Serie: Bergbau & Materialien • Teil 9
Glas & Stein — Solarglas, Ziegel & Bindemittel ohne Rauch
Wir schmelzen Sand mit Sonnenlicht und stapeln ihn zu Städten. Keine Kohleflammen, keine staubigen Schornsteine — nur leise elektrische Wärme und Rezepte, die Steine in Fenster, Ziegel und Bindemittel verwandeln, die unsere Luft lieben.
Die Mission von heute
Schmelzen Solarglas in vollelektrischen Öfen, im großen Maßstab.
Feuer Ziegel & Keramik in elektrischen Öfen (oder das Brennen überspringen, wo wir können).
Verbinden Stein mit niedrigem Kohlenstoffzement und Karbonatisierungshärtungen.
Warum Glas & Stein (wir bauen mit Geologie)
Metalle geben uns Nerven und Knochen; Glas und Stein geben uns Haut und Schutz. Diese Ströme sind riesig — was perfekt ist, denn unsere Energie ist riesig (Teil 3). Wir elektrifizieren die heißen Teile, recyceln die festen Teile und gestalten die Anlagen von Anfang an als gute Nachbarn.
- Vollelektrische Wärme (Joule/Induktion/Widerstand) ersetzt fossile Flammen.
- Geschlossene Wasserkreisläufe — die Luft bleibt klar, die Kühlung ist leise.
- Lokaler Sand & Ton — wir verschiffen Paneele und Ziegel, nicht rohen Dreck (Teil 8).
Solar-Glas — klar, robust und aus Elektronen geboren
Prozess auf einen Blick
- Charge: Quarzsand + Soda + Kalkstein + Dolomit + Cullet (recyceltes Glas)
- Vollelektrischer Schmelzofen: Molybdän-Elektroden, Joulesche Wärme, niedrige NOx-Emissionen durch Design
- Float/Glühen: Band auf Zinnbad, spannungsfrei
- Temper & AR-Beschichtung: 3,2 mm Niedrig-Eisen-Glas für PV (oder 2×2,0 mm für bifazial)
Warum vollelektrisch?
- Saubere Luft: keine Verbrennungsfahne; Filter fangen die winzigen Partikel ein.
- Steuerung: präzise Temperaturfelder → weniger Fehler, bessere Ausbeuten.
- Energieschleife: tagsüber treibt PV den Schmelzofen an; Speicher decken die Nächte ab.
Texturen & Beschichtungen für Solarleistung
Solarglas erhält anti-reflektierende (AR) Nano-Beschichtungen und sanfte Texturen, die Licht in Zellen statt in den Himmel lenken. Es ist transparente Hartnäckigkeit — gleichzeitig Schild und Linse des Panels.
Ziegel & Keramik — Öfen ohne Rauch
Zwei Wege, die wir mögen
- Elektrische Tunnelöfen: gepresste Ziegel, kontinuierlicher Durchfluss, Wärmerückgewinnung für Trockner
- Niedrigtemperatur-Bindemittel: gepresste Blöcke, gehärtet durch Dampf oder CO₂ (kein Hochtemperaturbrennen)
Warum es wichtig ist
- Das Brennen ist der letzte große staubige Widerstand; seine Elektrifizierung reinigt die Skylines.
- Materialien bleiben lokal — wir versenden Paletten mit Form, nicht LKW-Ladungen Feuchtigkeit.
- Schrottziegel werden als Zuschlagstoff wieder in den Körper eingebracht; nichts geht verloren.
3D-gedruckte Formen?
Absolut: Ton- und zementartige Pasten drucken sich in Bögen, Rippen und Kanäle, die traditionelle Formen hassen. Wir härten mit Wärmepumpen und elektrischen Öfen; die Stadt wird zu einem Bausatz eleganter Teile.
Bindemittel ohne Rauch — Zemente, die funktionieren
Was wir herstellen
- LC³: Kalkstein-Kalziumton-Zement — niedrigere Temperatur, weniger CO₂, hervorragende Leistung
- CSA- & Belit-Mischungen: Schnellhärtende Optionen mit reduziertem Klinker
- Geopolymer-Linien: alkalisch aktivierte Schlacke/Ton für Fertigteile und Pflastersteine
Wie wir Kohlenstoff zähmen
- Weniger Klinker: Mehr Leistung durch Ton + Kalkstein, weniger Dekarbonisierung.
