty v topném období. U nízkoenergetických a pasivních domů maximalizují tepelné zisky od slunce (přírodní zdroje energie).

Z předcházejícího textu vyplývá, že existují dva požadavky na použití skel v budovách, tzv. skla:

„Solar Control“ skla (protisluneční), která omezují nutnost používání klimatizačních jednotek. Protisluneční skla propustí světlo do interiéru, ale odrazí podstatnou část tepelné složky slunečního záření.

Největším výrobcem plochého skla a jeho aplikací je společnost AGC Flat Glass Czech, a.s., člen AGC Group. Společnost je členem sdružení výrobců plochého skla - Glass for Europe. Toto sdružení si nechalo zpracovat studii k přínosům úspor energie k oběma typům skel u holandského technicko-výzkumného institutu TNO.

5.1.1 „Low-E“ skla

Na následujících obrázcích je graficky znázorněna funkce izolačního dvojskla a izolačního trojskla s nízkoemisivním sklem.

V následujícím grafu je znázorněno zlepšení tepelně izolačních vlastností zasklení.

Studie k přínosům úspor energie a snížení emisí CO₂ technicko-výzkumného institutu TNO používání nízkoemisivního Low-E skla zpracovaná za EU 27, vycházela zde dvou předpokladů:

• zasklení použité ve stávajících budovách nebo předpokládaný typ zasklení v budovách postavených v letech 2008 – 2020
• použití vysoce výkonných nízkoemisivních izolačních dvoj – či trojskel ( výměna stávajícího zasklení a nová výstavba ).

Za těchto předpokladů jsou možné roční úspory energie a snížení emisí CO₂ v EU 27 do roku 2020 následující:

• kdyby ve všech evropských budovách byla použita nízkoemisivní izolační dvojskla mohla by EU ušetřit:
až 90 mil.t emisí CO₂ ročně do roku 2020
to odpovídá 21 milionům tun topného oleje nebo množství energie, které by spotřebovalo 19 miliónů obyvatel


• pokud by se v nových budovách použila nízkoemisivní izolační trojskla a ve stávajících budovách izolační dvojskla, EU by mohla ušetřit:
až 97 mil.t. emisí CO₂ ročně do roku 2020
tj. 1/3 z celkového množství emisí, které se EU zavázala snížit při provozu budov.
95 % těchto úspor je tvořeno výměnou zasklení ve stávajících budovách.

Úspory energie by byly v EU ročně 975 235 TJ, což odpovídá snížení o 96,613 mil.t emisí CO₂ . V České republice by mohly úspory energie ročně dosáhnout 26 978 TJ, což odpovídá snížení o 2,698 mil.t emisí CO₂ .

5.1.2 „Solar Control“ skla

Protisluneční skla propustí světlo do interiéru, ale odrazí podstatnou část tepelné složky slunečního záření.

Na následujícím obrázku je graficky znázorněna funkce protislunečního skla.

Studie k přínosům úspor energie a snížení emisí CO₂ technicko-výzkumného institutu TNO používání protislunečních skel zpracovaná za EU 27, vycházela z následujících předpokladů:

• v nových budovách budou použita protisluneční skla ve všech klimatizovaných budovách
• ve stávajících budovách bude vyměněno staré zasklení za nové s protislunečními skly, a to ve všech klimatizovaných budovách
možné úspory do roku 2020 jsou předpokládány ve výši 16 mil.t emisí CO₂ ročně do roku 2020, tj. asi 5 % z celkového množství emisí, které se EU zavázala snížit při provozu budov.


• za předpokladů uvedených v předcházejících dvou bodech a dále za předpokladu rostoucího využití klimatizačních jednotek, až na úroveň běžnou v budovách v USA
možné úspory do roku 2020 jsou předpokládány ve výši 86 mil.t emisí CO₂ ročně do roku 2020, tj. asi 25 % z celkového množství emisí, které se EU zavázala snížit při provozu budov.

Použitím protislunečních skel může EU ušetřit 15 až 86 mil.t emisí CO₂ ročně do roku 2020. Největší potenciál je v jižních státech. 86 mil.t emisí CO₂ odpovídají úspory energie 1 170 785 TJ. V České republice by se snížil objem emisí CO₂ o 1,470 mil.t a úspory energie by byly 15 669 TJ.

5.1.3 Závěr

Použití vysoce výkonného zasklení je výhodné pro všechny. Uživatelům budov vytváří optimální podmínky pro práci a bydlení. Snižuje nadbytečné emise CO₂, energetickou náročnost budov a provozní náklady.

5.2 Skleněná vlákna

5.2.1 Tepelné izolace

Tepelné izolace ve formě desek nebo rohoží ze skleněných vláken přináší značné energetické úspory. Výrobky se používají v obytných, občanských, průmyslových a zemědělských stavbách a technických zařízeních.

Jediným českým výrobcem, který se zabývá výrobou tepelných a zvukových izolací ze skleněných vláken ve formě rohoží a desek (obchodní značka ROTAFLEX Super®) je společnost Union Lesní Brána, a.s.

Spotřeba energie na vytápění v rodinném domku je 50 až 67 GJ/rok (13 842 až 18 456 kWh/rok). V následující tabulce jsou uvedeny tepelné ztráty při vytápění rodinného domku a úspory při jeho vhodném zateplení.

