Daniel Burton, Business Development Manager and electrification expert, Kanthal電気自動車（EV）の需要急増に伴い、リチウムイオン電池のニーズも世界的に高まっています。 しかし、バッテリー技術が化石燃料のない未来の真の一部であるためには、メーカーは自社の事業が気候に与える影響についても検討する必要があります。

硫酸焙焼プロセスでガス式加熱を電気式加熱に置き換えることにより、リチウム生産者はコスト、効率、環境面で大きなメリットを得ることができます。 しかし、潜在的な落とし穴はないのでしょうか。 Kanthalの2人の専門家、再生可能エネルギーのグローバルセグメントマネージャーであるSachin Pimpalnerkarと、電化の専門家であるDaniel Burtonに、加熱方法の切り替えを行うことでメリットを獲得し、障害を克服する方法についての意見を求めました。

メリット

電気式加熱は実証されている技術です。 Daniel Burtonによると、電気式加熱は実証されていない技術であると、一般的に誤解されています。

「熱を加える方法を変えるだけで、実際のプロセスは変えていないということを忘れてはいけません。と彼は言います。 「リチウムイオン業界ですでに使用され、豊富な実績を持つ当社の標準的な発熱体が使用されています」。

熱効率

電気式加熱は、ガス式加熱に比べて効率が大幅に向上します。 1つ目は熱効率の高さです。

「ガスで加熱する場合、排気から多くの熱が失われます。この熱の損失は効率の悪さを意味します」とBurtonは言います。また、電気式加熱では、排気ガスによる熱の損失がないことで、効率が大幅に高いことが大きな特徴であると付け加えています。

費用対効果

Sachin Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, Kanthal熱効率の大幅な向上は、使用するエネルギーが少なくなるため、コスト効率の向上に直接つながります。

さらに、Sachin Pimpalnerkarが説明するように、硫酸焙焼プロセスでは、ガスヒーターを使用するとより多くの設備が必要になります。

「このプロセスには、従来、多くの複雑なダクト工事、バーナー、流量制御、ダンパー、ファンなどが含まれていました」と彼は言います。 「電気式加熱は、あらゆる追加機器を必要としないため、コストがかからず、より簡単で、維持が容易です。」

電気式加熱では常時監視する必要がなく、遠隔操作も可能なため、工数も安価です。

環境パフォーマンス

電気式加熱では、エネルギー源にかかわらず、CO2、NOx、CO、SOx、騒音などで作業環境を汚染することがありません。 一方、再生可能エネルギーを動力源とする場合、プロセス全体で環境への排出はゼロになります。

特に、急成長しているEV市場には、このことが大きく関係しています。

焼成工程で化石燃料を使用しない場合、バッテリーの二酸化炭素排出量を大幅に削減できます。

「懐疑論者はしばしば、リチウムイオン電池の生産が大量の炭素を排出すると主張して、EVが実際にどれほど環境に優しいのかを疑問視します」とBurtonは言います. 「しかし、焼成工程で化石燃料を使用しない場合、バッテリーの二酸化炭素排出量を大幅に削減できます。」

生産効率

電気式加熱はより制御された加熱プロセスであるため、温度と加熱ゾーンを微調整することが可能で、それが品質の向上につながります。

「電気式加熱により、歩留まりと生産品質に影響を与える優れた温度制御が可能になります」とPimpalnerkarは言います。 「不良品の減少は、生産効率の向上に直結します。」

設置とメンテナンス

電気式加熱は設置が容易です。 必要なのは電気だけです。ガスが使えない施設であっても、すべての施設が電気を備えています。

「複雑なダクト工事や周辺機器をなくすことで、設置が容易になります」とPimpalnerkarは言います。

「さらに、機器の台数が少なければ少ないほど、メンテナンスの手間も省けます」と彼は付け加えます。 「この場合、電熱素子を炉に置いてスイッチを入れるだけです。」

ガスバーナーには定期的な再調整が必要ですが、電気式は自動的に再調整を行うため、メンテナンスの手間が省けます。

潜在的な落とし穴

長年ガス式加熱で仕事をしてきた方は、電気への切り替えに不安を感じるかもしれません。 しかし、PimpalnerkarとBurtonは、これらの懸念はほとんど根拠がないと考えています。なぜなら、電力を使うことで運用がより簡単かつ安全になり、長期的には収益性が高まるからです。

工場のレイアウト

電気式加熱システムは、ガスバーナーを使用している場所ならどこにでも設置できます。

「同じ炉を使用できます。 ガスバーナーと関連機器を取り外して、電気式加熱システムを入れるだけです」とBurtonは言います。

「今後、電源供給に投資する必要性が出てくるかもしれません」と彼は認めます。 「しかし、熱効率の向上により、必要な容量は予想よりも少なくなる可能性があります。」

導入方法

電気式加熱は、ガスと同じくらい簡単に、またはより簡単に設置できます。

「セットアップははるかに簡単です。電源をオンにするだけで、制御装置が次のステップを処理します」とPimpalnerkarは言います。 「ガスラインや排気口は必要ありません。」

同じことがメンテナンスにも当てはまり、ほとんど必要ありません。

「発熱体は数年ごとに交換する必要がありますが、これは現場の電気技師が簡単に行うことができます」と付け加えます。

グリーン電力へのアクセス

言うまでもなく、カナダや北欧など、手頃な価格の再生可能電力にすぐにアクセスできる国では、電気への切り替えがより理にかなっています。 しかし、このようなプロジェクトを支援するグリーン電力クラスターが設立されているドイツなどでは、アクセスが拡大しつつあります。

Daniel Burtonが指摘するように、グリーン電力へのアクセスがまだそれほど普及していない市場でも、転換を検討する価値はあります。特に、今後数年のうちに多くの国で再生可能エネルギーへのアクセスが拡大されることが多いためです。

「現在の政治情勢を考えると、ガスはコストと供給の両面で非常に不安定になり、多くの企業がガスへの依存度を下げようと模索しています」と彼は言います。

ガスと比較したコスト

国によって電気料金は異なりますが、Burtonは、世界的に電気が優先される方向へとシフトしていると考えています。

「この傾向は、より多くの再生可能エネルギーが普及していくにつれて、より明らかになるでしょう」と彼は言います。 「あらゆる種類のエネルギーコストが上昇する中、ガスが最も上昇しました。」

投資コストとROI

ガスから電気に切り替える場合、投資収益率（ROI）は、電気とガスのコスト、および工場の場所によって異なります。 例えば、CO2排出量に対する罰則が高い国では、カーボンニュートラルな生産への切り替えがますます必須となっています。

既存のシステムを改造する場合、最初はかなりのコストがかかりますが、ほとんどの場合、投資回収はかなり早く終わると、Burtonは説明します。

「ガスから電気への変換に関心のあるお客様には、投資回収時間を評価し、ROI計算を支援することができます」と彼は言います。

トレーニングと生産ノウハウ

工場のオペレーターにとって、ガスから電気への切り替えはマイナスにはなりません。

「いったん稼働すれば、電気炉はガス炉と同じように動作します」とPimpalnerkarは言います。 「インターフェイスはほぼ同じで、生産方法を変わるところはありません。 オペレーターが気づく重要な違いは、 有害なガスもなく、騒音もなく、現場にガスが存在することによる安全上の懸念もない、ということです。」