इस तथ्य को संबोधित करना महत्वपूर्ण है कि हमें उत्सर्जन के बिना गर्मी उत्पादन के तरीके खोजने की आवश्यकता है। पवन और सौर प्रौद्योगिकियाँ उपयोगी हैं, लेकिन उनका उत्पादन उनकी उपलब्धता पर निर्भर करता है और साथ ही उन्हें बाहरी भंडारण प्रणालियों की आवश्यकता होती है। हालाँकि, हाल ही में शोधकर्ताओं ने इसके लिए एक स्थायी विकल्प की खोज की है, फायरब्रिक्स। शोधकर्ताओं ने 149 देशों में औद्योगिक प्रक्रिया गर्मी के लिए फायरब्रिक्स के सकारात्मक प्रभावों की खोज की।
हां, उन्होंने बैटरी की लागत के 1/10वें हिस्से से भी कम लागत पर ऊर्जा को संग्रहीत करने के मुख्य मुद्दे को हल किया। 149 देशों में कंप्यूटर सिमुलेशन करने के बाद, फायरब्रिक्स अक्षय ऊर्जा के लिए संक्रमण लागत को कम करने के लिए एक उल्लेखनीय उपकरण बन गया।
149 देशों में औद्योगिक प्रक्रिया ताप पर फायरब्रिक का प्रभाव
अध्ययन का उद्देश्य : 149 देशों में औद्योगिक प्रक्रिया की ऊष्मा को संग्रहित करने के लिए अग्निरोधी ईंटों के उपयोग का ऊर्जा की लागत और बिजली ग्रिड की स्थिरता पर पड़ने वाले प्रभाव का विश्लेषण करना।
2050 तक लक्ष्य प्राप्त करने के लिए, देश 100% WWS (पवन, जल, सौर) स्रोतों से ताप और बिजली उत्पन्न करने का लक्ष्य बना रहे हैं।
अध्ययन में अपनाई गई प्रक्रियाएँ
शोधकर्ताओं ने अग्निरोधी ईंटों को गर्म करने के लिए विद्युत प्रतिरोध तापन का उपयोग किया है । यह ऊष्मा औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक होने तक संग्रहित रहेगी। प्राप्त परिणामों की तुलना अग्निरोधी ईंटों के बिना किए गए सिमुलेशन से की गई है।
स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों की ओर संक्रमण से चारों उद्देश्यों की पूर्ति होनी चाहिए। आवासीय, वाणिज्यिक, औद्योगिक और अन्य सहित सभी ऊर्जा क्षेत्रों में विद्युतीकरण आवश्यक है। सौर और भूतापीय ऊर्जा का उपयोग भवनों और उद्योगों को गर्म करने के लिए किया जाएगा, इसलिए इनमें विद्युतीकरण नहीं किया जाएगा। वर्तमान प्रणाली को बदलने के लिए, पवन, जल, सौर (WWS) ऊर्जा को विद्युत जनरेटरों के साथ संयोजित करने की आवश्यकता है ।
ऊष्मा और उद्योग: आवश्यक तापमान
उद्योगों को विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए अलग-अलग तापमान और ऊष्मा की मात्रा की आवश्यकता होती है।
- साधारण सीमेंट और चूने का उत्पादन – 1,300–1,800° C
- फ़्यूज़्ड सिलिका, कांच, पारंपरिक लोहा और इस्पात उत्पादन – 1,000–1,500° C
- अकार्बनिक खनिज उत्पादन – 150–500° सेल्सियस
- अल्कोहल और बुनियादी रासायनिक विनिर्माण – 100–300° C
- कागज, पेपरबोर्ड और लुगदी मिलें – <100° C
हालांकि, ग्रिड बिजली को IEA द्वारा औद्योगिक प्रक्रियाओं में शामिल नहीं किया गया है, लेकिन भाप टर्बाइनों के साथ, इसे 200° C से अधिक तापमान की आवश्यकता होती है और थर्मोफोटोवोल्टेइक कोशिकाओं के साथ, इस क्षेत्र को लगभग 1,000-2,000° C की आवश्यकता होती है।