	únik tepla v rodinném domku	snížení úniku tepla po zateplení o:
okna a vnější dveře	30 - 35 %	x
obvodové stěny	25 – 35 % (i více)	15 - 30 %
stropy a sřecha	10 – 15 %	až o 10 %
podlahy	5 – 15 %	cca 6 %

Na vytápění objektu lze ročně přibližně ušetřit 6 – 12 GJ.

5.2.2 Mřížkové tkaniny

Mřížkové tkaniny vyrábí společnost Saint-Gobain Vertex, s.r.o.

Mřížkové tkaniny jsou vyráběny ze sklovláknitých přízí nebo rovingů. Speciální druhy povrchových úprav tkanin umožňují jejich široké uplatnění v celé řadě různých aplikacím, převážně pak ve stavebnictví. Vnější teplotní změny spojené se smršťováním omítek a pohybem izolačních desek systému zateplování patří mezi potenciální příčiny vzniku trhlin a prasklin v povrchu omítek. V certifikovaných vnějších kontaktních systémech se proto používá jako výztužného prvku skleněný mřížkových tkanin, které zabezpečují díky svým mechanickým vlastnostem požadovanou pevnost a stabilitu celého systému budov.

5.3 Keramická vlákna

Vysokotepelné izolační výrobky poskytují širokou škálu možností vysoce kvalitních řešení uzpůsobených pro plnění specifických ekonomických a provozních požadavků průmyslových oborů.

Jediným výrobcem keramických vláken v České republice je společnost UNIFRAX, s.r.o., člen mezinárodní skupiny UNIFRAX.

Na jednotlivých typech vláken uvádíme jejich vlastnosti a použití:

• výrobek z mullitových vláken vyrobený pomocí chemického procesu a navržených pro výkon do 1 600°C (Fibermax®)
• výrobek z keramických vláken vyrobený z hlinito-křemičitých materiálů a navržený pro výkon v teplotách do 1 400°C (Fiberfrax®)
• výrobek z rozpustných vláken na bázi vápenato hořečnatých křemičitanů (Insulfrax®). Je navržen pro výkon v trvalých teplotách do 1 200°C a splňuje všechny platné a navržené evropské předpisy pro ochranu zdraví a bezpečnost pro syntetická skleněná vlákna.
• rozpustné vlákno s patentovým hořečnato-křemičitým (Isofrax®) složením řešící řadu náročných problémů s vysokoteplotními aplikacemi do 1 260°C při dosažení evropských regulačních požadavků.

Vysokotepelné izolační výrobky mají nejen výborné vlastnosti z hlediska technologie výroby, ale i vyhovují požadavkům na úsporu energie.

V keramickém průmyslu se vložky z keramických vláken používají do vypalovacích pecí. Mimo splnění technologických požadavků výrobců pomáhají snižovat spotřebu energie a umožňují výrobcům keramiky splňovat firemní a zákonné závazky vůči životnímu prostředí.

Ve sklářském průmyslu se používají rohože s provozem do 1600°C pro instalaci koruny sklářské pece.

V hutnictví a slévárenství se používají výrobky z keramických vláken ve všech typech aplikací, od koksáren až po dokončovací závody. Výrobky svým nízkým ukládáním tepla a nízkou tepelnou vodivostí zajišťují tepelnou izolaci s vyšší účinností než tvrdé žárovzdorné výrobky. Vynikající teplotní vlastnosti keramických vláken nabízejí delší životnost a vyšší energetické úspory.

Důležitou roli hrají izolační výrobky z keramických vláken v prostředí výroby energie. Musí zajistit adekvátní tepelnou izolaci v okolí kotle a součástí vedení za účelem zvýšení účinnosti omezení energetických ztrát. Používají se např. na izolace parních a plynových turbín, parních generátorů a potrubí.

5.4 Závěr

Na závěr je uvedena část ze stanoviska Evropského hospodářského a sociálního výboru (dále jen EHSV). Ze dne 15. a 16. července 2009 ke zprávě Konkurenceschopnost evropského sklářského a keramického průmyslu se zvláštním zřetelem ke klimatickému a energetickému balíčku EU :

„Sklářské a keramické výrobky jsou v současné době zcela klíčové pro rozvoj Společenství a není mnoho dostupných konkurenceschopných materiálů, které by je mohly nahradit. Obě odvětví jsou vystavena konkurenci rozvíjejících se zemí, které profitují z náročnějšího podnikatelského prostředí EU.

Přínos sklářských výrobků při výrobě energie z obnovitelných zdrojů a z hlediska úspor energie je, v případě správné recyklace, větší než množství energie, která se spotřebuje při jejich výrobě, a objem emisí CO₂, jež jsou při tom vypuštěny, je menší. Využívání těchto výrobků v průběhu jejich životního cyklu, který může trvat dvacet a více let, má tedy zásadní význam pro plnění evropských environmentálních cílů v oblasti bydlení, dopravy a rozvoje obnovitelných zdrojů energie. Při konečné likvidaci, která následuje po opakovaném recyklování, nikdy nevznikají žádné emise.

EHSV považuje za důležité prozkoumat hlavní aspekty, které ovlivňují sklářský a keramický průmysl, a zvýšit podpůrnou schopnost podnikatelského prostředí v EU dle doporučení obou sektorových analýz. V potaz je třeba vzít specifika obou odvětví, tj. různá určení a použití a odlišnou škálu výrobků, přínosy pro životní prostředí, energetickou náročnost, míru koncentrace v každém z nich a jejich regionální rozměr a konečně podíl malých a středních podniků (MSP) v obou těchto odvětvích.“