Bir seramik fabrikasında porselen transformatörlerin soğumasını izleyecek kadar uzun süre durduysanız, çoğu sıradan gözlemcinin gözden kaçırdığı bir şeyi fark edeceksiniz: Porselen burçları şekillendiren yüksek sıcaklıktaki fırınların uğultusu olması gerekenden daha yüksek. Porselen burç tedarikçisi olarak, son beş yılımı hassas üretimin gezegene saygıyla buluştuğu o sessiz, verimli orta yolu kovalayarak geçirdim. Porselen burçlar, güç şebekeleri, transformatörleri hatlara bağlamak ve elektrik sızıntılarını önlemek için tartışılamaz, ancak bunların üretimi uzun süredir suyu tahliye eden, yakıt yakan ve havaya partikül madde gönderen, kaynak açısından yoğun bir süreç olmuştur.
Ekibim sürdürülebilirlik uzmanları olarak başlamadı. Teslimat süreleri ve yüksek hurda oranları nedeniyle hayal kırıklığına uğramış şebeke operatörlerinden ve yerel düzenleyicilerin eylemimizi temizlememiz yönündeki baskısından rahatsız olan insanlar olarak başladık. Yolculuk bana, buradaki çevresel etkiyi azaltmanın gösterişli, işe yaramaz ince ayarlarla ilgili olmadığını; bunun, biriken küçük, kasıtlı değişikliklerle ve daha düşük emisyonlar için performanstan ödün vermeyen malzeme ve süreçlerin seçilmesiyle ilgili olduğunu öğretti. Öğrendiklerimizi ve her burç üreticisinin ve alıcısının neye öncelik vermesi gerektiğini ayrıntılı olarak inceleyelim.
İlk olarak, bunu porselen burçların neden önemli olduğuna dayandıralım, çünkü bu bağlam çevresel çalışmayı bir pazarlama vızıltısından ziyade hepimizin güvendiği sistemlere yönelik bakıma benzetiyor. Eğer kırsal bir bölgede bir ışığı açtıysanız, bu güç, bir burçla donatılmış bir transformatörden geliyordu. Bu bileşenler, genellikle akımı taşıyan bir çekirdek ve yağmura, toza ve aşırı sıcaklıklara karşı yalıtım sağlayan dış katmanlara sahip, yüksek kaliteli bir porselen karışımından yapılmıştır. Farklı küresel şebekeler için tedarik ettiğimiz standart tasarımları burada inceleyebilirsiniz:AS Standart Trafo Burcu,Brezilya Standart Trafo Burcuve trafo yağı sistemlerine özel tasarımlar burada:Porselen Yağ Burcu. Unutulması kolay olan şey, ham maddelerin çıkarılmasından nihai ürünün pişirilmesine kadar bu parçaların yapımının her adımının bir karbon ayak izi taşımasıdır.
Hammadde aşamasıyla başlayalım, çünkü kendi üretimimiz için yaptırdığımız 2022 yaşam döngüsü değerlendirmesine (LCA) göre porselen burcun çevresel etkisinin %60'ı buradan kaynaklanıyor. Geleneksel porselen karışımları büyük oranda kaolin kili, feldispat ve kuvarsa dayanır; bunlar üst toprağı soyan ve dikkatli yönetilmediği takdirde yerel suyu kirletebilen büyük, açık çukurlardan çıkarılır. Yıllarca, kaolin'i 320 kilometre ötedeki tek bir taş ocağından aldık, nakletmek için dizel yaktık ve ham maddeleri karıştırmadan önce yalnızca bir kez yıkadık; hem suyu, hem de yerel atık suya karışan ince kil parçacıklarını israf ettik.
Bölgesel, geri dönüştürülmüş hammaddelere geçerek burada iki büyük sorunu çözdük. İlk olarak, kapalı devre madencilik kullanan tesisimize 30 mil uzaklıktaki bir taş ocağıyla ortaklık kurduk: Çalışırken ocak kenarlarını doğal bitki örtüsüyle yeniliyorlar, böylece toprak erozyonu neredeyse yok oluyor. İkincisi, artık kaolinimizin %25'ini öğütüp tekrar kullanılabilir bir karışıma dönüştürdüğümüz endüstriyel porselen hurdalarından elde ediyoruz. Bu hurda, parçaları aşırı ateşleyen veya spesifikasyon dışı ürünlere sahip olan burç üreticilerinden geliyor; bunlar çöp sahasına gidecek malzemeler. Karışım ve pişirme süremizi geri dönüştürülmüş malzemeyi hesaba katacak şekilde ayarladık ve 12 aylık testten sonra hurda oranımız %18 düştü çünkü geri dönüştürülmüş kil, son porseleni daha tekdüze hale getirerek pişirme sırasındaki çatlakları azaltıyor. Bu, ham madde nakliye emisyonlarımızı %42 oranında azalttı ve yeni çıkarılan malzemelere olan bağımlılığımızı dörtte bir oranında azalttı; bu, hem gezegenimiz hem de kârlılığımız için bir kazançtır.
