對玻璃工業(yè)綠色發(fā)展途徑的思考

      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，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，一是推進生產綠色化，大力提高能源和資源利用效率和效益，建設“兩型”產業(yè)；二是積極發(fā)展品質優(yōu)、具有節(jié)能、安全等功能的綠色化產品。完善以節(jié)能減排為中心的綠色制造技術保障，積極開發(fā)綠色產品和市場，特別是與下游產業(yè)協(xié)同，重點是與建筑業(yè)協(xié)同,拓展節(jié)能減排產品市場，是行業(yè)面臨的重要任務。

    進一步推進生產綠色化
    
    生產的綠色化主要指清潔生產、高效利用資源和能源。通過技術創(chuàng)新，采用熔窯保溫、熔窯大型化、窯體保溫、熔窯結構優(yōu)化、除塵脫硫等技術，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品綜合能耗年均遞減4.9%，2010年下降到了16.9千克標煤/重量箱，其中，浮法玻璃平均在16千克標煤/重量箱以下，單位產品生產碳排放量年均下降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)能與減排的關鍵環(huán)節(jié)，未來還是應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構技術、熔窯余熱發(fā)電技術、高效煙氣除塵脫硫和脫硝技術，研發(fā)并推廣多元化高效清潔燃料和先進燃燒技術裝備（包括全氧燃燒系統(tǒng)技術裝備），普及先進變頻電機等。就減排而言，除了立足預防，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，還應包括氮化物排放指標，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。

    2.加強脫硫設施穩(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)生產線具體情況，特別是燃料情況，合理選用除塵脫硫裝置，使設備能穩(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，降低脫硫設備運營成本也是值得關注的問題。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，降低氮氧化物排放對玻璃企業(yè)是個嚴峻的挑戰(zhàn)。預計2015年全國平板玻璃產量要達到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生，通常煙氣中含有2000mg/Nm3，根據(jù)相關標準要求要降到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，二是進行末端治理，采用有效的脫硝技術。
    
    從長遠發(fā)展來看，應用全氧燃燒技術是方向。采用純氧燃燒技術，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，還大大提高生產效率和產品質量，避免了傳統(tǒng)除塵及除氮等環(huán)保設備需要高額投資及生產維護費用等問題。但是，推廣全氧燃燒技術也要有一個過程，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、提高經濟合理性等問題；二是采用這一技術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)有的空分設備上加以改造，投資小，是現(xiàn)階段提高質量、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前更現(xiàn)實的選擇。
    
    因此，加大脫硝技術研發(fā)和推廣是當務之急。目前，我國現(xiàn)有的平板玻璃生產線都未配置脫硝裝置，國內玻璃行業(yè)也缺乏成熟的脫硝技術，特別是脫硫、脫硝、余熱發(fā)電技術銜接問題是個難題，我國多樣化的燃料品種結構，也給技術方案的選擇增加了難度。國家的環(huán)保指標已發(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，應盡快突破技術障礙。目前已有多家企業(yè)正在加快研發(fā)和技術論證。

    發(fā)展綠色化產品
    
    綠色平板玻璃產品除具備玻璃的基本功能和性能外，強調有更高性能，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，在應用中能夠實現(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，若采用空調調節(jié)室內溫度，制冷溫度提高2°C，制冷負荷減少約20%，制熱溫度調低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。我國平板玻璃主導市場是建筑，約86%產品用于建筑（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)展也至關重要。

    1.綠色玻璃有廣闊市場
    
    未來我國建筑建設仍會保持大規(guī)模的趨勢，預計未來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%的標準，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)能標準，2015年后，部分城市率先實施節(jié)能率為75%建筑節(jié)能標準。在建筑節(jié)能政策和法規(guī)的推進下，節(jié)能玻璃應用將進入大規(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，并且可復合成具有防火、安全等各種功能的產品，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)能標準，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)能標準能夠在全國順利推行，預計到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)展綠色玻璃要與應用領域協(xié)同

    生產與應用脫節(jié)已成為制約很多新型功能玻璃應用推廣的一個關鍵問題，解決問題的有效途徑是建立與下游產業(yè)協(xié)同發(fā)展機制。
    
    一是應更廣泛宣傳，讓各個層面的使用者接受和了解產品（包括建筑開發(fā)商、設計師和最終消費者）。以Low-E鍍膜玻璃為例，目前制約產品推廣應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)由產品提供商向整體解決方案提供商轉變，豐富產品，提供使用者更多的選擇，加強應用的研究，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)模建筑建設中建筑結構差異化很大，因此要根據(jù)不同條件研制開發(fā)系列化玻璃產品，并按照技術可行、經濟合理的原則，形成推廣價值高、工程質量可靠度高、居住舒適度高的技術和產品集成。如窗、幕墻除了考慮單一材料的性能，應以系統(tǒng)集成綜合熱工性能作為指標。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)能標準高地區(qū)，但價格高，目前使用較少。
    
    三是與建筑等下游領域協(xié)同制定、修訂相關標準規(guī)范。完善現(xiàn)有標準規(guī)范，以標準來推進產品的應用，不僅要把建筑節(jié)能安全等綠色玻璃產品列入建筑設計標準，更重要的是列入相關驗收標準，這需要相關國家行業(yè)管理部門的聯(lián)手行動。目前這一問題已受到有關部門關注。

    3.不斷加強綠色產品和技術裝備創(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成及其覆膜技術。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)應用的有被動調熱（冷）型的Low-E玻璃。主動調熱型的電致變色玻璃在汽車少數(shù)領域有應用，但還未用于建筑。智能控溫材料由于可隨環(huán)境溫度變化自主調節(jié)光波透反射特性，從而可以機敏地調整室內溫度，實現(xiàn)冷熱雙向調節(jié)，達到冬天保暖、夏天保冷的效果而備受關注，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，雖然由于目前產品轉化率低、經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發(fā)展的競賽。目前加快太陽能產品和技術創(chuàng)新就是要占領行業(yè)發(fā)展的制高點，從長遠看,光伏建筑一體化產品、集光鏡、具有更高強度和透光性能的玻璃、TCO導電鍍膜玻璃裝備技術開發(fā)前景樂觀。
    
    三是發(fā)展多功能復合型玻璃。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注。我國城市建筑建設正在向高層發(fā)展，建筑防火安全問題日益突出，火災己成為高層建筑未來的潛在災害之一，超高層建設大量應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、裝飾等復合功能的產品市場前景看好。

    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。