不能燒煤，天然氣不夠用；陶瓷行業(yè)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：7032

8月以來，福建南安、晉江由于上游氣源短供，相繼發(fā)布“限氣”通知，當?shù)囟嗉姨掌竺媾R生產線停產。卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù)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(xiàn)出“淡季不淡，旺季更旺”態(tài)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(zhàn)略目標的推動下，全國“煤改氣”范圍及進程將持續(xù)擴大，天然氣使用企業(yè)數(shù)量也將進一步上升，目前廣西、山西等地給出了陶瓷行業(yè)“煤改氣”期限。對此，有陶瓷人對天然氣供氣不足，價格不穩(wěn)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(yè)還能燒什么？”另外，除了調整窯爐的能源結構，陶瓷行業(yè)要在4年內實現(xiàn)“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(yè)內普遍認為，“碳達峰、碳中和”和“煤改氣”一樣，是關乎陶瓷行業(yè)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(yè)如果沒辦法交出好的答卷，就只能面臨淘汰。

實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”戰(zhàn)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(yè)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(jù)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(wèi)生陶瓷協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，建陶企業(yè)天然氣使用率由不足15%提高到約55%。據(jù)了解，目前，廣東、福建、山東、四川、遼寧等產區(qū)，大部分企業(yè)已經(jīng)完成清潔能源改造。在“碳達峰”和“碳中和”戰(zhàn)略目標的推動下，各大產區(qū)窯爐綜合整治持續(xù)推進。5月26日，廣東省生態(tài)環(huán)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(qū)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(yè)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(yè)爐窯清潔能源替代。

而對于陶瓷行業(yè)的天然氣使用，中國建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會有關人士認為，建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)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(yè)能源技術的發(fā)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(fā)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(qū)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(fā)電等可再生能源的大量的建設，(燒電)還是很有機會的，在經(jīng)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(jù)佛山市科達機電有限公司總經(jīng)理陳水福透露，目前科達已經(jīng)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(lián)產”，即將電與氣相結合應用于窯爐中，是實現(xiàn)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(xié)會專家委員會副主任、高級工程師黃惠寧認為，熱電聯(lián)產對陶瓷廠減少碳排放是立竿見影的，“期待行業(yè)里面能夠出現(xiàn)氣和電相結合燒成窯爐。”

對于能源的替代，業(yè)內認為，陶瓷行業(yè)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(yōu)化窯爐的結構設計、采用創(chuàng)新燃燒技術、對窯爐進行節(jié)能減碳監(jiān)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(yōu)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(yè)內人士認為可以從窯爐的結構出發(fā)。曾令可舉例表示，某企業(yè)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(jié)能可達15%。

智能管控云系統(tǒng)

“企業(yè)智能管控云系統(tǒng)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(jiān)李萍表示，對于節(jié)能減碳，“窯爐是節(jié)能減排環(huán)節(jié)當中重要的一環(huán)，我們首先要全面掌握窯爐的大數(shù)據(jù)。”據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)，并實時反映生產能耗數(shù)據(jù)，為深度挖掘數(shù)據(jù)潛力、促進節(jié)能減排創(chuàng)造了可能。

富氧燃燒技術(二氧化碳回收)

據(jù)陳水福透露，去年，科達聯(lián)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(huán)節(jié)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(xiàn)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(jīng)具備技術可行性與經(jīng)濟性。”

數(shù)據(jù)顯示，氧濃度每增加1%，煙氣量下降3~5%。按行業(yè)應用經(jīng)驗，23%氧可節(jié)能10~25%，用25%氧可節(jié)能20~40%，用27%氧可節(jié)能30~50%，一般氧濃度30%以下為宜。此外，曾令可表示，陶瓷企業(yè)還可以通過加強余熱回收利用；采用高速燒嘴、高效節(jié)能環(huán)保型蓄熱式燒嘴節(jié)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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