Sonraki, karıştırma ve şekillendirme aşaması; enerji açısından yoğun bir başka adım. Geleneksel porselen burç üretiminde, ham maddelerin su ile birleştirilerek bir bulamaç haline getirildiği, daha sonra kalıplara döküldüğü ve kurutulduğu ıslak bir karıştırma işlemi kullanılır. Kurutma işlemi genellikle parçalara sıcak hava üfleyen büyük, gazla çalışan fırınlarda yapılır, ancak verimsizdir: Seramik Endüstrisi Birliği'nin 2023 üretim kılavuzuna göre aslında ısının yalnızca %30'u ıslak porselen ile etkileşime girer. Burada birkaç çözüm denedik ama en işe yarayan çözüm, standart burçlarımızın çoğu için ıslak şekillendirme yerine vakum destekli kuru presleme yöntemine geçmekti.
Kuru presleme, ham tozları az miktarda bağlayıcıyla (ıslak şekillendirmeden çok daha az su) karıştırır ve burcu bir kalıpta şekillendirmek için hidrolik basınç kullanır. Bu, kuruma süresini 72 saatten 8 saate düşürür çünkü buharlaşacak daha az su vardır ve bu adımda ıslak şekillendirmeye göre %65 daha az enerji kullanılır. Özel transformatörlere yönelik özel, yüksek hassasiyetli parçalar için hala ıslak şekillendirme kullanıyoruz, ancak ana ürün grubumuz için de bu yöntemi kullanıyoruz.Trafo için Porselen BurçSatışlarımızın %70'ini oluşturan ünitelerde kuru preslemeye geçiş devrim niteliğinde oldu. Halen kullandığımız az miktardaki su için de kapalı devre bir su sistemi kurduk: kalıp parçalarının şekillendirilmesi ve temizlenmesinden kaynaklanan tüm akış filtreleniyor, arıtılıyor ve yeniden kullanılıyor; böylece iki yıl önce 1,2 galon olan üretilen burç başına artık 0,0 galon tatlı su alıyoruz. Bu sadece eski su kaynağımızı besleyen yerel nehir için iyi değil, aynı zamanda bu süreç için su faturamızı da ortadan kaldırdı.
Ancak karşılaştığımız en büyük zorluk fırın aşamasıydı. Porselenin pişirilmesi 1.200 ila 1.400 santigrat derece arasındaki sıcaklıkları gerektirir ve tesisimiz onlarca yıldır yalnızca 1990'larda enerji verimliliği kontrolleri eklenen doğal gazla çalışan bir fırına güveniyordu. 2021 emisyon denetimimize göre, bitmiş burçların tonu başına yaklaşık 1,5 ton CO2 yayıyordu. Elektrikli fırınlara geçmeyi düşündük, ancak ön maliyet çok yüksekti; ta ki doğal gazı tesisin diğer bölümlerinden geri kazanılan atık ısıyla eşleştiren hibrit fırın teknolojisinin yanı sıra boşta kalma süresini azaltan bir parti programı öğrenene kadar.
İşleyiş şekli şöyle: Fırınımız artık kurutma fırınlarımıza ve her ikisinden de fazla ısıyı yakalayan ayrı bir soğutma sistemine bağlı ve ardından gelen fırın yükünü ateşleme sıcaklığına ulaşmadan önce ön ısıtıyor. Ayrıca pişirme programımızı, fırını haftanın 7 günü, günde 12 saat çalıştırmaktan, yalnızca tam parça yüküne sahip olduğumuzda 8 saatlik gruplar halinde çalıştırmaya değiştirdik. Boşta geçen süre büyük bir israftı; fırını her soğuk çalıştırdığımızda, çalışma sıcaklığına ulaşmak için 200 metreküp gaz yakıyorduk. Artık yalnızca tam partiler çalıştırıyoruz ve geri kazanılan atık ısıyı, ham maddeleri fırına girmeden önce ısıtmak için kullanıyoruz. Sonuç? Fırın emisyonlarını %58 oranında azalttık ve bu adıma ilişkin enerji faturamız ilk yılda %45 oranında düştü. Ayrıca fırına düşük NOx brülörleri de ekledik, bu da nitrojen oksit emisyonlarını %70 oranında azalttı; bu, yerel düzenleyicilerin ısrar ettiği bir şeydi ve oraya ulaşmak için ekstra ekipman için para ödememize bile gerek kalmadı, sadece daha akıllı planlama yaptık.
Üretimdeki pek çok sürdürülebilirlik çabası kullanım ömrünün sonu aşamasını gözden kaçırıyor ancak porselen burçlar için bu büyük bir kör nokta. Eski transformatörler değiştirildiğinde, porselen hala sağlam ve işlevsel olmasına rağmen burçları genellikle hurda olarak atılır. İki yıl önce bir geri alma programı başlattık: Bir kamu hizmeti şirketi eski burçları değiştirdiğinde, kullanılmış olanları ücretsiz olarak alıyoruz, hasar açısından inceliyoruz ve hala iyi durumda olanları yeniliyoruz; ya bunları yenisinden %20 daha ucuza yenilenmiş üniteler olarak satıyoruz ya da karışımımız için geri dönüştürülmüş hammaddeye geri dönüştürüyoruz. Son 18 ayda 120 ton kullanılmış burçları geri aldık, 45 tonunu yeniledik, geri kalanını geri dönüştürerek 115 tonunu çöp sahalarından uzaklaştırdık. Bu aynı zamanda eski şebeke bileşenlerini çöpe atmak yerine sorumlu bir şekilde atmanın değerini bilen müşterilerimizle daha güçlü ilişkiler kurmamıza da olanak sağladı.
