2024年9月26日，一個值得載入世界陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展史的時刻誕生了：全球首個零碳燃燒陶瓷量產(chǎn)線在佛山成功投產(chǎn),。
仙湖實驗室戰(zhàn)略科學家程一兵仍清楚記得,，2021年12月13日，他第一次向佛山市德力泰科技有限公司及佛山歐神諾陶瓷有限公司,，提出用氨氣在窯爐中零碳燒制陶瓷的建議后,，后兩者當場拍板決定要一起干一番大事業(yè)。
一場為綠色而戰(zhàn)的高溫工業(yè)科技攻堅戰(zhàn),，就此拉開序幕,。
從聯(lián)合德力泰和歐神諾建立零碳燃燒中試線，到燒制世界上第一塊零碳陶瓷瓷磚,，再到在蒙娜麗莎集團落地全球首條陶瓷工業(yè)氨氫零碳燃燒技術示范量產(chǎn)線……佛山一所實驗室攜手四家民營企業(yè),，用一個“追新逐綠”的實踐，打響了全球高溫工業(yè)真正意義上實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的“第一槍”,。
這一“槍”振聾發(fā)聵,，它證明了占據(jù)碳排放主要源頭的高溫工業(yè)和煤粉發(fā)電能夠實現(xiàn)零碳生產(chǎn)；這一“槍”意圖明顯，它表明了以佛山為代表的中國工業(yè)邁向綠色生產(chǎn)的決心與信心,；這一“槍”意義重大,，它將加速中國雙碳戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)，為緩解全球氣候變暖,、實現(xiàn)綠色發(fā)展提供“廣東方案”,。
一場迫在眉睫的綠色革命
零碳燃燒技術，是一項完全誕生于廣東佛山的技術,。
將時針撥回到2019年11月22日,，先進能源科學與技術廣東省實驗室佛山分中心、佛山仙湖實驗室掛牌成立,。2023年6月27日,，實驗室啟動國家能源氫能及氨氫融合新能源技術重點實驗室建設。就是在這個聚焦氫能與燃料電池技術和氨氫融合新能源技術兩大研發(fā)主線的科創(chuàng)平臺,，零碳燃燒技術誕生了,。
“我在澳大利亞一直從事陶瓷材料的研究?！背桃槐f,，當他2021年來到佛山仙湖實驗室后，看到龐大的陶瓷產(chǎn)業(yè)體量面臨著綠色低碳轉型之痛,，于是逐漸將研究興趣轉移到陶瓷制備的低碳和零碳制造技術,。
陶瓷是廣東的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，但同時也是解決碳排放要啃下的“硬骨頭”,。
蒙娜麗莎集團董事張旗康透露,，包含化石燃料本身折算的碳排放、全廠用電折算的碳排放等,，瓷磚碳排放量行業(yè)平均水平是17Kg/m2,，蒙娜麗莎目前能達到13.5Kg/m2。
蒙娜麗莎全球首創(chuàng)零碳燃燒陶瓷板
數(shù)據(jù)顯示,，2023全省規(guī)模以上企業(yè)陶瓷磚產(chǎn)量19.99億平方米,，這意味著每年廣東瓷磚產(chǎn)線的碳排放量問題已經(jīng)不容忽視。
一場綠色革命迫在眉睫,。
為什么先選擇氨氣,？程一兵介紹，氨氣燃點達到651攝氏度,，較氫氣更加安全,，且目前氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還有制氫成本、儲運安全等不少“未解難題”需要各方努力,。
不過，采用氨氣實現(xiàn)零碳燃燒，要解決的“麻煩事兒”也不少,，最重要的就是如何讓氨氣保持穩(wěn)定燃燒,，并減少氮氧化物的排放。
“氮氧化物本身也是溫室氣體,，如果不能解決它的低排放,，我們的技術就失去了生命力?！背桃槐f,，團隊從前期的燃燒器和燃燒技術出發(fā)，首先在實驗室驗證出相關參數(shù),，再聯(lián)合德力泰將實驗結果運用到了工業(yè)燃燒器的設計和制造中,。德力泰花了3個月共設計15款燃燒器，通過不斷試驗及仙湖團隊的數(shù)字模擬,，最終確定氨氣燃燒器的初步原型設計,。
隨后的關鍵還在于解決氨氣燃燒器產(chǎn)生的氮氧化物排放問題。德力泰技術總監(jiān)程希如回憶,，德力泰在仙湖專家院士的理論支撐和數(shù)字模擬情況下不斷的設計開發(fā),，團隊花了8個月的時間攻克排放問題，最終在改變目前天然氣等燃燒理論的基礎上,，采用大空間,、多級燃燒的思路和SNCR和SCR的脫硝手段，使的氮氧化物排放量遠低于國家標準,。