आम तौर पर कोयले, जीवाश्म ईंधन, तेल या बायोमास के निरंतर दहन से बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है। इसमें इलेक्ट्रिक रेजिस्टेंस भट्टियाँ और बॉयलर चलाना भी शामिल है जो इलेक्ट्रिक आर्क, इलेक्ट्रॉन बीम और इलेक्ट्रिक इंडक्शन हैं, लेकिन इसमें डाइइलेक्ट्रिक हीटर और इलेक्ट्रिक हीट पंप का भी इस्तेमाल होता है।
निरंतर कम से उच्च तापमान वाली औद्योगिक प्रक्रियाओं में ऊष्मा भंडारण के लिए उच्च लागत वाले बीएस और जीएचएस के बजाय, परिवर्तनीय डब्ल्यूडब्ल्यूएस बिजली का उपयोग करना बेहतर है। इसका उपयोग आवश्यकतानुसार फायरब्रिक्स में ऊष्मा भंडारण के लिए किया जा सकता है ।
संग्रहित बिजली को अग्निरोधी ईंटों को धातु के विद्युत-प्रतिरोधक हीटरों से जोड़कर या अग्निरोधी ईंटों को सीधे प्रतिरोध तापन (डीआरएच) द्वारा ऊष्मा में परिवर्तित किया जा सकता है। अग्निरोधी ईंटों से बने ऊष्मा भंडारण पात्रों को अधिक ऊष्मारोधी ईंटों से घेरा जाता है और फिर ऊष्मा की हानि को कम करने के लिए स्टील की एक परत लगाई जाती है। या फिर ईंटों के चारों ओर एक मोटा स्टील का आवरण लगाया जाता है।
ताप-संग्रहण अग्नि-ईंटों की विशेषताएं
- चैनलों के माध्यम से हवा के प्रवाह की अनुमति देने वाले पैटर्न में व्यवस्थित करके, फायरब्रिक्स का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है।
- फायरब्रिक्स लागत प्रभावी हैं, क्योंकि इनमें किसी ताप एक्सचेंजर की आवश्यकता नहीं होती है तथा इन्हें सस्ती ताप-भंडारण सामग्री से बनाया जा सकता है।
- इनमें विशिष्ट ऊष्मा और घनत्व होता है और इसलिए ये तापमान में थोड़ी वृद्धि होने पर भी बहुत अधिक ऊर्जा अवशोषित कर सकते हैं।
- इनका गलनांक उच्च होता है।
आवश्यकता पड़ने पर , निम्नलिखित में से किसी भी विधि से अग्नि ईंटों से संसाधित ऊष्मा प्राप्त की जाती है ।
- यह ईंटों में चैनलों के माध्यम से परिवेशी या पुनर्नवीनीकरण कम-से-उच्च तापमान वाली हवा को पारित करके किया जाता है। लाल-गर्म ईंटों से सीधे अवरक्त विकिरण के माध्यम से।
- आग रोक ईंटों की तरह, इनमें भी अच्छे इन्सुलेट गुण और उच्च गलनांक होते हैं। उच्च गलनांक उन्हें उच्च तापमान का सामना करने और तेजी से गर्मी के नुकसान को रोकने में सक्षम बनाता है।
आदर्श फायरब्रिक्स हीट स्टोरेज की आवश्यकताएं
यदि अग्निरोधक ईंटों का उपयोग इन्सुलेशन के लिए किया जाता है, तो उन्हें उच्च तापमान सहन करने में सक्षम होना चाहिए, लेकिन उनकी तापीय चालकता कम होनी चाहिए। चूंकि सिलिका की तापीय चालकता कम (0.3 W/mK) होती है, इसलिए इसका उपयोग आमतौर पर अग्निरोधक ईंटों के इन्सुलेशन में किया जाता है।
एल्युमिना सिलिकेट का उपयोग आम प्रकार की इंसुलेटिंग फायरब्रिक्स (ज्यादातर एल्युमिना और रेत) में भी किया जाता है। इसे कैल्शियम सिलिकेट ईंटों (अधिमानतः रेत और चूना पत्थर) में भी शामिल किया जाता है।
फायरब्रिक्स के अनुप्रयोग
मनुष्य लंबे समय से कांच और इस्पात बनाने के लिए ऊष्मा पुनर्जनकों में ऊष्मा भंडारण के लिए अग्निरोधी ईंटों का उपयोग करते आ रहे हैं।
पुनर्योजी (रीजेनरेटर) क्या हैं?