Dürüst olacağım: yaptığımız her değişiklik işe yaramadı. 2022'de fabrikamızın çatısına güneş panelleri eklemeyi denedik, ancak fabrikamız güneşin %40'ını engelleyen ağaçlarla kaplı olduğundan geri ödeme süresi 12 yıldı; bu, küçük işletmemiz için anlamlı olamayacak kadar uzundu. Bunun yerine, elektriğimizin %35'ini güneş enerjisinden sağlamamıza ve kapsam 2 emisyonlarımızı %30 azaltmamıza olanak tanıyan yenilenebilir enerji kredileri (REC'ler) satın almak için yerel bir güneş enerjisi çiftliğiyle ortaklık kurduk. Ayrıca daha önce su sistemimize kimyasal topaklayıcılar eklemeyi de denedik, ancak bunlar geri dönüştürülmüş suyumuzda bazı burçlarda küçük çatlaklara neden olan kalıntılar bıraktılar, bu yüzden daha iyi çalışan ve çevreye sızması durumunda toksik olmayan aktif karbon ve kumla doğal filtrelemeye geçtik.
Buradaki temel çıkarım, çevresel etkiyi azaltmanın mükemmellikle ilgili olmadığıdır; bu, ürününüzün kalitesinden ödün vermeyen artan, ölçülebilir değişikliklerle ilgilidir. Porselen burçların dayanıklı olması, aşırı hava koşullarına ve yüksek elektrik yüklerine dayanabilmesi gerekir; dolayısıyla herhangi bir sürdürülebilirlik ayarının üretime geçmeden önce endüstri standartlarını karşılaması gerekir. Geçit izolatörlerimizin geleneksel yöntemlerle yapılanlarla aynı voltaj ve sıcaklık gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için her geri dönüştürülmüş partiyi, her yeni pişirme programını üçüncü taraf laboratuvarlarla test ediyoruz ve şu ana kadar yeni süreçlerimizle ilgili sıfır ürün arızası yaşadık.
Eğer bir elektrik şebekesi operatörü veya porselen burç alıcısıysanız, tedarikçinize LCA'ları, hammadde tedarikleri ve geri alma programları hakkında soru sormanız faydalı olacaktır.Güçte Porselen BurçSayfamızda burçlarımızın nasıl uzun süre dayanacak şekilde üretildiği hakkında daha fazla ayrıntı bulunmaktadır ve yeni teknolojiler kullanıma sunuldukça uygulamalarımızı daima güncelliyoruz. Üretim sektöründeki herkes için bu çalışma bana sürdürülebilirliğin ayrı bir departmanın işi olmadığını öğretti; satın aldığınız hammaddeden fırınınızı çalıştıracağınız programa kadar her kararın bir parçası.
Bizim de işimiz bitmedi. Bu yıl, kuru presleme sürecimiz için petrol bazlı malzemeler yerine mısır nişastasından yapılan ve kapsam 3 emisyonlarımızı daha da azaltabilecek yeni bir biyo bazlı bağlayıcıyı test ediyoruz. Ayrıca önümüzdeki iki yıldaki daha küçük üretimlerimiz için uygun olabilecek küçük ölçekli elektrikli fırın teknolojisini de araştırıyoruz. Amaç mükemmel olmak değil; güç şebekelerimizi çalışır durumda tutan bileşenlerin gezegene büyük bir zarar vermemesi için her seferinde küçük bir değişiklik yaparak zorlamaya devam etmektir.
Sürdürülebilir üretim süreçlerimizi tartışmak veya standart, yağlı ve özel burçlarımızın çevre hedeflerini desteklerken ihtiyaçlarınızı nasıl karşılayabileceği hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız danışma ve fiyat teklifi almak için bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.
Referanslar
- Amerikan Seramik Topluluğu. (2023).İleri Seramik Üretiminde Enerji Verimliliği. Seramik Sanayicileri Derneği.
- Uluslararası Enerji Ajansı. (2022). Güç Şebekesi Bileşenlerinin Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi: Porselen Burçlar. IEA Grid İnovasyon Programı.
- Avrupa Transformatör Birliği. (2023). Yüksek Gerilim Yalıtım Bileşenleri için Sürdürülebilirlik Standartları. EUTRA Konferans Bildirileri.
- ABD Çevre Koruma Ajansı. (2021). Seramik Üretiminde Endüstriyel Su Azaltımı: Örnek Olaylar ve En İyi Uygulamalar. EPA Sürdürülebilir Malzeme Yönetimi Ofisi.