技術難題攻堅后,，如何運用到產(chǎn)業(yè)中去？
能成功是因為過程太困難
人們相信眼見為實,，企業(yè)家更是如此,。
程一兵深知這一點，從技術,、政策,、經(jīng)濟三方面，開始了他的“游說”,，希望能夠讓實驗室的技術成為企業(yè)家們?nèi)庋劭梢姷陌l(fā)展效益,，而佛山及南海的政府部門給他創(chuàng)造了許多這樣的機會。
“我們先是請廣東省陶瓷協(xié)會給我們組織了一個專家班子來評審,，他們給出了非常好的評價和報道,。”程一兵說,，專家團認為掌握這樣一項安全且具有顛覆性意義的技術,，要盡早開展中試和量產(chǎn)線的示范,。
于是，就有了開頭的一幕,。程一兵帶著技術團隊到德力泰拜訪,，同時在場的還有帝歐家居中央研究院院長鄭樹龍。他們在聽完程一兵的介紹后,，當即拍板啟動與仙湖實驗室的合作,。
“三方會談”不到半月，2021年12月27日,，國內(nèi)第一家“先進零碳燃燒技術聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)中心”在仙湖實驗室成立,。
后又經(jīng)過1年的努力，三方于2022年12月18日,，在帝歐家居旗下歐神諾中試線上成功出爐了世界第一塊零碳燃料燒制的陶瓷瓷磚,。
1年的時間對于很多人也許就是普通的365天，但對于一頭扎進零碳燃燒技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用的人來說,，還包含了無數(shù)個欲哭無淚,、在絕望中尋找解決方案的夜晚和清晨。
帝歐家居中央研究院博士后張緹,，是中試實驗的參與者和推動者,。她就曾深夜給上司、給程一兵打電話吐苦水,，但哭完后就繼續(xù)埋頭干,。
“剛開始做氨氣和天然氣混合的方案時，絕望之處就是知道我們的方案很好,、理念很好,，但是沒有設備來支撐它?！睆埦熣f,，她和程一兵通話經(jīng)常是晚上十一二點或者早上六點，“因為我們每個星期都要匯報,，必須要在匯報前把方案拿出來,。”
就是在這樣一個個深夜和清晨過后,，他們的方向越來越清晰,。
而每一次做實驗，歐神諾,、德力泰和仙湖實驗室組成的團隊,，都會緊緊守著窯爐?！爱敃r實驗室的幾個博士把車開到實驗室外面,，幾個人在車上睡了一夜,，就是為了一旦出現(xiàn)任何問題，第一時間有最懂技術的人在現(xiàn)場,?！睆埦熁貞浧鹉切┮黄鹌D苦奮斗的歲月,，臉上滿是笑容,，“這就是人們說的累并快樂著吧！”
2022年12月18日,，全球首片質(zhì)量合格,、煙氣排放達到國標的750×750mm規(guī)格“零碳燒制瓷磚”，在歐神諾零碳示范窯爐成功下線,。
2022年12月18日全球首塊零碳瓷磚出爐現(xiàn)場
鮮為人知的是,，這也是中試產(chǎn)線第一次真正意義上的零碳燒制瓷磚。張緹認為,，中試生產(chǎn)能夠一次成功的原因,，正是因為前面過程太困難了，團隊的預案早就做足了,。
全球首塊零碳氨燃料燒制的瓷磚
陶瓷生產(chǎn)邁入“零碳時代”
沒有人知道從中試走向量產(chǎn)要走多久,，但所有人都堅信這是一條必須走的路。
改革開放四十多年來,，中國經(jīng)濟實現(xiàn)飛速發(fā)展迅速,，尤其是作為制造業(yè)大國，我們對能源的需求非常巨大,。有數(shù)據(jù)顯示,，我國能源消耗量占全球能源消耗量的近1/4，這也使得我國成為了世界上最大的碳排放國,。
2020年9月22日,，習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上作出莊嚴承諾：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施,，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！?/span>
這是中國在全球應對氣候變化行動中的大國擔當,，是中國堅持生態(tài)文明建設和可持續(xù)發(fā)展的鄭重承諾，也成為堅持綠色發(fā)展的中國企業(yè)的奮斗目標,。
程一兵和張旗康都清楚地記得,，2022年2月14日的下午，在南海區(qū)區(qū)長王勇組織的科技論壇上,，雙方就氨氫零碳燃燒技術擦出的火花,。張旗康同樣是當場表態(tài),，愿意采用這個技術做示范生產(chǎn)。
