不能燒煤，天然氣不夠用；陶瓷行業(yè)接下來應(yīng)該燒什么？

時(shí)間：2021-08-21 09:07:55 類型：全屋定制瀏覽量：6614

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(dāng)?shù)囟嗉姨掌竺媾R生產(chǎn)線停產(chǎn)。卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù)顯示，8月19日，液化天然氣(LNG)標(biāo)桿價(jià)已突破5770元/噸，天然氣價(jià)格呈現(xiàn)出“淡季不淡，旺季更旺”態(tài)勢(shì)。連月來，天然氣價(jià)格上漲已波及廣東、江西、山東等地陶企。

在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的推動(dòng)下，全國“煤改氣”范圍及進(jìn)程將持續(xù)擴(kuò)大，天然氣使用企業(yè)數(shù)量也將進(jìn)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(duì)此，有陶瓷人對(duì)天然氣供氣不足，價(jià)格不穩(wěn)定，斷氣限氣等系列問題存在擔(dān)憂?！安荒苡妹?，又燒不起天然氣，陶瓷行業(yè)還能燒什么？”另外，除了調(diào)整窯爐的能源結(jié)構(gòu)，陶瓷行業(yè)要在4年內(nèi)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，出路在哪？

“雙碳”推動(dòng)窯爐能源替代

“煤改氣”是過渡措施

目前，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，“碳達(dá)峰、碳中和”和“煤改氣”一樣，是關(guān)乎陶瓷行業(yè)生存的又一重大共同命題?！懊焊臍狻毕喈?dāng)于期中考試，“碳達(dá)峰、碳中和”則相當(dāng)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(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)，窯爐的清潔能源替代首當(dāng)其沖?！疤烊粴獾膯挝粺嶂岛剂渴?5.3(噸碳/太焦)，碳氧化率為99%；煤轉(zhuǎn)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(shí)產(chǎn)生的二氧化碳排放可以大大減少。”中國硅酸鹽學(xué)會(huì)陶瓷分會(huì)窯爐熱工專業(yè)委員會(huì)主任、華南理工大學(xué)材料學(xué)院教授曾令可如是說道。

另據(jù)蒙娜麗莎集團(tuán)副總裁劉一軍測(cè)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(yīng)對(duì)“碳達(dá)峰”，蒙娜麗莎在西樵、清遠(yuǎn)、廣西三大生產(chǎn)基地已全面采用天然氣，江西生產(chǎn)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(huì)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(chǎn)區(qū)，大部分企業(yè)已經(jīng)完成清潔能源改造。在“碳達(dá)峰”和“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的推動(dòng)下，各大產(chǎn)區(qū)窯爐綜合整治持續(xù)推進(jìn)。5月26日，廣東省生態(tài)環(huán)境廳提出，在用建筑陶瓷生產(chǎn)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(chǎn)區(qū)內(nèi)陶瓷生產(chǎn)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(diǎn)名，朔州指出，若果完不成改造企業(yè)就得停產(chǎn)整治。近期，河南也出臺(tái)相關(guān)方案，強(qiáng)化清潔燃料替代，推進(jìn)以煤為燃料鍋爐和工業(yè)爐窯清潔能源替代。

而對(duì)于陶瓷行業(yè)的天然氣使用，中國建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會(huì)有關(guān)人士認(rèn)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(biāo)的“能源主力軍”，而電燒窯爐將是行業(yè)能源技術(shù)的發(fā)展新方向。

建陶窯爐離燒電、燒氫還有多遠(yuǎn)？

對(duì)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(rèn)為：“目前來看，比較可行的一個(gè)是電能，一個(gè)是氫能。其中，電是指非化石能源產(chǎn)生的電，比方說光伏發(fā)電、風(fēng)電、水電、核電這些?！?/span>

