低碳經濟與陶瓷生產

王澤宇，周思琪

（福州外語外貿學院 財金學院，福州 350000）

1 前言

早在2009 年，世界針對氣候變化提出了控制溫室氣體排放政策。截至2020 年，我國國內生產總值二氧化碳排放量已經出現明顯下降，相比2005 年，二氧化碳排放生產總值下降到40%左右。對此，作為高能耗的陶瓷產業，應根據低碳經濟發展要求，系統分析目前生產中存在的問題，立足實情制定多種新型發展模式，提高陶瓷生產的環保性和節能性，增強陶瓷生產綜合實力。

2 低碳經濟概述

2.1 內涵

低碳經濟是指在可持續發展理念下，利用新型技術、轉型產業、開發新能源等方式，降低煤炭石油等不可再生能源使用量，減少溫室氣體排放總量，力求在發展經濟的同時，能夠有效保護生態環境。同時，發展低碳經濟可以有效體現出我國擔任保護環境的責任，對優化市場經濟結構、發展新興產業具有積極作用。此外，在大力運用清潔能源、提高能源利用率的同時，可以有效推動新能源技術創新和制度創新，為營造良好生活環境創造有利條件。

2.2 發展特點

2.2.1 相對性

低碳經濟是相對于沒有任何束縛的碳密集型能源消耗的高碳經濟而言。同時，它是相對于不可再生資源經濟運轉形式而言。此外，它是相對于人們生活碳通量而言。如果各個生產企業都能落實低碳經濟，可以借助碳捕捉和碳封存等技術，減少產業生產中排放的碳強度。這樣可以將消耗不可再生能源替換成清潔能源，借助發展低碳經濟和發展無碳能源的方式拉動經濟，改變人們生活理念，落實低碳生活目標。

2.2.2 經濟性

要想有效發展低碳經濟，就需要按照市場發展情形進行。低碳經濟是在新時期節能環保減排理念影響下，提出的經濟與環境共生存發展模式。現今促進經濟發展依舊是低碳經濟的導向目標，要求各個行業在推動發展的同時，肩負起保護環境的責任，力求在實現低碳快速發展的同時，改善人們生活質量。然而要想實現這一系列目標，就必須圍繞經濟性展開，國家可以立足市場發展規律，變革經濟發展模式和人們消費觀念，降低社會和人們對能源的需求總量。

2.2.3 技術性

技術決定發展。如果技術先進科學，則能有效實現低碳經濟。同時，影響低碳經濟實現的首要因素就是技術創新。如果各個行業都能在生產中利用節能生產技術、可再生能源技術和降低二氧化碳排放技術等，可以有效降低生產對不可再生能源的需求量，改變原始在化石燃料基礎上的生產運營模式，為實現綠色環保生產打好基礎。

2.2.4 目標性

低碳經濟的實施目標就是處理氣候環境惡化問題和協助人類可持續發展。我國實施低碳經濟的初衷就是為了解決經濟發展與二氧化碳溫室氣體排放之間的矛盾，力求在實現經濟持續增長的同時，逐步減少二氧化碳溫室氣體排放總量，積極向實現二氧化碳溫室氣體零排放靠近。同時，國家要求各行各業在生產中向低碳經濟轉變，就是為了將溫室氣體的濃度控制在合理范圍內，避免全球溫度上升給人類生存帶來不利影響。此外，國家希望通過大力發展低碳經濟，能夠有效豐富可再生能源和清潔能源應用的多樣性，實現人與自然和諧共生。

3 目前我國陶瓷生產中存在的問題

3.1 能源消耗量過高

即使這些年我國陶瓷行業發展速度較快，已經進入到世界陶瓷發展前列。但是大多數企業在生產陶瓷時，仍存在能源消耗量過高問題。通過查閱資料發現，發達國家清潔能源和可再生能源利用率在50%以上，然而我國僅有29%左右。例如，我國百萬美元GDP 中消耗的不可再生能源總量是美國的3 倍，1 噸煤的應用率僅有28.6%，由此可以總結出我國陶瓷生產的能源消耗量極大。同時，我國的主要能源是煤，煤不僅是不可再生能源，并且在應用中會排放大量溫室氣體。這種情形與低碳經濟背道而馳，影響低碳經濟實施效果。

