未來我國將著力推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè),健全并強化節(jié)能減排約束機制,資源、能源、環(huán)保成本上升已是必然趨勢,走綠色發(fā)展的道路是玻璃工業(yè)發(fā)展的必由之路。玻璃工業(yè)要在兩方面努力,一是推進生產(chǎn)綠色化,大力提高能源和資源利用效率和效益,建設(shè)“兩型”產(chǎn)業(yè);二是積極發(fā)展品質(zhì)優(yōu)、具有節(jié)能、安全等功能的綠色化產(chǎn)品。完善以節(jié)能減排為中心的綠色制造技術(shù)保障,積極開發(fā)綠色產(chǎn)品和市場,特別是與下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同,重點是與建筑業(yè)協(xié)同,拓展節(jié)能減排產(chǎn)品市場,是行業(yè)面臨的重要任務(wù)。
進一步推進生產(chǎn)綠色化
生產(chǎn)的綠色化主要指清潔生產(chǎn)、高效利用資源和能源。通過技術(shù)創(chuàng)新,采用熔窯保溫、熔窯大型化、窯體保溫、熔窯結(jié)構(gòu)優(yōu)化、除塵脫硫等技術(shù),我國平板玻璃的綜合能源消耗和污染物排放水平不斷下降,2005~2010年,我國平板玻璃單位產(chǎn)品綜合能耗年均遞減4.9%,2010年下降到了16.9千克標(biāo)煤/重量箱,其中,浮法玻璃平均在16千克標(biāo)煤/重量箱以下,單位產(chǎn)品生產(chǎn)碳排放量年均下降4.7%,SO2單位排放量年均下降4%。自2008年在華爾潤集團建成第一座平板玻璃熔窯余熱發(fā)電站以來,3年間,我國已建設(shè)了10余座平板玻璃窯余熱發(fā)電站,前不久我國首條全氧燃燒示范線宣告建成。
1.采取節(jié)能減排綜合措施
平板玻璃生產(chǎn)約75%以上的能源消耗于熔窯,熔窯是實現(xiàn)節(jié)能與減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié),未來還是應(yīng)進一步實施以窯爐為核心的綜合節(jié)能減排措施,重點推廣先進窯爐結(jié)構(gòu)技術(shù)、熔窯余熱發(fā)電技術(shù)、高效煙氣除塵脫硫和脫硝技術(shù),研發(fā)并推廣多元化高效清潔燃料和先進燃燒技術(shù)裝備(包括全氧燃燒系統(tǒng)技術(shù)裝備),普及先進變頻電機等。就減排而言,除了立足預(yù)防,通過節(jié)能措施可減少排放,同時要加強有效治理。“十二五”時期平板玻璃大氣污染物排放控制重點除了煙塵和硫化物,還應(yīng)包括氮化物排放指標(biāo),對此在將要發(fā)布的建材工業(yè)(玻璃工業(yè))“十二五”發(fā)展規(guī)劃中也將提出明確的目標(biāo)。
2.加強脫硫設(shè)施穩(wěn)定運行
玻璃熔窯煙氣的煙塵粒度范圍0.1~0.5μm,重力除塵器、慣性除塵器、離心除塵器無法捕集1μm以下的小粒徑煙塵,企業(yè)主要采用濕式除塵、電除塵器和袋式除塵器除塵。煙氣SO2控制主要采用濕法、干法和半干法裝置,其中80%以上企業(yè)采用濕法煙氣除塵脫硫。根據(jù)吸收劑的不同,濕法脫硫分為鈣法、氨法、鎂法、鈉法、雙堿法等。根據(jù)生產(chǎn)線具體情況,特別是燃料情況,合理選用除塵脫硫裝置,使設(shè)備能穩(wěn)定高效運行是企業(yè)在實施工程之前要充分考慮的問題,一些企業(yè)遇到了設(shè)施安裝后運營難以穩(wěn)定的問題,只得拆除重建,另外,降低脫硫設(shè)備運營成本也是值得關(guān)注的問題。目前,我國已有近70條采用非天然氣(重油、煤焦油、油焦?jié){、石油焦粉、煤氣等)為燃料的生產(chǎn)線裝配或正在建除塵脫硫裝置。
3.加快突破氮氧化物減排的技術(shù)制約