- CO₂ zum Produkt: Wir härten Fertigblöcke in kontrolliertem CO₂ aus und binden es ein.
- Elektronen für Wärme: Öfen und Trockner laufen im selben PV-Mikronetz wie der Rest des Campus.
Woher kommt das CO₂ für die Aushärtung?
Von Nachbarn: Elektrolyseure (Teil 4) konzentrieren Gase; Carbonathärtungswerkstätten nutzen dieses CO₂ und geben ihm eine Aufgabe. Der See (Teil 1) regelt das Wasser, das Mikrogrid die Elektronen, und die Chemie den Rest.
Pro-Tonnen-Spickzettel (indikativ, nur Strom)
| Produkt | kWh pro Tonne | Notizen |
|---|---|---|
| Solar-Floatglas (niedrig eisenhaltig) | ~1.200–1.800 | Schmelzen + Glühen + Härten + Beschichten |
| Behälter-/Flachglas (recyclingreich) | ~800–1.300 | Hoher Altglasanteil senkt den Energieverbrauch |
| Gebrannte Ziegel/Fliesen | ~800–1.600 | Trocknung + elektrischer Ofen |
| Gepresste CO₂‑gehärtete Blöcke | ~150–350 | Kein Hochtemperaturbrand |
| LC³ Bindemittel | ~350–650 | E‑Kalkofen + Mahlung |
| Konventioneller OPC (e‑Ofen) | ~700–1.100 | Höhere Temperatur & Mahlung |
Bereiche spiegeln Anlagenplanung, Scherbenanteil %, Feuchtigkeit und Rückgewinnung wider. Für die Planung den oberen Bereich verwenden; den unteren feiern.
Glasdicke → Masse (Schnellauswahl)
| Blech | kg pro m² | Verwendung |
|---|---|---|
| 2,0 mm | ~5,0 | Rückglas (bifazial) |
| 3,2 mm | ~8.0 | Front-Solar-Glas (mono) |
| 4,0 mm | ~10,0 | Architektonisch |
Aus Teil 3: ~5.000 m² Glas/MWp ≈ ~50 t/MWp Module (Einfachglas).
Vorkalkulierte Anlagen-Szenarien
Solar-Glas Campus
Liniengrößen sind typisch; wir gruppieren Linien für Skalierung.
| Maßstab | Durchsatz | Durchschnittliche elektrische Last | PV min | 12 h Speicher |
|---|---|---|---|---|
| 1 Linie | ~700 t/Tag (~0,25 Mt/Jahr) | ~35–50 MW | ~180–260 MWp | ~210–300 MWh |
| 4 Linien | ~2,8 kt/Tag (~1,0 Mt/Jahr) | ~140–200 MW | ~720–1.030 MWp | ~0,8–1,2 GWh |
PV „min“ verwendet Avg(MW)×5,14 (5,5 PSH, 85 % DC→AC). Wir überdimensionieren, um Nachbarn (Beschichter, Temper) zu versorgen.
Bricks & blocks Campus
| Maßstab | Durchsatz | Durchschnittliche elektrische Last | PV min | 12 h Speicher |
|---|---|---|---|---|
| Gebrannte Ziegel | ~0.5 Mt/Jahr | ~25–40 MW | ~130–205 MWp | ~150–240 MWh |
| CO₂-gehärtete Blöcke | ~0.5 Mt/Jahr | ~5–10 MW | ~26–51 MWp | ~60–120 MWh |
Blöcke überspringen Hochtemperaturbrennen → massive Energieeinsparungen, perfekt für Fertigteile.