對(duì)于電能，萬鵬分析表示，1m3天然氣產(chǎn)生的熱能大概相當(dāng)于10度電產(chǎn)生的熱能。若按照目前8毛錢1度電，3元1m3天然氣進(jìn)行計(jì)算，使用電能的價(jià)格比使用天然氣的價(jià)格多了將近3倍?！澳壳敖^大部分地區(qū)的電價(jià)還是比較貴，如果電價(jià)到了3毛錢(1度電)，價(jià)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(shè)，(燒電)還是很有機(jī)會(huì)的，在經(jīng)濟(jì)上是未來可期的。”

對(duì)于氫氣，萬鵬認(rèn)為氫氣如果作為一種輔助材料，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。但如果作為主要能源應(yīng)用于陶瓷窯爐里面還存在很多的問題。首先，氫氣保存和運(yùn)輸非常困難，需要借助高壓運(yùn)輸，價(jià)格相對(duì)昂貴。其次，“氫氣燃燒過程會(huì)產(chǎn)生水，把水蒸氣直接作為燃料放在窯爐里面還是會(huì)比較擔(dān)心的，煙氣可能會(huì)泄漏?！贝送?，氫氣的爆炸極限很寬，大概是4%-75.6%，風(fēng)險(xiǎn)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(chǎn)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(shí)際上對(duì)我們做瓷磚來講是有點(diǎn)勉強(qiáng)?！比f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(dá)機(jī)電有限公司總經(jīng)理陳水福透露，目前科達(dá)已經(jīng)在做關(guān)于氫氣和其他燃料混合的實(shí)驗(yàn)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(chǎn)”，即將電與氣相結(jié)合應(yīng)用于窯爐中，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的一個(gè)很好的方向。曾令可表示：“采用氣、電混合，利用燃?xì)獾膶?duì)流傳熱提高氣、電混合窯爐燒成溫度的均勻性提高產(chǎn)質(zhì)量?！睆V東陶瓷協(xié)會(huì)專家委員會(huì)副主任、高級(jí)工程師黃惠寧認(rèn)為，熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)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(jié)合燒成窯爐。”

對(duì)于能源的替代，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，陶瓷行業(yè)在短期內(nèi)還是會(huì)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(gè)相對(duì)漫長的過程。

碳達(dá)峰推動(dòng)窯爐技術(shù)改造

除了改變窯爐燃燒的能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)化窯爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、采用創(chuàng)新燃燒技術(shù)、對(duì)窯爐進(jìn)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(jié)構(gòu)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(nèi)人士認(rèn)為可以從窯爐的結(jié)構(gòu)出發(fā)。曾令可舉例表示，某企業(yè)把2條140米長、2.4米內(nèi)寬的輥道窯，改建為1條250米長、3.1米內(nèi)寬的輥道窯，改造后單位產(chǎn)品能耗從169.23千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸降低至132.36千克標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)的雙層窯爐為例，該窯爐在設(shè)計(jì)上，上下層可同時(shí)生產(chǎn)12mm厚巖板產(chǎn)品，日產(chǎn)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(dá)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(gè)陶瓷生產(chǎn)線，通過無線遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，與生產(chǎn)中所有重點(diǎn)能耗設(shè)備信息互通?！痹羁山榻B道。

新明珠陶瓷集團(tuán)智能制造與能源總監(jiān)李萍表示，對(duì)于節(jié)能減碳，“窯爐是節(jié)能減排環(huán)節(jié)當(dāng)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(shè)備建立了用電、用氣、廢氣排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)，為深度挖掘數(shù)據(jù)潛力、促進(jìn)節(jié)能減排創(chuàng)造了可能。

富氧燃燒技術(shù)(二氧化碳回收)

據(jù)陳水福透露，去年，科達(dá)聯(lián)合相關(guān)公司對(duì)窯爐排放的二氧化碳進(jìn)行回收再利用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。“在窯爐燒成這一環(huán)節(jié)里面，我們通過對(duì)燃燒器等結(jié)構(gòu)的改造，采用富氧燃燒的技術(shù)，能夠?qū)崿F(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(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)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(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，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(qiáng)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(shù)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(bào) 侵刪)

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