시리즈: 채굴 & 재료 • 14부작 중 12부
순환 산업: 폐기물 = 투입
우리는 캠퍼스를 살아있는 유기체처럼 설계했습니다: 열은 음식, 물은 혈액, 그리고 “폐기물”은 직업이 있는 룸메이트입니다. 이 부분에서는 금속, 열, 물, 가스, 광물 순환을 연결하여 이웃이 이웃을 먹이고 아무것도 흩어지지 않도록 합니다.
오늘의 임무
연결하세요 모든 부산물을 옆집 구매자와.
발행하세요 미리 계산된 순환 크기.
증명하세요 캠퍼스가 조용하고 깨끗하며 마을에 순이익이 될 수 있음을.
왜 순환인가 (물리학이 먼저, 로맨스가 두 번째)
우리는 “상쇄”하지 않고 상호 연결합니다. 금속을 녹이는 동일한 전자(3부)(4–6부)는 펌프, 가마(9부), 데이터 홀(11부)도 작동시킵니다. 이를 통해 열, 물, 부산물을 의도적으로 경로 지정할 수 있습니다: 모든 유출은 메뉴이며 캠퍼스 전체가 배고픕니다.
- 짧은 루프가 승리: 80m 열 이동이 800km 연료 배관보다 저렴함.
- 표준 항구: MEC‑48/96은 교환을 빠르게 유지 (10부).
- 폐기물 아닌 선박 모양: 폐석/벽돌/블록은 지역에 남음 (1, 8, 9부).
재료 루프 (스크랩, 컬렛 및 관련)
금속
- 강철: EAF는 자체 제강소 및 고객의 스크랩을 용해. 일반적인 폐쇄 루프 스크랩 비율: 출력의 20–35%.
- 알루미늄: 재용해는 버진 에너지의 <10% 사용; 합금별로 깨끗한 스크랩 스트림 유지 (6부).
- 구리: 작업장 폐기물 절단 및 정제 → ER → 99.99% 음극; 슬래그는 다시 양극으로 돌아감.
유리 및 실리콘
- 컬렛: 질량 기준 20–35% 배치; 에너지 및 용해기 마모 감소 (9부).
- PV 오프컷: 유리 배치 또는 알루미늄 레일로 반환; 셀은 전문 재활용업체로; 우리는 분해를 위해 설계합니다 (3부).
포장 및 팔레트
볼트 온 코너가 있는 재사용 가능한 강철/알루미늄 팔레트. 이들은 역운송 시 집으로 돌아와 스캔되고 다시 사용됩니다. 골판지는 한 가지 역할만 합니다: 광학 보호 후 종이 루프로 들어갑니다.
열 루프 (플룸 없음, 이웃만)
출처 (일반 캠퍼스)
| 단위 | 등급 | 회수 가능 | 노트 |
|---|---|---|---|
| EAF 배기가스 및 캐노피 | 중/고 | ~8–15 MWth | 증기, 건조기로 |
| 유리 어닐/템퍼 | 저/중 | ~6–12 MWth | 건조기, 건물로 |
| 전기 정련 홀 | 낮음 | ~1–3 MWth | 공기→물 코일 |
| 컴퓨트 랙 (Part 11) | 낮음 | ~18–20 MWth | 액체 루프 45–60 °C |
싱크대 (열이 생계를 유지하는 곳)
- 제품 건조기 (광석, 벽돌, 코팅)
- 국내 온수 및 건물 HVAC
- 저온 공정 단계 (피클링, 세척)
- 지역 루프에서 타운 풀, 온실, 세탁소로
경험 법칙: 30 °C 이상은 모두 포착하세요. 오늘 쓸모없는 흐름이라면 저장하거나 80m 떨어진 미소 짓는 사람에게 옮기세요.
수로 루프 (기본적으로 폐쇄형)
네트워크 구조
- 원수 → 공정 → 연마 → 재활용; 블로우다운은 블록/바인더로.
