“氫氨零碳燃燒技術(shù)在建材行業(yè)的應(yīng)用將直接減少建材生產(chǎn)制造過(guò)程中的燃料型碳排放,，是建材行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的有效技術(shù)途徑,?！苯眨鹕较珊?shí)驗(yàn)室戰(zhàn)略科學(xué)家程一兵在接受本報(bào)記者采訪時(shí)發(fā)表了自己的觀點(diǎn),。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)制備出全球第一塊全氨零碳燃料燒制的陶瓷釉面磚
具有廣闊的應(yīng)用空間
“氨氫融合新能源顛覆性技術(shù)在建材行業(yè)的應(yīng)用,，主要體現(xiàn)在氫和氨的可燃燒、零碳排和綠色可再生的固有屬性上,。隨著國(guó)家‘雙碳’戰(zhàn)略的推進(jìn)實(shí)施,，政府相關(guān)部門對(duì)制造業(yè)的能耗管控也將逐漸過(guò)渡為‘能耗+碳排’雙管控，而作為碳排放高占比的建材行業(yè)來(lái)說(shuō),，即將面臨巨大的低碳/零碳轉(zhuǎn)型壓力,。因此，我認(rèn)為,，氫氨零碳燃燒技術(shù)在建材行業(yè)的應(yīng)用前景非常廣闊,。”
程一兵指出,，氫氨燃燒技術(shù)應(yīng)用對(duì)現(xiàn)有燃燒裝備和建材生產(chǎn)線的改動(dòng)較少,，安全性和便利性也有很好的保障。氫和氨是目前已知的極具工業(yè)實(shí)用價(jià)值的零碳燃料，兩者的燃燒過(guò)程都不產(chǎn)生碳排放,。但是由于工業(yè)窯爐用氣量非常大,，氫氣的大容量?jī)?chǔ)運(yùn)目前還存在一些技術(shù)難題，因此在現(xiàn)階段,，燒氨的可行性相對(duì)更高一些,。隨著國(guó)內(nèi)整個(gè)氫氨新能源行業(yè)向上游氫氨來(lái)源的廣泛布局、降低氨氫成本及碳稅的實(shí)施,，氨氫新能源綠色可再生,、零碳及成本可控的優(yōu)勢(shì)將會(huì)越發(fā)明顯，加上“一帶一路”沿線國(guó)家的低成本液氨進(jìn)口,，也將進(jìn)一步促進(jìn)氨氫作為零碳燃料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,，氨氫零碳燃燒技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)將會(huì)愈加凸顯。
“目前,，佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室的氨燃料零碳燃燒技術(shù)已經(jīng)取得階段性成果,，2022年11月，在佛山德力泰科技公司試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),，該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)廣東省陶瓷協(xié)會(huì)組織的專家技術(shù)論證,。2022年12月，該項(xiàng)技術(shù)在佛山歐神諾陶瓷公司的30米長(zhǎng)輥道窯完成中試生產(chǎn),，世界首塊零碳氨燃料燒制的建筑陶瓷磚問(wèn)世,，窯爐煙氣中的排放物經(jīng)第三方檢測(cè)，均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，瓷磚燒成后的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),。”談到氫氨燃燒技術(shù)的推廣應(yīng)用,，程一兵興奮地說(shuō),。
在高溫制造業(yè)應(yīng)用減碳優(yōu)勢(shì)明顯
建材工業(yè)是我國(guó)碳排放的大戶,，占我國(guó)碳排放的14%左右,。
談到氫氨零碳燃燒技術(shù)，程一兵表示,，以陶瓷行業(yè)為例,，2021年，我國(guó)建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)二氧化碳排放量為1.4億～2億噸,，占全國(guó)總排放量的1.5%～2%,，建筑衛(wèi)生陶瓷碳排放主要是由于陶瓷產(chǎn)品制造過(guò)程中干燥和燒成工段燃燒煤制氣、天然氣所造成,，陶瓷生產(chǎn)過(guò)程二氧化碳排放量約70%來(lái)源于燃料燃燒,，剩下的30%來(lái)源于電力和工藝（碳酸鹽分解）。應(yīng)用氨氫新能源作為燃料的目的是減少高溫制造過(guò)程的碳排放量，在陶瓷工業(yè)目前使用的化石燃料中摻混一定比例的氨,，可實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰目標(biāo),。隨著摻氨比例不斷增加，碳排放將持續(xù)降低,，不再出現(xiàn)峰值,。如果使用純氨燃燒，可使陶瓷行業(yè)的直接碳排放減少70%,，將極大助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),。
“從目前來(lái)看，氫氨零碳燃燒技術(shù)對(duì)大多數(shù)高溫制造業(yè)都可適用,?！背桃槐嬖V記者，除已經(jīng)完成試驗(yàn)驗(yàn)證和中試示范的建筑陶瓷外,，佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)著手在金屬加工,、玻璃制造、水泥生產(chǎn),、熱力發(fā)電等高溫制造業(yè)領(lǐng)域全面布局,、逐步推進(jìn)。其中考慮到佛山地區(qū)鋁型材加工業(yè)的高集聚度和強(qiáng)需求,，下一步的產(chǎn)業(yè)推廣重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)⑹欠鹕降貐^(qū)的金屬加工業(yè),。此外，仙湖實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)也開始在火力發(fā)電和燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域布局,，將和國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的頂尖科研機(jī)構(gòu)及頭部企業(yè)開展深入的強(qiáng)強(qiáng)合作及產(chǎn)研聯(lián)動(dòng),，共同推進(jìn)氫氨零碳燃燒的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
技術(shù)推廣仍面臨巨大挑戰(zhàn)
