不能燒煤，天然氣不夠用；陶瓷行業接下來應該燒什么？

時間：2021-08-21 09:07:55 類型：全屋定制瀏覽量：6958

8月以來，福建南安、晉江由于上游氣源短供，相繼發布“限氣”通知，當地多家陶企面臨生產線停產。卓創資訊數據顯示，8月19日，液化天然氣(LNG)標桿價已突破5770元/噸，天然氣價格呈現出“淡季不淡，旺季更旺”態勢。連月來，天然氣價格上漲已波及廣東、江西、山東等地陶企。

在“雙碳”戰略目標的推動下，全國“煤改氣”范圍及進程將持續擴大，天然氣使用企業數量也將進一步上升，目前廣西、山西等地給出了陶瓷行業“煤改氣”期限。對此，有陶瓷人對天然氣供氣不足，價格不穩定，斷氣限氣等系列問題存在擔憂。“不能用煤，又燒不起天然氣，陶瓷行業還能燒什么？”另外，除了調整窯爐的能源結構，陶瓷行業要在4年內實現“碳達峰”，出路在哪？

“雙碳”推動窯爐能源替代

“煤改氣”是過渡措施

目前，業內普遍認為，“碳達峰、碳中和”和“煤改氣”一樣，是關乎陶瓷行業生存的又一重大共同命題。“煤改氣”相當于期中考試，“碳達峰、碳中和”則相當于期末考試，企業如果沒辦法交出好的答卷，就只能面臨淘汰。

實現“碳達峰”和“碳中和”戰略目標，窯爐的清潔能源替代首當其沖。“天然氣的單位熱值含碳量是15.3(噸碳/太焦)，碳氧化率為99%；煤轉氣的含碳量為27.8(噸碳/太焦)，碳氧化率為94%。使用天然氣燃燒時產生的二氧化碳排放可以大大減少。”中國硅酸鹽學會陶瓷分會窯爐熱工專業委員會主任、華南理工大學材料學院教授曾令可如是說道。

另據蒙娜麗莎集團副總裁劉一軍測算，采用天然氣替代水煤氣燃燒，可減少60%以上二氧化碳排放。他表示，為應對“碳達峰”，蒙娜麗莎在西樵、清遠、廣西三大生產基地已全面采用天然氣，江西生產基地也正在全面著手天然氣改造。

中國建筑衛生陶瓷協會數據顯示，截至2020年，建陶企業天然氣使用率由不足15%提高到約55%。據了解，目前，廣東、福建、山東、四川、遼寧等產區，大部分企業已經完成清潔能源改造。在“碳達峰”和“碳中和”戰略目標的推動下，各大產區窯爐綜合整治持續推進。5月26日，廣東省生態環境廳提出，在用建筑陶瓷生產線今年7月1日前將全部使用天然氣。6月2日，廣西明確指出，廣西產區內陶瓷生產線要在2025年底完成“煤改氣”改造，否則淘汰。8月，山西朔州15家陶企因未完成“煤改氣”工作被點名，朔州指出，若果完不成改造企業就得停產整治。近期，河南也出臺相關方案，強化清潔燃料替代，推進以煤為燃料鍋爐和工業爐窯清潔能源替代。

而對于陶瓷行業的天然氣使用，中國建筑衛生陶瓷協會有關人士認為，建筑衛生陶瓷行業占全國GDP的1%，卻要消耗全國30%的天然氣資源，這顯然不符合國情，也說明天然氣是碳中和的過渡能源，煤改氣是過渡措施。未來，承接可再生能源的電力將替代煤炭和天然氣，成為碳中和目標的“能源主力軍”，而電燒窯爐將是行業能源技術的發展新方向。

建陶窯爐離燒電、燒氫還有多遠？

對于減少窯爐二氧化碳排放，在未來能源選擇方面，廣東中鵬熱能科技有限公司董事長萬鵬也認為：“目前來看，比較可行的一個是電能，一個是氫能。其中，電是指非化石能源產生的電，比方說光伏發電、風電、水電、核電這些。”

對于電能，萬鵬分析表示，1m3天然氣產生的熱能大概相當于10度電產生的熱能。若按照目前8毛錢1度電，3元1m3天然氣進行計算，使用電能的價格比使用天然氣的價格多了將近3倍。“目前絕大部分地區的電價還是比較貴，如果電價到了3毛錢(1度電)，價格上和天然氣就持平了，加上光伏發電等可再生能源的大量的建設，(燒電)還是很有機會的，在經濟上是未來可期的。”