“十二五”規(guī)劃將氮氧化物納入了環(huán)保的約束性指標(biāo),降低氮氧化物排放對玻璃企業(yè)是個嚴峻的挑戰(zhàn)。預(yù)計2015年全國平板玻璃產(chǎn)量要達到7.5億~8.2億重量箱左右,比2010年增加近1億重量箱以上,氮氧化物排放卻要減少10%,任務(wù)非常艱巨。玻璃熔窯中氮氧化物是由空氣燃燒和玻璃原料中少量硝酸鹽分解產(chǎn)生,通常煙氣中含有2000mg/Nm3,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求要降到700mg/Nm3。目前,氮氧化物減排途徑一是源頭控制,如采用純氧燃燒等先進燃燒技術(shù),二是進行末端治理,采用有效的脫硝技術(shù)。
從長遠發(fā)展來看,應(yīng)用全氧燃燒技術(shù)是方向。采用純氧燃燒技術(shù),不僅減少了60%左右的廢氣排放量,可降低85%以上氮化物排放,還大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,避免了傳統(tǒng)除塵及除氮等環(huán)保設(shè)備需要高額投資及生產(chǎn)維護費用等問題。但是,推廣全氧燃燒技術(shù)也要有一個過程,在“十二五”期間要大面積推廣難度很大,一是目前純氧燃燒用于平板玻璃窯爐在我國處于工程示范階段,還有進一步完善技術(shù)、提高經(jīng)濟合理性等問題;二是采用這一技術(shù)也要考慮到要對窯進行改造、制氧增加大量運行成本及我國600噸/日以上規(guī)模的窯很多(世界上全氧燃燒基本是600噸/日窯以下窯)等一些現(xiàn)實問題。有專家提出,在0號小爐輔助燃燒只需在現(xiàn)有的空分設(shè)備上加以改造,投資小,是現(xiàn)階段提高質(zhì)量、減少排放、降低成本行之有效的辦法。加強末端氮氧化物治理是當(dāng)前更現(xiàn)實的選擇。
因此,加大脫硝技術(shù)研發(fā)和推廣是當(dāng)務(wù)之急。目前,我國現(xiàn)有的平板玻璃生產(chǎn)線都未配置脫硝裝置,國內(nèi)玻璃行業(yè)也缺乏成熟的脫硝技術(shù),特別是脫硫、脫硝、余熱發(fā)電技術(shù)銜接問題是個難題,我國多樣化的燃料品種結(jié)構(gòu),也給技術(shù)方案的選擇增加了難度。國家的環(huán)保指標(biāo)已發(fā)布,下一步將進入執(zhí)行環(huán)節(jié),列入環(huán)保監(jiān)察指標(biāo),應(yīng)盡快突破技術(shù)障礙。目前已有多家企業(yè)正在加快研發(fā)和技術(shù)論證。
發(fā)展綠色化產(chǎn)品
綠色平板玻璃產(chǎn)品除具備玻璃的基本功能和性能外,強調(diào)有更高性能,更好的節(jié)能、防火、安全、隔音、裝飾等功能,甚至有智能控制、發(fā)電等方面的功能,在應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排并營造更為舒適安全的人居環(huán)境。建筑節(jié)能是實施我國節(jié)能減排戰(zhàn)略的重中之重,在建筑物中玻璃占外墻的面積比例越來越大。據(jù)測算,我國現(xiàn)有建筑通過玻璃窗進行的熱傳遞在冬夏季節(jié)分別占48%和71%左右,若采用空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,制冷溫度提高2°C,制冷負荷減少約20%,制熱溫度調(diào)低2°C,制熱負荷減少約30%,因此幕墻與窗體節(jié)能對建筑節(jié)能意義重大。我國平板玻璃主導(dǎo)市場是建筑,約86%產(chǎn)品用于建筑(外圍護和裝飾、家具等),發(fā)展以節(jié)能為重點的建筑綠色玻璃、滿足綠色建筑發(fā)展的需求對我國玻璃工業(yè)的發(fā)展也至關(guān)重要。
1.綠色玻璃有廣闊市場