ये हीट इंटरचेंजर्स हैं जो उच्च तापमान वाले फ़्लू गैस से गर्मी प्राप्त करते हैं। फिर वे 20-30 मिनट के लिए गर्मी को संग्रहीत करते हैं और फिर दहन के लिए हवा को गर्म करने के लिए इस गर्मी का उपयोग करते हैं।
रोचक तथ्य - चीन 2018 से पहले वाणिज्यिक परिसरों और जिला ताप परियोजनाओं के लिए अग्निरोधी ईंटों में 10 मेगावाट ऊष्मा का भंडारण कर रहा था।
हाल ही में यह खबर आई थी कि गुरुत्वाकर्षण के कारण सबसे ऊंची इमारतें हरित ऊर्जा भंडार में परिवर्तित हो सकती हैं ।
संभावित फायरब्रिक विकल्प
अग्निरोधी ईंटों के समान एक अन्य सामग्री दुर्दम्य सामग्री है जिसका उपयोग ऐतिहासिक रूप से विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता रहा है।
- प्रारंभिक कांस्य युग (4,000-3,000 ईसा पूर्व) में आदिम भट्टों को तैयार करने के लिए।
- लौह युग (1,500-500 ईसा पूर्व) के दौरान, लोहा बनाने वाली भट्टियां बनाने के लिए।
- 1600 के दशक के आरम्भ से, पिघले हुए कांच के लिए क्रूसिबल में।
- 1850 के दशक के मध्य से इस्पात बनाने वाली भट्टियों में।
अग्निरोधी ईंटों में एल्यूमिना और सिलिका की मात्रा अधिक होती है। इनमें मैग्नीशिया (MgO), कैल्शियम ऑक्साइड (CaO) और आयरन ऑक्साइड (Fe2O3) की भी थोड़ी मात्रा पाई जाती है। सन् 1800 के दशक में चिली में इनका उपयोग तांबा गलाने वाले कारखानों की परत बनाने के लिए किया जाता था। हालांकि, आज ये कम लागत वाली ईंटें क्रोमिया और/या मुलाइट (एल्यूमीनियम सिलिकेट खनिज) से भी बनाई जाती हैं। लेकिन अग्निरोधी ईंटों के मिश्रण में ज़िरकोनिया (ZrO2), सिलिकॉन कार्बाइड (SIC) और ज़िरकॉन (ZrSiO4) भी हो सकते हैं।
1. ग्रेफाइट (शुद्ध निम्न-श्रेणी ठोस कार्बन)
यह एक और संभावित विकल्प है और इसे 2,400°C तक गर्म किया जा सकता है । हालांकि, इस तकनीक को लागत प्रभावी बनाए रखने में कई चुनौतियां हैं। प्रमुख चुनौती ग्रेफाइट का धीमा वाष्पीकरण है, साथ ही विकिरण तापन का उपयोग करने के कारण इसकी ऊष्मा स्थानांतरण क्षमता सीमित है, क्योंकि कई अनुप्रयोगों के लिए अतिरिक्त ऊष्मा स्थानांतरण की आवश्यकता हो सकती है।
अग्निरोधी ईंटों का तापमान, गर्म की जा रही सामग्री के तापमान के समान नहीं होता है। क्योंकि सामग्रियों का तापमान उनके विशिष्ट द्रव्यमान, अन्य अग्निरोधी ईंटों और सामग्रियों की ऊष्मा और उनके बीच होने वाली ऊष्मा हानि पर निर्भर करता है।
उदाहरण के लिए : मान लीजिए कि ग्रेफाइट की अग्निरोधी ईंटें किसी पदार्थ को 1500°C ऊष्मा प्रदान कर रही हैं। यहाँ, पदार्थ के गुणों और ऊष्मा हानि दोनों के लिए ग्रेफाइट को 1800-2000°C तक गर्म करने की आवश्यकता है।
औद्योगिक प्रक्रिया ताप अध्ययन के लिए फायरब्रिक्स में शामिल विधियाँ
149 देशों में औद्योगिक प्रक्रिया ताप पर फायरब्रिक्स के प्रभाव के अध्ययन में 3 प्रकार के मॉडल शामिल हैं, जिनका उल्लेख नीचे किया गया है।
विधि #1 स्प्रेडशीट मॉडल