Binder (LC³) Anlage
| Maßstab | Durchsatz | Durchschnittliche elektrische Last | PV min | 12 h Speicher | Notizen |
|---|---|---|---|---|---|
| LC³ | 1,0 Mt/Jahr | ~40–75 MW | ~205–385 MWp | ~480–900 MWh | E-Kalkofen + Mahlzüge |
| OPC (E-Ofen) | 1,0 Mt/Jahr | ~80–120 MW | ~410–620 MWp | ~960–1.440 MWh | Höhere Temperatur; nur dort verwenden, wo nötig |
Wir tendieren zu LC³/CSA/Geopolymer für CO₂-Bewusstsein und regionale Tonvorkommen.
Stückliste (pro Produkt)
Pro 1 t Solar-Floatglas (typische Charge)
| Eingabe | Menge | Notizen |
|---|---|---|
| Quarzsand | ~720 kg | Niedrig-Eisen-Sorten |
| Sodaasche (Na₂CO₃) | ~210 kg | Senkt die Schmelztemperatur |
| Kalkstein & Dolomit | ~150–190 kg | Stabilität & Haltbarkeit |
| Cullet (recycled) | ~200–350 kg | Energieeinsparer |
Exakte Rezepte variieren je nach Werk und Produkt; Altglas ersetzt die Rohstoffe eins zu eins.
Pro 1 t LC³ Bindemittel (zur Veranschaulichung)
| Eingabe | Menge | Notizen |
|---|---|---|
| Klinker (reduziert) | ~40–55% | Bevorzugte Phasen bei niedriger Temperatur |
| Kalzinierter Ton | ~30–45% | 700–900 °C |
| Kalkstein (fein) | ~10–15% | Synergie mit Ton |
| Gips & Anpassungen | ~3–5% | Steuerung einstellen |
Verwenden Sie lokale Tone und Kalkstein. Elektrifizierte Kalziner machen die Geografie zu unserem Freund.
Flächenbedarf & Nachbarn
Flächen (indikativ)
- Solar-Glas, 1 Mt/Jahr (4 Linien): ~60–100 ha (Gebäude & Höfe)
- Ziegel/Blöcke, 0,5 Mt/Jahr: ~15–30 ha (mit Lagerplätzen)
- Bindemittel, 1 Mt/Jahr: ~30–60 ha (Steinbruch + Werk)
- PV-Felder (min): siehe Szenarien; landschaftlich gestaltet als Solarmeere
Luft & Wasser
- Alle Öfen/Kilns sind geschlossen; Filteranlagen & Wäscher halten Feinstaub niedrig.
- Kühlkreisläufe geschlossen; See puffert die Jahreszeiten (Teil 1).
- Lärm wird gedämpft; Licht wird gebändigt; Falken behalten ihren Himmel.
Tap‑to‑open Q&A
„Ist das Schmelzen von Glas nicht energiehungrig?“
Genau — deshalb machen wir es mit Elektrizität. Unsere Solar-Saatfabrik (Post 3) druckt Megawatt; Glas verwandelt sie in Sonnenlichtsammler, die mehr drucken. Glasscherben und Wärmerückgewinnung reduzieren den Bedarf weiter.
„Machen elektrische Öfen genauso starke Ziegel?“
Ja. Festigkeit ist Chemie und Temperaturprofil, nicht, ob Flammen es berührt haben. Elektrische Steuerung ist präziser, sodass Qualität langweilig wiederholbar wird.
„Was ist mit dem prozessbedingten CO₂ des Zements?“
Wir reduzieren Klinker (LC³), arbeiten mit niedrigeren Temperaturen und Elektronen und verwenden Karbonathärtung, um CO₂ in Blöcken zu binden. Der Bindemittel hört auf, ein Wetterereignis zu sein, und wird einfach ein Rezept.
„Können diese Anlagen in der Nähe von Städten leben?“
Das ist der Plan. Elektrische Schmelzöfen, geschlossene Linien, überdachte Förderbänder und transparente Überwachung verwandeln „schwere Industrie“ in einen höflichen Nachbarn mit einem großartigen Park (dem See).
Als Nächstes: Factories That Build Factories — Modular Lines & Rapid Cloning (Teil 10). Das Kit, das uns saubere Industrie wie Setzlinge nach dem Regen vervielfachen lässt.