3.2 礦產資源消耗量過大

在工作中可以發現，陶瓷產業對礦產資源需求量極高。通過查看礦產資源使用素材可以看到，僅僅是佛山一個地區，在一年就需要4000 萬噸礦產資源原料作為支撐，平均下來每天需要消耗12 萬噸。目前我國陶瓷生產主要是以拋光磚和微粉磚為主，這兩類磚在生產中需要的礦產資源每年高達7000 萬噸左右。由此可見，陶瓷生產礦產資源消耗量過大，對低碳經濟實施和資源保護等都帶來不利影響。

3.3 產品附加值較低

現今我國建筑陶瓷和日用陶瓷會大量出口到西方國家和東南亞等地區。目前部分陶瓷企業為了追求短期經濟收益，忽視新興技術研發，對產品創新重視程度較低。這樣會在一定程度上弱化產品附加值，導致陶瓷行業出現嚴重的外形好和裝飾模仿現象，忽略了陶瓷材質綠色環保性能探索，降低了低碳經濟落實質量。

4 低碳經濟下陶瓷生產發展策略

4.1 研發節能減排技術，實現生產低碳化

技術是促進陶瓷生產轉型的重要手段，要想在低碳經濟下實現陶瓷生產持續發展，就應從技術角度入手，大力研發節能減排技術，實現生產低碳化，為減少能源資源消耗、控制溫室氣體排放打好基礎。

4.1.1 運用燒成技術生產陶瓷

該技術包含低溫快燒技術和一次燒成技術這兩類。前者需要工作人員掌控好燒成溫度。如果溫度越低，則能耗就越低。通過采用熱平衡可以計算出，如果陶瓷燒成技術溫度下降到100°時，單位產品熱耗可以減少到10%以上，并且陶瓷燒成占用時間變短，同時間段產品生產量提高到10%，熱耗還會下降到4%。因此，在陶瓷生產中應用該項技術，可以在提高生產量的同時，降低能源消耗總量，落實低碳經濟要求。后者比一次半燒成和兩次燒成更加節能，可以預防陶瓷在后期形成中出現裂縫現象，提高陶瓷使用期限。同時，工作人員運用該技術燒成陶瓷時，可以有效減少資源能耗量和電量高達30%以上，在降低能源需求量的同時，也進一步提升了陶瓷燒成效果。

4.1.2 運用微波輔助氣體燒成技術生產陶瓷

該技術具有實用性高的特點。工作人員可以利用微波加熱陶瓷生產原材料，使原材料能夠在短時間快速提高自身溫度，通過燃氣發散出輻射熱源，提升原材料坯體表面溫度，防止坯體表面出現溫度分布不均勻的情況。同時，通過使用該技術燒成的陶瓷，熱應力和非均質性遠遠低于傳統生產工藝，各個坯體表面溫度分布均勻，內外溫差小，可以快速燒成陶瓷，這樣會直接減少能源消耗，實現低碳經濟目標。此外，在查看國外報道資料發現，運用該技術可以使陶瓷生產量增加一倍，能源消耗成本降低到40%以下，減少有害氣體排放量。

4.1.3 運用富氧燃燒技術節能

該技術可以使助燃空氣中的氧氣含量超過21%。一般能源在富氧下，可以直接減少燃點溫度，加快富氧燃燒速度。這樣既可以提升火焰強度，還能實現熱傳導快速傳遞目標。此外，通過運用該技術燒成陶瓷，可以強化能源燃燒利用率，降低火焰長度，使得火焰上部溫度有所下降。這樣可以弱化窯爐或蓄熱室熱負荷，使得陶瓷在生產中對二次助燃風量需求降低，從而合理控制溫室氣體排放總量，落實低碳經濟生產要求。

4.2 研發新產品，實現低碳生產

新時期市場競爭激烈，產品附加值決定了銷售量，與企業發展前景息息相關。如果新產品綜合性能優良，則可以獲取更多市場資源，為強化企業綜合實力奠定良好基礎。因此，在低碳經濟環境中實施陶瓷生產時，陶瓷企業應積極研發新產品，實現低碳生產，加大瓷磚薄型化、輕質化研究力度，力求在提高瓷磚生產質量的同時，降低能源消耗量。一方面，企業在研究瓷磚薄型化生產工藝時，應組織專人深入調研市場陶瓷磚厚度。