2022年科技論壇現(xiàn)場
“不論是過去的環(huán)保治理,、能耗雙控,，還是當下和未來面臨的雙碳戰(zhàn)略目標，我們其實緊緊圍繞的就是綠色大做文章,?！睆埰炜嫡f，氨氫零碳燃燒的背后就是綠色,，是新質(zhì)生產(chǎn)力的底色,，也是蒙娜麗莎要走的路。
“我們也研究過燃燒氨氣的成本,，盡管比天然氣要高,，但它成本高也是有限的，大概是2倍到2.5倍,?！睆埰炜嫡f。
2023年4月21日,，仙湖實驗室,、蒙娜麗莎、歐神諾,、德力泰,、安清科技五方在蒙娜麗莎西樵總部開會，一致同意由五方合作,，在蒙娜麗莎118A量產(chǎn)線上實現(xiàn)零碳燃燒制備陶瓷板磚技術的產(chǎn)業(yè)化,。
在歐神諾開展中試實驗時，蒙娜麗莎集團曾派出幾十名管理技術人員組成的團隊去觀摩學習,。在燒制出產(chǎn)品的當日,，蒙娜麗莎的董事團隊也都去了現(xiàn)場。
“眼見為實,，證明它是可行的,，而且對產(chǎn)品不會有任何影響，所以我們才有這么大的決心和信心,?！睆埰炜嫡f。
不過從中試到量產(chǎn),，并不是簡單的放大,，而是一次升級版的研發(fā)，所以蒙娜麗莎業(yè)做好了各種預案,，成立了7個工作小組,，每個小組都按照分工,、朝著點火的目標推進。
在蒙娜麗莎集團建設量產(chǎn)線,，需要突破更多限制,。程一兵介紹，由于氨氣屬于有毒氣體,，可燃可爆,，也沒有運輸管道，因此只能把氨氣放到一個儲罐里面,，“儲罐還不能小,，因為我一周7天,、一天24小時不能?；鸬摹,！?/span>
蒙娜麗莎全球首創(chuàng)零碳燃燒陶瓷板
“目前國家還沒有明文規(guī)定能做氨氣儲罐,，但也沒說不能做，只是規(guī)定10噸以上的屬于重大危險源,，審批的手續(xù)就比較嚴格,。”程一兵說,。
這個時候,，佛山市區(qū)各級政府站出來了。
為了推動項目的進行,，在佛山市政府的支持下,，南海在政策空白處做出了突破，于今年6月發(fā)布了《南海區(qū)企業(yè)自用氨站建設辦理流程指引》,，允許企業(yè)在審批手續(xù)齊全的基礎上,，在工廠使用氨氣作為自用燃料。
這是推動項目進行的關鍵一步,，也彰顯了“氫能之都”的魄力,。
在9月26日的投產(chǎn)儀式上，南海區(qū)發(fā)布《佛山市南海區(qū)氨氫供應體系建設規(guī)劃方案》,，在國內(nèi)率先構建全面覆蓋“區(qū)-鎮(zhèn)-企”三級的氨氫供應網(wǎng)絡,，以確保氫能資源的穩(wěn)定供應和高效利用，將進一步解決氨氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展短板,， 確保能源安全和供給穩(wěn)定,。
其實，早在2023年9月,，佛山印發(fā)《佛山市碳達峰實施方案》并向社會主動公開,，其中就包括推動氫氨融合零碳燃燒技術在應用,，助力陶瓷、金屬加工等傳統(tǒng)建材產(chǎn)業(yè)減碳降碳,。
據(jù)了解,，蒙娜麗莎全球首條陶瓷工業(yè)氨氫零碳燃燒技術示范量產(chǎn)線長達150米，年產(chǎn)量將達到150萬平方米,。
蒙娜麗莎全球首創(chuàng)零碳燃燒陶瓷板吸引眾多市民參觀
這樣的技術,，若能運用到更多高溫工業(yè)領域，產(chǎn)生的影響將不可估量,。若將本技術推廣應用于廣東全省的電廠,、陶瓷、建材,、鋼鐵,、有色金屬、化工等高溫工業(yè),，按10%熱值摻氨燃燒,，可減少碳排放約2000萬噸/年；若純氨100%燃燒,，可減少碳排放約2億噸/年,，有效加快中國經(jīng)濟綠色轉型。
在廣東陶瓷協(xié)會副會長陳振廣看來,，佛山仙湖實驗室聯(lián)合企業(yè),，在地方政府的支持下，成功打造出全球首條陶瓷工業(yè)氨氫零碳燃燒技術示范量產(chǎn)線,，不僅能夠讓企業(yè)從高排放中解脫出來,，讓結余出來的碳資產(chǎn)創(chuàng)造更多價值，同時也能推動整個陶瓷行業(yè)的綠色發(fā)展,，“隨著越來越多企業(yè)運用這一技術,，成本也會逐步降下來?！?/span>
文字丨佛山市新聞傳媒中心記者倪玉潔,、李嘉雯
圖片丨佛山市新聞傳媒中心記者周春、受訪者供圖
視頻 | 佛山市新聞傳媒中心記者李青桃,、麥家慧,、黃錦成
