8月的正午,，佛山仙湖實驗室的科研人員正與陶瓷企業(yè)員工一起,，在“零碳燃燒”中試線上測試新技術(shù)、新裝備,，以調(diào)整參數(shù),，增加適配度。
佛山是我國建筑陶瓷之都,，有陶瓷生產(chǎn)線280多條,。作為佛山支柱產(chǎn)業(yè)之一，陶瓷產(chǎn)業(yè)既是地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“頂梁柱”,，但也是節(jié)能減排的“硬骨頭”,。近年來，一批陶瓷生產(chǎn)線在高能耗和高碳排放的雙重壓力下退出市場,，全省陶瓷工業(yè)總產(chǎn)值也有所下降,。如何讓陶瓷產(chǎn)業(yè)既“既綠色又紅火”？
黨的二十屆三中全會強(qiáng)調(diào),，聚焦建設(shè)美麗中國,，加快經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，健全生態(tài)環(huán)境治理體系,，推進(jìn)生態(tài)優(yōu)先,、節(jié)約集約、綠色低碳發(fā)展,。
佛山仙湖實驗室探索氨氫融合新能源,，實現(xiàn)“零碳燃燒”關(guān)鍵核心技術(shù)突破，成功燒制出全球第一塊“零碳瓷磚”,，全球首條量產(chǎn)線也將在年內(nèi)完成調(diào)試,。未來，該技術(shù)有望被推廣至金屬加工、火力發(fā)電等更多高溫工業(yè),，助力廣東實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),。
為陶瓷窯爐定制零碳“升級包”
氫電池已被廣泛應(yīng)用于交通、儲能等領(lǐng)域,，氫本身也是一種高效的燃料,。液氨的儲運(yùn)技術(shù)較為成熟，且運(yùn)輸成本較低,，既可以作為儲存氫的介質(zhì),，同時也是相對廉價的零碳燃料。
走氨氫融合,，或純氫,、純氨的零碳燃燒之路,，能滿足佛山陶瓷產(chǎn)業(yè)對綠色低碳發(fā)展的現(xiàn)實需求。
這是一條全循環(huán),、可再生的“零碳之路”——無論燃燒氫氣還是燃燒氨氣,，生成物都是氮氣,、水等清潔產(chǎn)物，沒有碳排放,。
實際上,，火力發(fā)電、金屬加工等高溫工業(yè),，都能受惠于零碳燃燒技術(shù),。作為省實驗室之一，佛山仙湖實驗室圍繞現(xiàn)實需求,，自2020年起開始集中攻關(guān)相關(guān)技術(shù),。
選中陶瓷產(chǎn)業(yè)作為第一個突破口，是因為其生產(chǎn)線相對簡單,，容易定制出零碳“升級包”,。
“陶瓷生產(chǎn)線最核心部分是窯爐的燃燒器，通俗地說就是燒制陶瓷的地方,?！毕珊萍?xì)浒毙履茉词聵I(yè)部總經(jīng)理龔聰文介紹，傳統(tǒng)陶瓷窯爐以天然氣或者水煤氣為燃料,，如果要混用氨氣或者完全用氨氣替代,，就需要重新設(shè)計燃燒器，“技術(shù)難點有很多,，既要實現(xiàn)可控的純氨點火,、穩(wěn)定的高溫燃燒火焰，還要降低氮氧化物和殘余氨排放?！?/span>
花了1年多時間研究,，技術(shù)團(tuán)隊取得突破，開發(fā)出一套可任意比例混用氨氣,、天然氣的燃燒器,。接下來，他們迫切需要一條中試生產(chǎn)線,，驗證新技術(shù)新裝備的可行性,。
龔聰文說，為了驗證新技術(shù)新裝備的可行性,，他們與陶瓷企業(yè)歐神諾陶瓷深度合作,，建成長30米、日產(chǎn)能10萬平方米的全球首條氨燃料陶瓷窯爐中試線,，促進(jìn)新技術(shù)真正落地轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力,。
除了改造燃燒器，這個“升級包”還有另外兩個部分——燃料供給系統(tǒng),，提供穩(wěn)定可靠的氨氣來源,；監(jiān)測和處理尾氣的系統(tǒng)，實現(xiàn)超低氮氧化物排放和高溫高濕環(huán)境下的高精度煙氣在線監(jiān)測,。
改造完成后,，這條中試線可以使用任意比例的氨氣、天然氣混合氣體作為燃料,。如果以100%氨氣作為燃料,，就能把二氧化碳排放量減少到零，使其真正成為一座“零碳窯爐”,。