現今我國陶瓷領域的磚厚度、瓷片厚度以及拋光磚度均在10 mm 以上，部分磚王的厚度已經高達25 mm。倘若在陶瓷生產中將磚厚度控制在8 mm 左右，可以使瓷磚減薄到20%以上。這樣陶瓷生產中所需原材料可以節省到2500 萬噸左右，標準煤消耗量可以降低到101億kg，切實實現低碳經濟發展目標。此外，近年我國推行的超薄陶瓷燒成政策，為薄型化陶瓷生產提供了技術和政策支撐。相關企業可以根據市場需求，研發出以低碳生產為主題的陶瓷薄型產品。這樣可以在改善產品結構的同時，創新陶瓷生產要求，推動大規模薄板陶瓷發展。另一方面，企業在研發瓷磚輕質化時，可以從創新瓷磚內部結構入手，降低瓷磚重量。這些年我國在生產輕質磚時使用的原材料主要是以陶瓷生產廢料為主。工作人員可以在發泡階段加入發泡劑，通過高溫燒制制作成陶瓷。相比同類陶瓷產品而言，輕質陶瓷在生產中所需的原材料總量可以減少到一半以上，節省超過一半的能耗量，對實現低碳經濟具有積極影響。

4.3 發展循環經濟，實現低碳要求

近年陶瓷行業發展前景良好，國內外陶瓷需求量較大。要想實現低碳經濟，企業應從原材料和能源入手，大力發展循環經濟，實現低碳要求，運用廢料回收利用技術和余熱回收利用技術生產陶瓷，降低企業對原材料和能源需求量。在應用廢料回收利用技術時，企業可以將陶瓷廢渣作為原材料進行精加工生產。根據現今市場價格估算，陶瓷原礦價格每噸已經超過70 元，但是廢渣回收每噸僅需25 元，算上加工費用，運用廢渣轉換成原材料只需50 元即可。同時，用廢渣制作而成的輕質磚和保溫磚，比普通磚價格高25%。這樣既減少了陶瓷廢渣對環境造成的不良影響，還能節省了原材料需求量，推動低碳經濟發展。企業在應用余熱回收利用技術時，應運用煙氣余熱回收技術生產陶瓷，這樣可以減少爐窯在燒成陶瓷中出現的排煙熱損失量。在應用該項技術時，企業可以將其運用到原材料烘干、干燥和生產等環節中來。通過換熱器回收煙氣余熱，進行余熱助燃燃料，從而有效減少排煙熱損失，提升能源燃燒使用率。在工作中發現，如果空氣預熱溫度提升到100°以上，可以有效節省能源消耗量至5%左右。

4.4 改變窯爐技術，實現低碳目標

窯爐是生產陶瓷的重要工具。當企業在低碳經濟下生產陶瓷時，可以通過改變窯爐技術，實現低碳目標，通過改善窯爐結構、挑選恰當的噴嘴、高效保溫材料和涂層技術等，創新窯爐生產，力求在提升陶瓷生產質量的同時，減少原材料和能源消耗量，有效實現低碳生產目標。

首先，在改善窯爐結構時，企業可以通過調整窯爐內高的方式控制熱耗和窯墻散熱量。例如，當窯內部的高度從0.2 m 上升到1.2 m 時，可以直接使熱耗提高到4%以上，窯墻散熱也會上升到30%以上。因此，企業應適當降低窯內高度，降低熱耗和窯強散熱量。此外，企業可以通過調整窯內寬度的方式，減少熱耗和窯強散熱量。如果窯內寬度從1 m 以上提高到2 m 以上時，熱耗和散熱量都會降低到25%左右，窯體外壁散熱損失可以降低到27%以上。其次，企業應挑選恰當的噴嘴。傳統噴嘴在應用中容易出現溫度控制不合理的情況，導致陶瓷生產周期變長，加大了能源消耗量。如果陶瓷在窯內燒成中溫度過高，則會受到高溫火焰流影響，出現浮力上升情況，導致窯內溫度上高下低。這時熱電偶會檢測到窯內溫度偏高，直接降低溫度，延長陶瓷生產周期。對此，企業應根據低碳經濟要求，挑選合適噴嘴，確保窯內上下溫度分布均勻。這樣既可以提高陶瓷生產質量，還會縮短燒成周期，切實實現低碳目標。

5 結論

綜上，近年我國大力提倡低碳經濟，企業在生產陶瓷的過程中應結合市場發展情形，立足新型政策要求創新陶瓷生產模式和生產技術，結合實際情況制定多種生產發展策略，研發節能減排技術，實現生產低碳化；研發新產品，實現低碳生產；發展循環經濟，實現低碳要求；改變窯爐技術，實現低碳目標，通過多種方式創新陶瓷生產，確保陶瓷產業能夠持續朝著綠色節能方向發展。