對于氫氣，萬鵬認為氫氣如果作為一種輔助材料，具有很大的應用價值。但如果作為主要能源應用于陶瓷窯爐里面還存在很多的問題。首先，氫氣保存和運輸非常困難，需要借助高壓運輸，價格相對昂貴。其次，“氫氣燃燒過程會產生水，把水蒸氣直接作為燃料放在窯爐里面還是會比較擔心的，煙氣可能會泄漏。”此外，氫氣的爆炸極限很寬，大概是4%-75.6%，風險大。氫氣燃燒速度快，是天然氣燃燒速度的10倍，這樣高的速度也容易產生回火。“氫氣大的問題是燃燒溫度不高，在空氣中的燃燒溫度是1430度，實際上對我們做瓷磚來講是有點勉強。”萬鵬說道。陶城君了解到，目前幾大窯爐公司也開始將電能、氫能等非化石燃料作為窯爐能源替代的研究方向。據佛山市科達機電有限公司總經理陳水福透露，目前科達已經在做關于氫氣和其他燃料混合的實驗和推廣。他表示，相比煤炭，“天然氣雖然可以減少百分之六七十的二氧化碳排放，但總量還是在那里，(降低碳排放的)主要突破口是電還有氫氣。”有人提出“熱電聯產”，即將電與氣相結合應用于窯爐中，是實現碳達峰目標的一個很好的方向。曾令可表示：“采用氣、電混合，利用燃氣的對流傳熱提高氣、電混合窯爐燒成溫度的均勻性提高產質量。”廣東陶瓷協會專家委員會副主任、高級工程師黃惠寧認為，熱電聯產對陶瓷廠減少碳排放是立竿見影的，“期待行業里面能夠出現氣和電相結合燒成窯爐。”

對于能源的替代，業內認為，陶瓷行業在短期內還是會以天然氣燃燒為主，電能、氫能等其他非化石能源的替代是一個相對漫長的過程。

碳達峰推動窯爐技術改造

除了改變窯爐燃燒的能源結構，優化窯爐的結構設計、采用創新燃燒技術、對窯爐進行節能減碳監控、回收余熱、尾氣等方法，同樣能有效減少二氧化碳的排放。

窯爐結構優化

窯爐如何改造才能有效起到減少二氧化碳排放的作用？多名業內人士認為可以從窯爐的結構出發。曾令可舉例表示，某企業把2條140米長、2.4米內寬的輥道窯，改建為1條250米長、3.1米內寬的輥道窯，改造后單位產品能耗從169.23千克標準煤/噸降低至132.36千克標準煤/噸，折算每年共減少二氧化碳排放量15057.99噸。

另外，以新明珠為例引進的雙層窯爐為例，該窯爐在設計上，上下層可同時生產12mm厚巖板產品，日產量2萬㎡/天，估算每天可減少二氧化碳14.64噸，每年可減少二氧化碳約5000多噸，綜合節能可達15%。

智能管控云系統

“企業智能管控云系統就是以能源和物料為主線，貫穿整個陶瓷生產線，通過無線遠程通訊技術，與生產中所有重點能耗設備信息互通。”曾令可介紹道。

新明珠陶瓷集團智能制造與能源總監李萍表示，對于節能減碳，“窯爐是節能減排環節當中重要的一環，我們首先要全面掌握窯爐的大數據。”據介紹，新明珠為燒成窯、干燥窯等設備建立了用電、用氣、廢氣排放實時監測系統，并實時反映生產能耗數據，為深度挖掘數據潛力、促進節能減排創造了可能。

富氧燃燒技術(二氧化碳回收)

據陳水福透露，去年，科達聯合相關公司對窯爐排放的二氧化碳進行回收再利用進行了實驗。“在窯爐燒成這一環節里面，我們通過對燃燒器等結構的改造，采用富氧燃燒的技術，能夠實現排煙的二氧化碳濃度在90%~92%。如果二氧化碳排放濃度在90%以上，可以回收做成干冰化。此方式已經具備技術可行性與經濟性。”

數據顯示，氧濃度每增加1%，煙氣量下降3~5%。按行業應用經驗，23%氧可節能10~25%，用25%氧可節能20~40%，用27%氧可節能30~50%，一般氧濃度30%以下為宜。此外，曾令可表示，陶瓷企業還可以通過加強余熱回收利用；采用高速燒嘴、高效節能環保型蓄熱式燒嘴節約燃料；以輥道窯爐取代隧道窯、隧道窯取代梳式窯；利用微波能和氣體燃燒混合加熱技術等系列方法，減少能源損耗，從而減低二氧化碳的排放。

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(文章來源：陶城報侵刪)

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