“由于疫情的影響和房地產(chǎn)市場(chǎng)低迷,，建材行業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)并不樂(lè)觀,，目前著手布局氫氨零碳燃燒技術(shù)的只是建材行業(yè)的少數(shù)頭部企業(yè)，未來(lái)要在整個(gè)建材行業(yè)推廣氫氨零碳燃燒技術(shù)仍然面臨不少難題,，需要政府相關(guān)部門加大引導(dǎo)范圍,、加強(qiáng)扶持力度?！?/span>
談到技術(shù)推廣當(dāng)前所面臨的問(wèn)題時(shí),，程一兵表示，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是按目前的市場(chǎng)價(jià)格,，使用氨氣作為工業(yè)燃料比使用天然氣的燃料成本約貴一倍,，企業(yè)難以承受燃料成本大幅上漲。建議政府按照支持光伏,、電動(dòng)汽車和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功模式,，支持高溫制造業(yè)應(yīng)用零碳燃燒技術(shù),，從零碳燃料摻燒入手，逐步提高摻燒比例,，最終實(shí)現(xiàn)高溫制造業(yè)燃料轉(zhuǎn)型,，確保實(shí)現(xiàn)國(guó)家預(yù)定的“雙碳”目標(biāo)。
二是氨氣在我國(guó)從未用于工業(yè)燃料,，因此缺乏相關(guān)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,。目前，沒(méi)有專業(yè)公司具有評(píng)估氨氣燃燒安全性的經(jīng)驗(yàn)和資質(zhì),，政府應(yīng)急管理部門也難以審批氨的工業(yè)燃燒項(xiàng)目,。建議政府有關(guān)部門與相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)及專家共同協(xié)商，建立一個(gè)具有可操作性的技術(shù)和安全評(píng)估機(jī)制,，解決新能源試驗(yàn),、應(yīng)用、推廣中的瓶頸問(wèn)題,。
實(shí)現(xiàn)氨氣工業(yè)燃燒必須解決氨氣的來(lái)源問(wèn)題,，而且必須是用綠氨作為高溫燃料才有實(shí)際的降碳、零碳意義,。目前,，一些企業(yè)已經(jīng)開始在西北地區(qū)規(guī)劃開展制綠氨的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。2022年公布的12項(xiàng)已簽約的綠氨項(xiàng)目年產(chǎn)能已達(dá)近400萬(wàn)噸,。這是一個(gè)很好的開端,，但離工業(yè)燃燒所需要的巨大綠氨用量還有很大的距離。因此,，建議國(guó)家出臺(tái)相應(yīng)政策,，大力鼓勵(lì)發(fā)展綠氨生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，并探討“西氨東輸”,，利用我國(guó)西北部豐富的可再生能源開發(fā)綠電制備綠氨,、再將液氨通過(guò)長(zhǎng)距離管道輸運(yùn)至我國(guó)東南部工業(yè)集中地區(qū)的可行性。也建議探討從“一帶一路”沿線國(guó)家進(jìn)口藍(lán)氨和綠氨的可行性,。與此同時(shí),，還必須解決大型儲(chǔ)氨基地嚴(yán)重不足的問(wèn)題。
未來(lái)發(fā)展要走好三步
目前,，佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室已將氫氨零碳燃燒技術(shù)納入實(shí)驗(yàn)室的戰(zhàn)略發(fā)展主線,，下一步將在技術(shù)延展攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)合推廣方面持續(xù)發(fā)力，不斷解決氫氨零碳燃燒的技術(shù)難題和布局建材行業(yè)應(yīng)用推廣,。
程一兵指出，具體計(jì)劃分三步走：首先依托已開發(fā)的建筑陶瓷領(lǐng)域的技術(shù)成果,，完成建筑陶瓷量生產(chǎn)線的改造應(yīng)用,，實(shí)現(xiàn)氫氨低碳/零碳燃燒技術(shù)真正的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,，然后持續(xù)在建筑陶瓷領(lǐng)域復(fù)制推廣；其次開展鋁型材加工業(yè)的摻氨/純氨燃燒項(xiàng)目示范,，尤其以鋁熔鑄爐和鋁棒加熱爐為代表的爐型做技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)推廣,；最后逐步向玻璃、水泥和發(fā)電等領(lǐng)域拓展,，做聯(lián)合技術(shù)開發(fā),。
“對(duì)于高溫制造業(yè)來(lái)說(shuō)，以氫氨零碳燃燒為代表的氨氫融合新能源技術(shù)的重要意義是為高溫制造業(yè)探明實(shí)現(xiàn)零碳轉(zhuǎn)型的一條可行并有效的技術(shù)途徑,。2020年以來(lái),，因?yàn)槟芎暮吞寂烹p控導(dǎo)致的高溫制造業(yè)產(chǎn)能淘汰情況持續(xù)加劇，尤其是“雙碳”達(dá)標(biāo)的壓力,，在此之前除了減產(chǎn),、關(guān)停外，高溫制造業(yè)沒(méi)有直接有效,、從源頭上實(shí)現(xiàn)“雙碳”達(dá)標(biāo)的技術(shù)手段,。氫氨零碳燃燒技術(shù)的出現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)配套的進(jìn)一步完善，無(wú)疑給高溫制造業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了一個(gè)行之有效的解決方案,，同時(shí)將進(jìn)一步縮小我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在產(chǎn)品碳足跡方面的差距,，為我國(guó)高溫制造業(yè)的相關(guān)出口產(chǎn)品樹立良好的國(guó)際形象，為提升產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),?！背桃槐f(shuō)。
本文原載于《中國(guó)建材報(bào)》2月13日1版
中國(guó)建材報(bào)記者：吳 躍
責(zé)編：丁濤
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