在佛山仙湖實驗室,、歐神諾陶瓷、德力泰科技,、廣東安清科技四方共同努力推動下,，這里成功燒出全球首片質(zhì)量合格的“零碳瓷磚”。經(jīng)第三方環(huán)評機(jī)構(gòu)現(xiàn)場測試,，窯爐尾氣排放完全符合國家標(biāo)準(zhǔn),。該成果入選“全球建材十大科技新聞”。
第一片“零碳瓷磚”燒制成功后,，技術(shù)團(tuán)隊沒有停步,，而是根據(jù)生產(chǎn)實際，探索燒制出不同規(guī)格,、顏色,、表面材質(zhì)的瓷磚,，滿足不同的市場需求。
推動高溫工業(yè)走上“綠色轉(zhuǎn)型路”
從2017年到2020年,，廣東陶瓷行業(yè)有221條生產(chǎn)線（年產(chǎn)能7.18億平方米）退出,，陶瓷工業(yè)總產(chǎn)值減少350億元，超3萬人因此轉(zhuǎn)行,。僅在佛山,，那3年就有67條生產(chǎn)線退出。
如今,，佛山仙湖實驗室希望通過推廣零碳燃燒技術(shù),，提高陶瓷行業(yè)的綠色產(chǎn)能，形成集群效應(yīng),，把企業(yè)重新招引進(jìn)來,。
佛山仙湖實驗室戰(zhàn)略科學(xué)家程一兵說：“陶瓷行業(yè)接下來面臨的是‘雙碳’技術(shù)的洗牌?！?/span>
如何實現(xiàn)節(jié)能降碳,、推進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型，成為眾多陶瓷企業(yè)共同關(guān)心的問題,。佛山德力泰、歐神諾陶瓷,、蒙娜麗莎集團(tuán)等頭部陶瓷企業(yè)先后與佛山仙湖實驗室接觸商談,，由該實驗室牽頭成立“零碳燃燒技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)中心”，由企業(yè)出資,，開發(fā)零碳燃燒產(chǎn)業(yè)化技術(shù),。
實驗室里的新技術(shù)，在中試平臺上變成看得見,、摸得著,、可規(guī)模化生產(chǎn)的產(chǎn)品,，讓企業(yè)吃下“定心丸”,。蒙娜麗莎集團(tuán)下定決心，投入一條量產(chǎn)線進(jìn)行改造,。
程一兵表示,，年內(nèi)完成調(diào)試、正式點火后,，這將成為全世界第一條零碳生產(chǎn)陶瓷的量產(chǎn)線,，長150米，設(shè)計年產(chǎn)能達(dá)120萬平方米,。
龔聰文算了一筆“雙碳”賬：只要生產(chǎn)線混入氨氣替代天然氣,，就相當(dāng)于實現(xiàn)局部的“碳達(dá)峰”,，單條線的碳排放不會再增加；隨著零碳燃燒技術(shù)逐步復(fù)制到更多生產(chǎn)線,，每條線混入氨氣的比例逐步增加,，減排效果倍增，陶瓷產(chǎn)業(yè)逐步走向“碳中和”,，產(chǎn)業(yè)也就有了更多發(fā)展空間,。
用的人越多，能源單價越低——
隨著陶瓷產(chǎn)業(yè)對綠色氫氨能源的需求增加,，綠色氫氨的制備,、儲運(yùn)等技術(shù)繼續(xù)成熟，其作為燃料的單價有望進(jìn)一步下降,，加上碳排放權(quán)等的限制,，天然氣的價格優(yōu)勢將逐步消弭。
能源單價越低,，用的人也就越多——
有了更經(jīng)濟(jì)的綠色氫氨能源,，水泥窯爐、玻璃窯爐,、冶金工業(yè),、火力發(fā)電等場景都有望跟上“零碳”步伐。
陶瓷產(chǎn)業(yè)是仙湖實驗室推進(jìn)氨氫融合,、綠色轉(zhuǎn)型的第一步,。作為佛山的另一大支柱產(chǎn)業(yè)，鋁型材加工產(chǎn)業(yè)同樣需要用到高溫燃燒,。但與陶瓷產(chǎn)業(yè)相比,，鋁型材加工產(chǎn)業(yè)用到的加熱爐種類更多，因而研發(fā)適配起來需要更多時間,。
龔聰文透露,，佛山仙湖實驗室今年已購置了陶瓷、金屬加工,、發(fā)電三大高溫工業(yè)領(lǐng)域10余臺常用的加熱爐,。
“從陶瓷產(chǎn)業(yè)突破，把氨氫融合的產(chǎn)業(yè)化道路走通,，讓包括鋁型材加工產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的傳統(tǒng)高溫工業(yè)在新質(zhì)生產(chǎn)力加持下完成轉(zhuǎn)型升級,。未來，佛山的‘雙碳’目標(biāo)一定會完成得很好,?！饼徛斘恼f。
南方+記者 鐘哲