- PV 초원에서 내리는 비가 보충수를 공급하며; 호수가 계절을 완충합니다 (1부).
- 깨끗한 루프와 더러운 루프를 분리하여 깨끗함을 유지하세요.
계획 수치
| 라인 | 재활용률 | 보충수 | 노트 |
|---|---|---|---|
| 금속 냉각 | ~90–98% | ~2–10% | 폐쇄형 타워/HEX |
| 유리 & 코터 | ~85–95% | ~5–15% | 필터 + RO |
| 배터리 금속 | ~80–95% | ~5–20% | 침출 경로에 따라 다름 |
블로우다운이 강을 만나지 않고 블록을 광물화함 (9부)
가스 및 시약 (화학 반응 조절)
부산물 → 제품
| 에서 | 됨 | 사용자 |
|---|---|---|
| 제련소 SO₂ (구리 황화물) | H₂SO₄ (황산) | 침출 작업장 (배터리 금속) |
| LC³ e‑calciner CO₂ | CO₂ 스트림 | 블록용 탄산화 경화 |
| 펌프 및 드라이브 계산 | 저등급 열 | 건조기 • HVAC • 온실 |
| 유리 백하우스 미세먼지 | 미세 실리카 | 바인더 블렌드 • 블록 |
시약 건전성
- 알려진 폐쇄 시스템이 있는 황산염, 암모니아, 탄산염 시스템 선호.
- 증기 경로를 밀폐하고; 배출 대신 제품(산/염기)으로 세척.
- 미스터리 머드가 아닌 판매 가능한 고체를 생산하도록 중화 설계.
경화용 CO₂는 정확히 어디서 오나요?
전기 소성기(9부)에서: LC³의 석회석은 제어된 온도에서 CO₂를 방출합니다. 가마가 밀폐되고 전기식이기 때문에, 우리는 그 스트림을 포착하여 블록과 패널 경화에 압축합니다. 짧은 루프, 굴뚝 없음.
광물 부산물 → 제품(어떠한 것도 흩어지지 않음)
EAF & 제련로 슬래그
- 스크린 및 자석: 굵은 입자 → 도로 기초, 미세 입자 → 바인더 혼합물(LC³ 포함).
- 노화/증기 처리로 자유석회 고정; 모든 재료처럼 인증.
농축기 & 꼬리물
- CO₂로 경화된 프레스 블록으로 모래 함유 꼬리(9부).
- LC³용 점토 함유 미세 입자를 소성 점토로 (9부).
하지만 안전한가요?
우리는 연속 QA가 적용된 비활성, 테스트된 스트림만 업사이클합니다. 행동하지 않는 모든 것은 안정화된, 라이닝된 단일체가 되며 — 우리는 그 범주를 계속 줄이고 있습니다.
캠퍼스 루프 원장(사전 계산됨)
“One‑Gigaton Campus” — 예시 연결(정상 상태)
대략: 강철 1 Mt/년 • 유리 1 Mt/년 • 배터리 화학물질 0.1–0.3 Mt/년 • 컴퓨트 20 MW.
| 루프 | 흐름 | 에서 | 로 | 참고 |
|---|---|---|---|---|
| 스크랩 강철 | ~0.25 Mt/년 | 제조업체/고객 | EAF | 25% 폐쇄 루프 반환 |
| 알루미늄 스크랩 | ~0.12 Mt/년 | 압출품 | 재용해 | 저에너지 재용해 |
| 컬렛 | ~0.25–0.35 Mt/년 | 유리 라인 | 멜터 배치 | 배치의 20–35% |
| H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/년 | Cu 제련소 | 침출 작업장 | SX/EW 및 연마 |
| CO₂ | ~0.05–0.12 Mt/년 | LC³ 소성로 | 블록 경화 | 단기 순환 경화 가스 |
| 저등급 열 | ~30–40 MWth | 컴퓨터 및 라인 | 건조기/HVAC | 45–60 °C 순환 |
| 공정수 | ~85–95% 재활용 | 모든 라인 | 수망 | 강우 및 호수를 통한 보충 |
| 슬래그/모래에서 블록으로 | ~0.2–0.6 Mt/yr | 밀/테일즈 | 블록 공장 | CO₂ 경화 |
값은 설계를 구체적으로 유지하기 위한 계획 포인트입니다; 실제 값은 현장 레시피에 따라 조정됩니다.