इसका उपयोग वर्तमान BAU मांग के आधार पर 2050 के व्यवसायिक (BAU) और पवन, जल और सौर (WWS) ऊर्जा मांग का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग 2050 WWS मांग को पूरा करने के लिए WWS जनरेटर के लिए आवश्यक नेमप्लेट क्षमताओं की गणना करने के लिए भी किया जाता है।
विधि #2 वैश्विक मौसम-जलवायु-वायु प्रदूषण
स्प्रेडशीट मॉडल के परिणाम GATOR-GCMOM में डाले जाते हैं जो एक वैश्विक मौसम-जलवायु-वायु प्रदूषण मॉडल है। यह मॉडल सौर और पवन बिजली आपूर्ति के साथ-साथ सौर ताप और तरंग बिजली आपूर्ति का पूर्वानुमान लगाता है। यह कई वर्षों तक हर 30 सेकंड में वैश्विक स्तर पर इमारतों की शीतलन और ताप आवश्यकताओं का भी पूर्वानुमान लगाता है।
स्प्रेडशीट मॉडल में जनरेटर नेमप्लेट क्षमता से इनपुट के साथ सौर, वायु और पवन तापमान के लिए ये भविष्यवाणियां।
विधि #3 लोडमैच
GATOR-GCMOM से आउटपुट LOADMATCH में फीड किया जाता है। यह कई वर्षों तक हर 30 सेकंड में मांग को आपूर्ति, भंडारण और मांग के प्रति प्रतिक्रिया से मेल खाता है। LOADMATCH सिमुलेशन 3 सेकंड के समय चरण के साथ 2050 से 2052 तक 30 वर्षों के लिए चलाए जाते हैं।
सिमुलेशन की तुलना : सिमुलेशन के 2 सेटों की तुलना की जाती है: एक फायरब्रिक्स के साथ (फायरब्रिक केस) और दूसरा बिना फायरब्रिक्स के (बेस केस)। LOADMATCH सिमुलेशन 29 देशों को कवर करते हुए 149 क्षेत्रों में किए जाते हैं।
टिप्पणियों
सभी 29 क्षेत्रों में, फायरब्रिक के मामले में ग्रिड स्थिरता देखी गई , जो बेस केस के समान थी। दोनों विधियों (बेस और फायरब्रिक) के बीच कुछ प्रमुख अंतर नीचे दी गई तालिका में बताए गए हैं। फायरब्रिक ने भंडारण क्षमता की आवश्यकताओं को कम कर दिया , और देखे गए बदलाव इस प्रकार हैं:
| प्राचल | प्रतिशत अंतर = 100% × (a − b)/b |
| बैटरी भंडारण क्षमता | 14.5% तक |
| हरित हाइड्रोजन भंडारण ईंधन सेल का आकार | 3.9% तक |
| हाइड्रोजन टैंक का आकार | 18.3% तक |
| ग्रिड बिजली के लिए हाइड्रोजन उत्पादन आवश्यक | 31.4% तक |
| भूमिगत तापीय ऊर्जा अधिकतम निर्वहन दर | 1% |
| भूमिगत तापीय ऊर्जा भंडारण क्षमता | 27.3% तक |
| तटवर्ती पवन नामपट्टिका क्षमता | 1.2% तक |
| अपतटीय पवन नामपट्टिका क्षमता | 0.54% तक |
| उपयोगिता पी.वी. नामपट्टिका क्षमता | 0.54% तक |
| सीएसपी नेमप्लेट क्षमता | 0.84% तक |
संदर्भ – पूरक सामग्री: औद्योगिक प्रक्रिया ताप के लिए अग्नि ईंटों के प्रभाव
कुल मिलाकर, अग्निरोधी ईंटें जोड़ने से भंडारण की अधिकतम निर्वहन दर और क्षमता में वृद्धि हुई । लेकिन विद्युत भंडारण और निम्न-तापमान ऊष्मा भंडारण पर इसका विपरीत प्रभाव पड़ा। सरल शब्दों में कहें तो, अग्निरोधी ईंटें जोड़ने से सभी प्रकार के भंडारण के लिए अधिकतम निर्वहन दर में वृद्धि हुई, लेकिन उसी भंडारण की अधिकतम क्षमता में कमी आई।
एक अध्ययन के अनुसार, जापान में एक घर का कार्बन फुटप्रिंट 38 टन है, जो वाकई दिलचस्प है। मुझे आश्चर्य है कि मेरे घर का कार्बन फुटप्रिंट कितना होगा!
