作为建材行业中的另外两大行业,平板玻璃和陶瓷虽然在碳排放总量上远不及水泥生产,但作为高耗能和产能过剩的行业,控制他们在生产过程中的温室气体排放也很有必要。本篇文章,将与大家一起探讨平板玻璃和陶瓷行业的碳减排计划。
平板玻璃行业减排计划
碳排放现状 我国平板玻璃行业,在2021年产能首次突破10.2亿重量箱后,受到市场需求放缓,企业去库存的影响,产量开始下降;到2023年,平板玻璃全年产量下降至9.6亿重量箱。按照单位万重量箱平板玻璃碳排放量360吨计算,2023年平板玻璃产生的碳排放为3456万吨,相较前一年下降约3.9%。
减排政策 近年来,国家政策一直在推动平板玻璃行业进行节能减排。2023年,平板玻璃被纳入全国碳市场,是建材行业覆盖的唯二子行业(另一个子行业就是水泥行业)。2023年12月,工业信息化部发布了《绿色建材产业高质量发展实施方案》,里面主要内容就提到了推动建材产品升级,加快水泥、平板玻璃等基础原材料的低碳化、制品化发展,墙体材料、保温材料等建材制品的复合化、轻型化发展;根据绿色建材产业发展情况,制修订绿色建材评价标准,适时评估绿色建材相关标准实施情况加强水泥、平板玻璃、防水材料、节能门窗等产品强制性标准宣贯等。▲来源:观研天下整理
技术减排 目前,我国平板玻璃生产过程产生的碳排放来源主要分为直接排放和间接排放,直接排放有燃料燃烧和碳酸盐分解两个部分的排放;间接排放有购入电力和热力使用的排放。平板玻璃生产产生的能耗较高,整个生产环节中,玻璃熔窑能耗占了整个厂总能耗的95%,绝大部分的碳排放也来自于此。采用先进技术手段对窑炉整体结构、材料进行优化,综合技术措施效率最大化。
采用0#氧枪、富氧或全氧燃烧技术。通过富氧代替部分或全部空气助燃风,提高火焰燃烧温度,增加火焰 辐射效率,加强配合料的预熔、减少烟气生成量,减少烟气带走热量。
采用电助熔技术,利用高效率 的电能代替部分火焰加热,同时可减少烟气生成量,减少烟气带走热量。
采用多级池底台阶结构,配 合卡脖水包控制进入成型和回流的玻璃液量,减少玻璃重复加热。
- 采用单排或多排鼓泡,加强玻璃液 的强制对流,提高玻璃液吸热效率。
2、优化熔窑、锡槽,退火窑及公用工程的工艺控制,提高全厂工艺用能效率:
熔窑燃烧系统采用精确控制、小炉燃料量智能化分配、助燃风-燃料量交叉限幅优化 控制,实现自动比例调节。设置在线氧量仪,优化燃料消耗,降低能耗。
采用先进的喷枪系统,提高 火焰燃烧效率。
窑炉控制系统能保持窑炉温度、压力、液面、泡界线等稳定在最优工况。
风机、 水泵类负载采用变频控制,并采取节能自动控制措施。
增加燃料热值分析装置,监控燃料的品质稳定, 提高熔窑燃烧控制的准确性。
增加在线测氢装置,监测锡槽内部微量氧,精确控制保护气比例。
退火窑冷却风余热利用,可引至熔窑助燃风提高燃烧效率或用于生产蒸汽及厂区内采暖。
- 利用余热蒸 汽直接拖动氮站的原料空气压缩机或代替其它电动机,提高整体效率及减少用电量。预期效果:通过优化全厂工艺控制,预期可节能约3%,减少CO2排放0.6kg/重量箱玻璃。
陶瓷行业减排计划
碳排放现状 我国陶瓷行业分为建筑陶瓷和卫生陶瓷,2021年建筑卫生陶瓷二氧化碳排放量为1.4亿~2亿吨,是近三年来的最高值,约占我国碳排放总量的1.5%~2%。其中建筑陶瓷碳排放量约占全行业96%,卫生陶瓷碳排放量约占全行业4%。受产能过剩和市场需求的影响,我国陶瓷行业产量17年达到高值以后,年产量开始持续下降,2023年陶瓷砖产量为67.4亿平方米、卫生陶瓷产量为1.86亿件。
减排政策 陶瓷行业的减排重点,其实也是在能效的提高上。根据发布的《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》,提出到2025年,建筑、卫生陶瓷行业能效标杆水平以上的产能比例均达到30%,能效基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅增强。▲《工业重点领域能效标杆水平和基准水平(2023年版)》
技术减排 目前,我国陶瓷生产过程产生的碳排放来源主要分为直接排放和间接排放,直接排放有燃料燃烧(以煤、天然气为主)和碳酸盐分解两个部分的排放;间接排放有购入电力和热力使用的排放。1、新型双层节能窑炉技术:使用双层双温窑炉取代单层窑,产量大,兼顾上下层同时生产不同厚度、不同规格的高品质产品;预期效果:日产量可达2万m2/天,节省能耗30%,碳排放量每年可减少约5000多吨,综合能耗降低0.02~0.03 kgce/m2。2、窑炉余热利用技术:通过开发内置式自循环干燥技术和接力回收窑炉冷却余热系统,实现余热高效回收和循环利用,提高热利用效率;优化多层干燥窑和宽体辊道窑的耐火保温结构,集成创新窑砌体和密封结构,提高保温效果,降低窑炉散热;预期效果:实现窑炉冷却余热和内部热气的高效回收、快速均化、自动控温及循环利用,提高热量的利用效率;预计综合能耗降低 0.30~0.40 kgce/m2。3、建筑陶瓷产品薄型技术:采用优化原料配方体系、坯体增强、增韧技术以及增大成型压力、调整烧成制度等方式,降低建筑陶瓷砖的坯体厚度;预期效果:陶瓷砖由目前普遍生产厚度降低20%(从10mm降到 8mm),则每年至少节约能源500万吨标准煤,少用原料2000万吨以上,减少CO2排放量约1300万吨,同时综合能耗降低0.05~0.10 kgce/m2。
结语
平板玻璃和陶瓷制品如今依然是不可或缺的工业必需品,提高能效和减少碳排放是两个行业面临的共同问题。为实现“双碳”目标,相信两个行业在未来也会被纳入全国碳市场当中,有关企业应该尽早投入到减排降碳的进程当中去,以免被市场淘汰。