未來我國建筑建設(shè)仍會保持大規(guī)模的趨勢,預(yù)計未來5年間年均建筑竣工面積仍會保持在30億平方米左右,其中城鎮(zhèn)住宅約為10億平方米,公共建筑約為8億平方米,還有大量的建筑要進行節(jié)能改造、更換門窗,大力發(fā)展以節(jié)能為重點的綠色建筑玻璃是市場的需要。2010年起,我國新建建筑普遍實施節(jié)能率為50%的標(biāo)準(zhǔn),北京、天津等少數(shù)大城市率先實施節(jié)能率為65%的地方節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),2015年后,部分城市率先實施節(jié)能率為75%建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。在建筑節(jié)能政策和法規(guī)的推進下,節(jié)能玻璃應(yīng)用將進入大規(guī)模普及期。Low-E鍍膜中空玻璃是節(jié)能效果比較理想的玻璃,并且可復(fù)合成具有防火、安全等各種功能的產(chǎn)品,在北京等城市只有使用Low-E中空玻璃才能達到現(xiàn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),歐洲新建筑多年前已全部采用Low-E中空玻璃。目前,Low-E鍍膜中空玻璃在我國推廣情況并不理想,2010年我國Low-E鍍膜玻璃應(yīng)用量不足2800萬平方米,約占建筑外圍護(窗及幕墻)用玻璃的4%,大多用于公共建筑。若建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)能夠在全國順利推行,預(yù)計到2015年將達到1.2億平方米左右,年均消費量增長率在35%左右,Low-E鍍膜中空玻璃的應(yīng)用將由一線城市向二三線城市梯度推進,由公共建筑向民用建筑普及。
2.發(fā)展綠色玻璃要與應(yīng)用領(lǐng)域協(xié)同
生產(chǎn)與應(yīng)用脫節(jié)已成為制約很多新型功能玻璃應(yīng)用推廣的一個關(guān)鍵問題,解決問題的有效途徑是建立與下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展機制。
一是應(yīng)更廣泛宣傳,讓各個層面的使用者接受和了解產(chǎn)品(包括建筑開發(fā)商、設(shè)計師和最終消費者)。以Low-E鍍膜玻璃為例,目前制約產(chǎn)品推廣應(yīng)用的一個主要問題是價格相對高。但若從建筑使用周期上考慮,卻是更經(jīng)濟、更節(jié)約的選擇。雖然因安裝Low-E玻璃會使建筑初期投資有所增加,但在目前大中城市這么高的房價中,增加量是微乎其微的,很快就可在日后使用中的節(jié)能中得到補償,而且使用者受益是長期的,不僅僅日常能耗減少了,內(nèi)部環(huán)境的舒適度也提高了,同時因取暖和制冷能源消耗所造成的間接污染物排放也減少了。
二是玻璃企業(yè)由產(chǎn)品提供商向整體解決方案提供商轉(zhuǎn)變,豐富產(chǎn)品,提供使用者更多的選擇,加強應(yīng)用的研究,以開拓更廣闊的市場。我國地域廣闊,氣候條件差異很大,并且大規(guī)模建筑建設(shè)中建筑結(jié)構(gòu)差異化很大,因此要根據(jù)不同條件研制開發(fā)系列化玻璃產(chǎn)品,并按照技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的原則,形成推廣價值高、工程質(zhì)量可靠度高、居住舒適度高的技術(shù)和產(chǎn)品集成。如窗、幕墻除了考慮單一材料的性能,應(yīng)以系統(tǒng)集成綜合熱工性能作為指標(biāo)。目前我國使用的窗玻璃主要有中空玻璃、著色玻璃、Low-E玻璃、陽光控制膜玻璃、調(diào)光玻璃、真空玻璃等。我國城鎮(zhèn)大量使用的是PVC塑料或鋁合金框單玻窗,節(jié)能效果不好,近年建設(shè)的住宅,特別是在大中城市的新建住宅基本使用的是PVC或鋁合金透明中空窗,節(jié)能效果有所增強。Low-E中空玻璃斷熱橋鋁合金窗、PVC塑料窗隔熱性能好,適用于嚴寒地區(qū)或節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)高地區(qū),但價格高,目前使用較少。
