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“双碳”目标下的佛山建陶转型之路


发布时间: 2021-09-13

  经过近十年的转型探索,占全国产量十分之一的佛山陶瓷走在了全国陶瓷行业的前列,逐步建成绿色生产的领先优势,拥有7个“国家级”绿色工厂。如今,面临“双碳”目标这一“大考”,佛山陶瓷行业将如何迎接挑战?双重挑战之下,这一行业又将何去何从?南都记者走访发现,多家佛山陶企已开始陶瓷窑炉技术的创新,同时,以数字化智能化系统化的管理实现生产节能减排。

  2021年1月17日,中国建筑材料联合会发布了《推进建筑材料行业碳达峰、碳中和行动倡议书》,提出我国建筑材料行业要在2025年前全面实现碳达峰,这比总体目标的实现还要提早了五年。

  “陶瓷行业是用能大户,如何在未来的发展中跟上国家发展战略的步伐,如何在实际工作中体现行业担当,这是当前面临且需迫切解决的问题。”中国科技进步奖评审专家黄芯红给出的“方法论”是:在思想上确立绿色可持续发展理念,在科技创新、转型升级上形成合力;落实节能减排、优化能源结构具体措施到日常生产经营活动中。

  具体到佛山,众所周知,佛山是全国最大的建筑陶瓷生产基地之一,2020年的数据显示,佛山陶瓷产业规模以上工业企业223家,生产线万人。但其实,这是佛山自2016年以来陶瓷工业总产值达到高峰后的第四年负增长。“煤改气”后陶瓷企业生产成本上涨,导致部分企业生产线关闭或停产。

  实际上,佛山的环保监管严、行动早,2008年就在全国率先打响了陶瓷产业环保整治攻坚战,通过技术改造实现低能耗低污染;而后又通过厂区外迁实现佛山本土的低能耗低污染。但是在国家的整体战略选择下,这一转型并非高能耗高污染厂区转移到非市区的“腾笼换鸟”,而是面临着从根本上向低碳生产转型升级的挑战。

  过去十多年,因环保问题而转移、关停的佛山陶企超700家,生产线余条。今年以来,多地陶瓷产区出台了更加严格的政策,监管力度进一步提高。“各地都因环保问题转移、关停,仅仅是把污染、成本转移是非常难的。”蒙娜丽莎集团副总裁刘一军说。

  如今,距离碳达峰窗口期不到十年,作为我国能源消耗和二氧化碳排放的重要领域之一,陶瓷的达峰对于实现碳达峰目标意义重大。

  窑炉直接影响到建筑陶瓷行业的碳排放量。而在生产环节中,窑炉是最为关键且耗能最大的设备,耗能占比达到60%~80%。可以说,窑炉是陶瓷企业节能减碳的根本。

  在业界专家看来,节能减排是一个递进的关系,如果陶瓷企业能够接受并大力推广天然气,解决碳燃烧的问题,“双碳”的路径更能行稳致远。

  佛山作为陶瓷行业的领头羊,去年年底,全部陶瓷企业已经顺利完成“煤改气”目标。据统计,2020年底全国陶瓷企业天然气使用率达53%,据中国建筑卫生陶瓷协会预测,到2021年底全国陶瓷企业的天然气使用率可达到60%以上。

  就目前的发展角度,建陶使用什么能源才能更长远?电能和氢能或是下一步考虑的重点。首先,光伏发电、风电、水电等电力由非化石能源产生,在生产过程当中没有碳的代入;另外一个是氢能,氢能燃烧排放物为水,基本可以实现零排放。

  对此,中国硅酸盐学会陶瓷分会窑炉与热工设备专业委员会主任曾令可曾总结出陶瓷窑炉技术的创新,主要体现在窑炉的宽体化、窑炉结构优化、余热回收技术、创新燃烧技术、智能云控节能减碳五大方面上。其中,前四者均为在窑炉生产过程的技术革新,而智能云控则涉及到更深一层的数字化管理领域。以往陶瓷企业专注能源管理,已经建立了一般粉尘、二氧化硫的排放标准,现在通过数字管理能耗和排放,在应用端及市场端也可形成一个良好的导向。