점수판 (목표)
- 재료 순환성: 질량 기준 내부 ≥ 90% (제품 제외)
- 물 재활용: 루프 전체 평균 ≥ 90%
- 열 회수: 회수 가능한 저/중급 열의 ≥ 70%
- 매립 폐기물: 총 질량 흐름의 ≤ 1–3%, 안정화됨
이웃 혜택
- 지역 온수 비용 (학교, 수영장, 클리닉)
- 지역 건설용 블록 & 패널 가격
- 유지보수 및 QA 관련 일자리 — 조용한 종류
사전 계산된 시나리오
시나리오 A — 철강 + 유리 듀엣
철강 1 Mt/년 + 태양광 유리 1 Mt/년.
| 루프 | 값 | 참고 |
|---|---|---|
| 열 재사용 | ~20–30 MWth | EAF & anneal → 건조기/HVAC |
| 컬렛 분획 | ~25–35% | 멜터 kWh/t 절감 |
| 스크랩 반환 | ~25–30% | 내부 및 고객 스크랩 |
| 물 재활용 | ~90–95% | 투루프 설계 |
시나리오 B — 구리 + 배터리 금속
구리 음극 1 Mt/년 + Ni/Co 황산염 100 kt/년.
| 루프 | 값 | 참고 |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/년 | 피드 침출 • 플레어 없음 |
| ER 열 | ~2–4 MWth | 공기→물 코일에서 건조기로 |
| 물 재활용 | ~85–95% | 연마 + RO |
시나리오 C — Compute‑anchored 타운
20 MW + 벽돌/블록 0.5 Mt/년 + 커뮤니티 부하를 계산합니다.
| 루프 | 값 | 참고 |
|---|---|---|
| 폐열을 지역 난방에 | ~18–20 MWth | 45–60 °C 공급 |
| CO₂ 경화 가스 | ~0.05–0.12 Mt/년 | LC³ 소성로에서 |
| 물 재활용 | >90% | 히트펌프 건조기 |
데이터 홀은 시민 유틸리티가 됩니다: 겨울에는 조용한 난방, 여름에는 조용한 냉방.
질문과 답변
“제로-폐기물이 현실적인가요?”
제로-매립은 현실적이지만, 제로-질량은 아닙니다. 우리는 질량의 90% 이상이 루프 내에 머물고, 7~9%는 다른 이들을 위한 제품이 되며, 소량의 문제 있는 잔여물은 안정화되어 적절히 저장되도록 설계하며 — 계속 줄여 나갑니다.
“루프가 고장 나면 어떻게 되나요?”
우리는 완충 장치를 유지합니다: 열 탱크, 시약 탱크, 그리고 블록용 예비 공간. MEC 포트(10부)로 빠르게 경로를 변경할 수 있습니다. 이웃이 잠시 쉬면 저장소가 깰 때까지 시간/하루를 연결해 줍니다.
“이웃에게 어떻게 증명하나요?”
공기, 물, 소음에 대한 연속 모니터링과 공개 대시보드. 문제가 생기면 경보가 우리와 마을 모두에 전달됩니다. 신뢰는 보도자료가 아니라 설계 매개변수입니다.
다음은 — 호수 주변 커뮤니티 (14부작 중 13부). 1부에서 나온 미래 호수 주변에 성장할 마을들을 계획할 것입니다 — 에너지를 적게 쓰고 경치를 사랑하는 학교, 시장, 주택들.