三是與建筑等下游領(lǐng)域協(xié)同制定、修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。完善現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以標(biāo)準(zhǔn)來推進產(chǎn)品的應(yīng)用,不僅要把建筑節(jié)能安全等綠色玻璃產(chǎn)品列入建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),更重要的是列入相關(guān)驗收標(biāo)準(zhǔn),這需要相關(guān)國家行業(yè)管理部門的聯(lián)手行動。目前這一問題已受到有關(guān)部門關(guān)注。
3.不斷加強綠色產(chǎn)品和技術(shù)裝備創(chuàng)新
一是創(chuàng)新節(jié)能新理念,向主動和智能控制發(fā)展,重點研發(fā)具有節(jié)能功能的玻璃表面膜系材料構(gòu)成及其覆膜技術(shù)。節(jié)能玻璃鍍膜材料的發(fā)展有被動、主動和智能控溫等幾個階段,目前已投入商業(yè)應(yīng)用的有被動調(diào)熱(冷)型的Low-E玻璃。主動調(diào)熱型的電致變色玻璃在汽車少數(shù)領(lǐng)域有應(yīng)用,但還未用于建筑。智能控溫材料由于可隨環(huán)境溫度變化自主調(diào)節(jié)光波透反射特性,從而可以機敏地調(diào)整室內(nèi)溫度,實現(xiàn)冷熱雙向調(diào)節(jié),達到冬天保暖、夏天保冷的效果而備受關(guān)注,成為下一代智能窗的首選材料。
二是注重發(fā)展太陽能利用產(chǎn)品。利用太陽能作為能源是未來必然的趨勢,雖然由于目前產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低、經(jīng)濟合理性等方面因素影響,太陽能利用市場在全球基本是政策驅(qū)動的市場,但是全球市場一直呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢,各國已展開了太陽能利用技術(shù)發(fā)展的競賽。目前加快太陽能產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新就是要占領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的制高點,從長遠看,光伏建筑一體化產(chǎn)品、集光鏡、具有更高強度和透光性能的玻璃、TCO導(dǎo)電鍍膜玻璃裝備技術(shù)開發(fā)前景樂觀。
三是發(fā)展多功能復(fù)合型玻璃。除了節(jié)能功能外,目前玻璃的安全、防火功能已越來越受到關(guān)注。我國城市建筑建設(shè)正在向高層發(fā)展,建筑防火安全問題日益突出,火災(zāi)己成為高層建筑未來的潛在災(zāi)害之一,超高層建設(shè)大量應(yīng)用玻璃材料做幕墻和隔斷,研發(fā)防火能力更強玻璃成為迫切需求,超長時間的防火玻璃在國際市場也是高價值產(chǎn)品,60min以上的單片防火玻璃每平方米已超過千元甚至上萬元人民幣。具有節(jié)能、安全、防火、裝飾等復(fù)合功能的產(chǎn)品市場前景看好。
綠色發(fā)展是項系統(tǒng)工程,需要配套整體推進。在新的發(fā)展環(huán)境中,玻璃工業(yè)要實現(xiàn)更好更快發(fā)展,就必須走綠色發(fā)展的道路。