  例如,新明珠陶瓷集团研究推出的智能管控云系统,为烧成窑、干燥窑等设备建立了用电、用气、废气排放实时监测系统,并实时反映生产能耗数据。其智能制造与能源总监李萍表示,能够拿到窑炉更全面的数据才能做更深入的挖掘。“尽量多采用新能源,把高新技术产品放在更重要的位置。”

  以陶瓷窑炉技术创新助力节能减碳是重中之重,可以看到,在窑炉的“两端”除了不断加速对清洁能源的应用,另一端碳回收和利用也为建陶行业打开了更广阔的未来。

  “我们的陶瓷窑炉消耗燃料,要减少碳排放,探索把二氧化碳尽量回收是一个有效途径。”新明珠前不久申请了专利的窑炉再循环系统图,针对天然气陶瓷窑炉进一步提出减少天然气产生粉尘、硫化物和氮氧化物,同时能将二氧化碳回收利用,并使烟气温度降到大气温度净零排放系统的温度,可以最大限度减少二氧化碳向大气的排放又能节省能源和消耗,节省运行成本和资源的浪费。

  李萍表示,使用天然气的窑炉提供了再循环条件,可以实现利用富氧燃烧技术回收原本排放至大气中的二氧化碳。“二氧化碳也是可以作为一种化工原料在其他的地方利用。”

  知名陶机供应商——佛山市科达机电有限公司已经展开布局。其正在研究的核心技术,就是以天然气作为热源,采用“富氧燃烧”等技术,窑炉排放的二氧化碳浓度有望提高到90%,达到回收利用的经济性要求。

  “前端节能减排、减碳,把总量控制下来,在排放的时候自己也要能‘消化’。减碳及碳回收都可成为窑炉公司的业务,可以通过对现有窑炉的改造和新窑炉的建设,把减碳和碳回收变成窑炉公司的业务。”广东陶瓷协会专家委员会副主任黄惠宁呼吁窑炉公司要加快对碳回收的相关研究,“未来的转型方向就是把企业生产的碳回收起来,这是非常大的市场前景。这是陶瓷行业的未来。”

  在改善陶瓷行业高碳排放的过程中,佛山陶瓷一直在积累经验,主动出击。此前的高要求环保监管,佛山陶企就通过绿色制造提高生产效能使内生动力持续增强,也促进了佛山陶瓷产业在全国率先建立起绿色生产的领先优势。在众多陶瓷品牌中,佛山的蒙娜丽莎、新明珠、科达、宏宇、欧神诺、金牌、新润成已在行动中脱颖而出,被评为国家级“绿色工厂”。

  在佛山陶瓷协会副秘书长潘勇文看来,陶瓷行业对于低碳是具有较高敏感性的。“如果排放不达标,是会被政府关停的,所以佛山很多陶企很早就具备低碳发展的意识。”

  坚持绿色低碳发展理念的蒙娜丽莎,多次荣获“低碳榜样企业”称号。除了佛山基地外,其江西基地也正全面着手天然气改造规划,并力图让所有的基地都尽可能实施清洁燃料。蒙娜丽莎通过布局生产端、产品端、应用端等方面创新技术,研发适用产品与应用渠道,在市场端推广节能低碳产品,促进培育低碳消费理念。

  东鹏集团在丰城的基地工厂,总投资15亿元,占地1400亩。通过绿色用电、数字化智能制造、系统化减排、回收利用四大举措,集齐碳中和“四大金刚”为生产节能减排保驾护航。光伏发电每年为其节省超3700吨标煤,100%的废渣回收利用可有效实现40%的节能降耗率,获颁不少认证绿色低碳证书。

  种种探索与成效,都是佛山陶瓷行业积极应对变局的缩影。潘勇文认为,碳排放也是体系工程,整个陶瓷生产工艺从开始到结束是一个系统,需要有具体的核算、数据支撑。

  “我们出台每一项政策,都是在促进市场发展前提下进行的,企业也要有生存与发展的空间。”潘勇文表示,整个行业对于达到“双碳”的目标是一致的,当下还需有明确性的政策指引与分析论证,共同助力按时实现“双碳”使命。

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