फायरब्रिक्स से लागत में कमी
सभी 149 देशों के आकलन में, फायरब्रिक प्रणाली को बेस प्रणाली की तुलना में 14.5% कम (37.7 TWh के बजाय 32.2 TWh) बैटरी भंडारण क्षमता की आवश्यकता पड़ी। बैटरी भंडारण की तुलना में फायरब्रिक भंडारण की लागत में उल्लेखनीय कमी ही फायरब्रिक प्रणाली में कम ऊर्जा लागत का मुख्य कारण है।
नीचे दिया गया आंकड़ा बिजली और कम तापमान वाले ताप भंडारण और फायरब्रिक्स वाले जनरेटर की क्षमता को कम करने के लाभों को दर्शाता है। यह 149 देशों की WWS में संक्रमण पूंजी लागत को भी $58.24 से $56.97 ट्रिलियन (2020 USD) से $1.27 ट्रिलियन (2.2%) तक कम करता है।
हालांकि, कनाडा और आइसलैंड को छोड़कर सभी क्षेत्रों में पूंजीगत लागत में कमी देखी गई। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनके पास पहले से ही जलविद्युत और पवन संसाधनों की प्रचुर और नियमित आपूर्ति है और उन्हें फायरब्रिक दृष्टिकोण की आवश्यकता नहीं है (लेकिन प्रक्रिया के दौरान इसे अभी भी स्थापित किया गया था)।
इसके अलावा, कमी आई में ऊर्जा की स्तरीकृत लागत (एलसीओई) द्वारा 0.15 देशों में 1.7 ¢/kWh (119%) और वार्षिक ऊर्जा लागत में $1.78 बिलियन/वर्ष (149%) की वृद्धि हुई.
ग्रिड से संबंधित लागतों को कम करके LCOE लागत को कम करना संभव हुआ: ग्रिड हाइड्रोजन, भूमिगत तापीय-ऊर्जा भंडारण, बैटरी और बिजली उत्पादन लागत।
दूसरी ओर, फायरब्रिक की भंडारण क्षमता 0 TWh से बढ़कर 32.1 TWh हो जाती है । हालांकि फायरब्रिक की भंडारण क्षमता कम की गई बैटरी की भंडारण क्षमता से 5.8 गुना अधिक है, लेकिन इसकी प्रति kWh लागत बैटरी की भंडारण लागत का 1/10वां हिस्सा है। इससे स्पष्ट होता है कि बैटरी को फायरब्रिक से बदलने पर लागत में कमी आएगी।
वार्षिक औसत अंतिम उपयोग मांग BAU और WWS 2050
2050 में अनुमानित ऊर्जा मांग के अनुसार, फायरब्रिक्स के उपयोग से वार्षिक ऊर्जा लागत में अंतर कम होने की संभावना है, जो फायरब्रिक्स और बेस केस के बीच के अंतर को कम करता है। कम पूंजी लागत और फायरब्रिक्स के संयोजन से ऊर्जा लागत की वापसी अवधि में 3.2% की कमी आती है, जो 5.9 वर्ष से घटकर 5.7 वर्ष हो जाती है। यह अंतर 149 देशों में ऊर्जा लागत की वापसी अवधि में सबसे अधिक है। यह स्थिति तब है जब विश्व जल निकासी प्रणाली (डब्ल्यूडब्ल्यूएस) में 100% परिवर्तन हो जाता है।
इसके अलावा, दक्षिणपूर्व एशिया और न्यूजीलैंड जैसे दो क्षेत्रों में , लागत की वसूली का समय एक वर्ष से अधिक कम हो जाता है । अग्निरोधी ईंटों के उपयोग से बिजली जनरेटरों के लिए आवश्यक भूमि भी कम हो जाती है। 149 देशों में यह कमी 2,700 वर्ग किमी (0.43%) दर्ज की गई ।
फायरब्रिक्स का एकमात्र दोष औद्योगिक तापन प्रक्रियाओं में
इतने सारे फायदों के बावजूद, यहाँ बताई गई एकमात्र कमी इससे उत्पन्न होने वाले रोजगार के अवसरों की कम संख्या है। अनुमानतः, फायरब्रिक बनाम बेस केस में बिजली और कम तापमान वाली ऊष्मा भंडारण क्षमता के साथ-साथ आवश्यक जनरेटर नेमप्लेट क्षमता में कमी के कारण लगभग 0.51% (118,000) कम नौकरियां सृजित हुईं ।
बिना बैटरी और अग्निरोधक ईंटों के सौर ऊर्जा को कैसे संग्रहित करें , आइए जानें!
