Energie dle FIT 55
Včera byl publikován na Parlamentních listech článek ohledně dohody EU na zpoplatnění emisí CO2 pro firmy. Co to znamená? Spotřebitelé a firmy budou v blízké budoucnosti muset platit za emise oxidu uhličitého (CO2), resp. za spotřebovanou energii.
Co to znamená? Kalírny, které mají plynem topené pece jsou přímým znečišťovatelem. Kalírny, které mají pece elektricky topené, ale s Endo atmosférou, jsou rovněž přímým znečišťovatelem.
Kalírny, které mají pece elektricky topené jsou nepřímým znečišťovatelem na základě energetického mixu pro daný stát.
Aby tedy kalírny byly do budoucna připraveny, musí se něco stát. Dokud bude energetický mix v CZ zhruba 390 gCO2/1kWh, a emise ze zemního plynu jen 220 gCO2/1kWh, všichni mohou klidně spát. Jakmile ale bude energetický mix klesat, v roce 2040 má v CZ docílit hodnoty 90 gCO2/1kWh, pak plynem topené pece budou zatěžovány výrazně vyššími emisními poplatky než pece elektricky topené.
Význam bude mít ale i celková spotřeba energie, potřebná na tepelné zpracování. Když jsem si dal do grafu údaje o spotřebě starších pecí typu Ipsen TQF, a porovnám tyto hodnoty s vakuovými pecemi jako je ALD Multichamber, s kalením proudu plynu, nebo ICBP ECM Duo Eco, s kalením do oleje, jsem na polovičních hodnotách.
Pokud tedy někdo uvažuje o náhradě starých pecí, bude nutně se muset zabývat přechodem na vakuové pece, především dvoukomorové, anebo multi-komorové. Tak jako dnes klasické víceúčelové pece jsou schopny normalizovat, kalit, cementovat nebo nitrocementovat, toho samého jsou schopny i pece vakuové, vybavené nízkotlakou cementací LPC (francouzsky ICBP) nebo nitrocementací. A protože se jedná většinou o náhradu procesů s kalením do oleje, kde jsou potřeba rychlosti ochlazování vyšší jak v proudu plynu, pak právě vakuové pece s kalením do oleje najdou svoje místo v procesech tepelného zpracování.
A proč ne jednokomorové? Důvod je jednoduchý, před otevřením pece topná komora musí být ochlazena spolu se vsázkou na teplotu okolí, a naopak při ohřevu, souběžně se vsázkou musíme ohřívat i topnou komoru. To je prostě energie navíc. I proto se příliš neosvědčily v CZ jednokomorové vakuové pece na 15 bar přetlaku plynu od SecoWarwick, vybavené LPC, protože použití je zaměřeno pouze na úzký sortiment ocelí. Budoucnost z hlediska úspor energií jsou tedy vakuové vícekomorové systémy, kdy topná komora je trvale udržována na teplotě, zatímco procesy kalení se odehrávají v komoře studené, plně vakuově oddělené.
Protože nepředpokládám, že by zakázkové kalírny se pustily do řešení multikomorového, i když se zdá energeticky nejvýhodnější, dvoukomorová pec typu ICBP Eco Duo od firmy ECM představuje jedno z řešení do budoucna.
Tato pece splňuje všechny požadavky na to, aby mohla sloužit v rámci evropského programu FIT 55. Vyrábí se ve 3 velikostech pro kalení do oleje, a existuje i modifikace pro kalení v proudu plynu. Protože má do strany vysouvací vstupní vrata, lze ji integrovat i do stávající linky tepelného zpracování.
U největšího rozměru ICBP Duo 1299, který zhruba odpovídá peci typu TQF11, lze dokonce pracovat se dvěma vsázkami v peci najednou, přičemž jedna je zanořena na kalení v oleje, a druhá může přejet do topné komory. Takovéto řešení používaly jednostranně zakládané pece Aichelin. Tím se významně ekonomizuje provoz pece oproti rozměrům ICBP Duo 644 a Duo 966, kdy máme možnost jen jedné vsázky v peci, a proto musíme počítat s dodatečnou časovou prodlevou pro ochlazení vsázky v oleji, obvykle 30minut na proces, a 10 minut na opětovné vakuování studené komory po založení vsázky nové.
Z hlediska úspor energií se jedná ale o velice zajímavé řešení, stejně tak i z hlediska emisí CO2. To, že v tomto případě není potřeba generátor ENDO, je samozřejmostí.
Protože takovéto zařízení se obvykle odepisuje po dobu dvaceti let, pokud bychom ji zakoupili v roce 2023, musíme myslet i na to, jaká úskalí tato investice bude přinášet až do roku 2043.
A jaké jsou nevýhody tohoto řešení? Zařízení ICBP Duo 966 bude stát o zhruba 50% více jak pec Ipsen Atlas M. Ta je ale jen na 500 kg, kdežto ECM Duo 966 na 750 kg. Současně je ale nutno vzít v úvahu, že po Novém roce se ceny za tepelné zpracování postupně zvýší o 100%. To výrazně zlepší návratnost takovéto investice.
Ekonomiku provozu ale ovlivní i emisní poplatky z programu FIT55, které EU na firmy chystá. Ty ale nebudou rozlišovat typ pece, ale jen emise CO2 a spotřebu energií. Finální výpočet efektivnosti tedy bude možno provést teprve až vyjdou ve známost, nicméně výhody vakuového řešení jsou z výpočtu zřejmé.
19. prosince 2022
Jiří Stanislav