प्रकरण अध्ययन: औद्योगिक प्रक्रिया गर्मी के लिए फायरब्रिक्स
डेनियल सी. स्टैक और अन्य द्वारा 2019 में प्रकाशित एक शोध रिपोर्ट में अग्निरोधी ईंटों द्वारा संचालित ऊर्जा भंडारण के प्रदर्शन का उल्लेख किया गया है। टीम ने अग्निरोधी ईंटों के साथ कंप्यूटर सिमुलेशन आयोजित किए और लगभग 1000-1700 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर बिजली का भंडारण किया।
उन्होंने फायरब्रिक्स को एक विशिष्ट और संरक्षित पैटर्न में व्यवस्थित किया। जब गर्मी की आवश्यकता होती थी, तो ईंटों को ठंडी हवा की धारा में ले जाया जाता था और फिर औद्योगिक कार्यों के लिए या भाप टरबाइन का उपयोग करके बिजली पैदा करने के लिए उपयोग किया जाता था। इसके माध्यम से, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि वे कुछ ही घंटों में फायरब्रिक्स को चार्ज और डिस्चार्ज कर सकते हैं। उन्होंने यह भी सुझाव दिया कि 100 से 1000 मेगावाट-घंटे की क्षमता वाले सिस्टम का प्रतिदिन उपयोग किया जा सकता है।
बिजली को ऊष्मा ऊर्जा में बदलने के लिए धातु मिश्र धातु और सिरेमिक इलेक्ट्रिक रेजिस्टेंस हीटर का इस्तेमाल किया गया। उन्होंने ईंटों (मैग्नेशिया, सिलिकॉन कार्बाइड या एल्यूमिना) को हीटर से जोड़ा।
अवलोकन :
सिलिकॉन कार्बाइड और मोलिब्डेनम डिसिलिसाइड हीटर उच्चतम तापमान तक पहुँच गए। लेकिन ईंटों के समूह के केंद्र में समान ताप वितरण उनके लिए मुश्किल था।
1100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के लिए ये हीटर उपयुक्त हैं, लेकिन जैसे ही तापमान 1500 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है और इसे पार कर जाता है, ये खराब होने लगते हैं। ऐसा मुख्य रूप से इसलिए होता है क्योंकि इनकी बाहरी सुरक्षात्मक कोटिंग ऑक्सीजन के प्रसार का रास्ता दे देती है।
सुझाव
अग्निरोधी ईंटों को गर्म करने के लिए, शोधकर्ताओं ने प्रत्यक्ष प्रतिरोध तापन (डीआरएच ) का सुझाव दिया। विद्युत प्रवाहकीय अग्निरोधी ईंटों को विद्युत धारा से गर्म किया जाता है और उनका तापमान 1800° सेल्सियस तक बढ़ जाता है। इन ईंटों में मैग्नीशियम या निकेल ऑक्साइड के साथ मिश्रित क्रोमिया (एक प्रवाहकीय धातु ऑक्साइड) होता है, जिससे वे उच्च तापमान प्राप्त कर सकती हैं।
डी.आर.एच. के लाभ
- चूंकि फायरब्रिक्स स्वयं तापन तत्व हैं, इसलिए डी.आर.एच. लाभदायक सिद्ध होता है, क्योंकि तापन तत्व और फायरब्रिक्स के बीच तापमान में कोई गिरावट नहीं होती।
- इसके अलावा, DRH धारा, आवृत्ति या वोल्टेज से प्रभावित नहीं होता है।
- इसके लिए महंगे विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता नहीं होती।
- यह फोटोवोल्टेइक सरणी से सीधे कनेक्शन के लिए उपयुक्त है।
शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि 250 में बाहरी हीटिंग के साथ 2018-MWh एल्यूमिना फायरब्रिक सिस्टम की कीमत लगभग $10.75/kWh-थर्मल-स्टोरेज थी। इसमें निम्नलिखित अनुपात शामिल हैं:
- इन्सुलेशन (1.6%)
- रोकथाम पोत (7.2%)
- फायरब्रिक्स (18.4%)
- ट्रांसफार्मर (52.2%)
- ब्लोअर (11.9%)
- धातु हीटर तार (8.7%)
शुरुआत में, फायरब्रिक्स की कीमत लगभग $2.12/kWh थी, हालांकि, मैग्नीशियम ऑक्साइड $1.87/kWh पर लागत-प्रभावी होता और सिलिकॉन कार्बाइड की कीमत लगभग $7.18/kWh होती। लेकिन इसकी तुलना में, बैटरी की कीमत $250-$500/kWh थी जो प्रति kWh थर्मल स्टोरेज की लागत से लगभग 10 गुना अधिक है।
प्रकरण अध्ययन
2021
2021 के आंकड़ों के अनुसार, 20.6 देशों के अंतिम उपयोग क्षेत्रों में कुल मांग में बिजली की हिस्सेदारी सिर्फ़ 149% थी। बाकी योगदान ज्वार या लहर ऊर्जा से 0.0043%, भूतापीय ऊर्जा से 0.33%, सौर ऊर्जा से 3.63%, पवन ऊर्जा से 6.54% और जल ऊर्जा से 15.5% था।
2021-2022 में, लगभग 47 देशों ने WWS के साथ मांग की गई 50% से अधिक बिजली का उत्पादन किया और सात देशों ने WWS के साथ 99.8-100% बिजली का उत्पादन किया।
अब तक जलविद्युत का वर्चस्व WWS उत्पादन पर था, लेकिन सौर और पवन ऊर्जा बाजार पर कब्जा कर रहे हैं। अगर दुनिया में बिजली का बड़ा हिस्सा WWS द्वारा उत्पादित किया जाता है, तो इसका लगभग 90% WWS द्वारा उत्पादित किया जाएगा।
2022
2022 में वैश्विक CO2 उत्सर्जन का लगभग 17% औद्योगिक ताप दहन से हुआ था। इसके अलावा, 8.38% उत्सर्जन इस्पात, सीमेंट और अन्य उत्पादों के निर्माण चरण के दौरान होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं से हुआ था।
निष्कर्ष
इसके साथ ही, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि 149 देशों में औद्योगिक प्रक्रिया की ऊष्मा के लिए फायरब्रिक्स के प्रभाव सकारात्मक हैं और वे औद्योगिक प्रक्रिया की ऊष्मा को संग्रहीत करने और स्वच्छ ऊर्जा में संक्रमण के लिए एक उपयोगी उपकरण हैं। फायरब्रिक्स औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए उच्च तापमान की ऊष्मा को संग्रहीत कर सकते हैं और नवीकरणीय ऊर्जा की लागत को कम कर सकते हैं। उनके प्रदर्शन के बारे में कुछ अनिश्चितताएँ हैं जैसे कि गर्मी की दैनिक हानि दर। लेकिन 5% दैनिक ऊष्मा हानि दर के साथ भी, फायरब्रिक्स अभी भी एक लागत प्रभावी विकल्प हैं।
भले ही फायरब्रिक्स औद्योगिक उत्सर्जन को संबोधित नहीं करते हैं, लेकिन गर्मी उत्पादन से उनके उत्सर्जन को काफी हद तक कम किया जा सकता है। इस प्रकार, स्थायी संभावित समाधानों को बढ़ावा देने के लिए जलवायु परिवर्तन, ऊर्जा सुरक्षा और वायु प्रदूषण को संबोधित करने के लिए नीतियों और प्रोत्साहनों की आवश्यकता है।
स्रोत : औद्योगिक प्रक्रिया ताप के लिए अग्निरोधी ईंटों के प्रभाव
स्रोत: पूरक जानकारी
