![]()
2024年9月26日，一个值得载入世界陶瓷产业发展史的时刻诞生了：全球首个零碳燃烧陶瓷量产线在佛山成功投产。
仙湖实验室战略科学家程一兵仍清楚记得，2021年12月13日，他第一次向佛山市德力泰科技有限公司及佛山欧神诺陶瓷有限公司，提出用氨气在窑炉中零碳烧制陶瓷的建议后，后两者当场拍板决定要一起干一番大事业。
一场为绿色而战的高温工业科技攻坚战，就此拉开序幕。从联合德力泰和欧神诺建立零碳燃烧中试线，到烧制世界上第一块零碳陶瓷瓷砖，再到在蒙娜丽莎集团落地全球首条陶瓷工业氨氢零碳燃烧技术示范量产线……佛山一所实验室携手四家民营企业，用一个“追新逐绿”的实践，打响了全球高温工业真正意义上实现绿色生产的“第一枪”。这一“枪”振聋发聩，它证明了占据碳排放主要源头的高温工业和煤粉发电能够实现零碳生产；这一“枪”意图明显，它表明了以佛山为代表的中国工业迈向绿色生产的决心与信心；这一“枪”意义重大，它将加速中国双碳战略目标的实现，为缓解全球气候变暖、实现绿色发展提供“广东方案”。将时针拨回到2019年11月22日，先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心、佛山仙湖实验室挂牌成立。2023年6月27日，实验室启动国家能源氢能及氨氢融合新能源技术重点实验室建设。就是在这个聚焦氢能与燃料电池技术和氨氢融合新能源技术两大研发主线的科创平台，零碳燃烧技术诞生了。“我在澳大利亚一直从事陶瓷材料的研究。”程一兵说，当他2021年来到佛山仙湖实验室后，看到庞大的陶瓷产业体量面临着绿色低碳转型之痛，于是逐渐将研究兴趣转移到陶瓷制备的低碳和零碳制造技术。陶瓷是广东的传统优势产业，但同时也是解决碳排放要啃下的“硬骨头”。蒙娜丽莎集团董事张旗康透露，包含化石燃料本身折算的碳排放、全厂用电折算的碳排放等，瓷砖碳排放量行业平均水平是17Kg/m²，蒙娜丽莎目前能达到13.5Kg/m²。
数据显示，2023全省规模以上企业陶瓷砖产量19.99亿平方米，这意味着每年广东瓷砖产线的碳排放量问题已经不容忽视。为什么先选择氨气？程一兵介绍，氨气燃点达到651摄氏度，较氢气更加安全，且目前氢能产业的发展还有制氢成本、储运安全等不少“未解难题”需要各方努力。不过，采用氨气实现零碳燃烧，要解决的“麻烦事儿”也不少，最重要的就是如何让氨气保持稳定燃烧，并减少氮氧化物的排放。“氮氧化物本身也是温室气体，如果不能解决它的低排放，我们的技术就失去了生命力。”程一兵说，团队从前期的燃烧器和燃烧技术出发，首先在实验室验证出相关参数，再联合德力泰将实验结果运用到了工业燃烧器的设计和制造中。德力泰花了3个月共设计15款燃烧器，通过不断试验及仙湖团队的数字模拟，最终确定氨气燃烧器的初步原型设计。随后的关键还在于解决氨气燃烧器产生的氮氧化物排放问题。德力泰技术总监程希如回忆，德力泰在仙湖专家院士的理论支撑和数字模拟情况下不断的设计开发，团队花了8个月的时间攻克排放问题，最终在改变目前天然气等燃烧理论的基础上，采用大空间、多级燃烧的思路和SNCR和SCR的脱硝手段，使的氮氧化物排放量远低于国家标准。程一兵深知这一点，从技术、政策、经济三方面，开始了他的“游说”，希望能够让实验室的技术成为企业家们肉眼可见的发展效益，而佛山及南海的政府部门给他创造了许多这样的机会。“我们先是请广东省陶瓷协会给我们组织了一个专家班子来评审，他们给出了非常好的评价和报道。”程一兵说，专家团认为掌握这样一项安全且具有颠覆性意义的技术，要尽早开展中试和量产线的示范。于是，就有了开头的一幕。程一兵带着技术团队到德力泰拜访，同时在场的还有帝欧家居中央研究院院长郑树龙。他们在听完程一兵的介绍后，当即拍板启动与仙湖实验室的合作。“三方会谈”不到半月，2021年12月27日，国内第一家“先进零碳燃烧技术联合创新研发中心”在仙湖实验室成立。后又经过1年的努力，三方于2022年12月18日，在帝欧家居旗下欧神诺中试线上成功出炉了世界第一块零碳燃料烧制的陶瓷瓷砖。1年的时间对于很多人也许就是普通的365天，但对于一头扎进零碳燃烧技术研发和产业化应用的人来说，还包含了无数个欲哭无泪、在绝望中寻找解决方案的夜晚和清晨。帝欧家居中央研究院博士后张缇，是中试实验的参与者和推动者。她就曾深夜给上司、给程一兵打电话吐苦水，但哭完后就继续埋头干。“刚开始做氨气和天然气混合的方案时，绝望之处就是知道我们的方案很好、理念很好，但是没有设备来支撑它。”张缇说，她和程一兵通话经常是晚上十一二点或者早上六点，“因为我们每个星期都要汇报，必须要在汇报前把方案拿出来。”就是在这样一个个深夜和清晨过后，他们的方向越来越清晰。而每一次做实验，欧神诺、德力泰和仙湖实验室组成的团队，都会紧紧守着窑炉。“当时实验室的几个博士把车开到实验室外面，几个人在车上睡了一夜，就是为了一旦出现任何问题，第一时间有最懂技术的人在现场。”张缇回忆起那些一起艰苦奋斗的岁月，脸上满是笑容，“这就是人们说的累并快乐着吧！”2022年12月18日，全球首片质量合格、烟气排放达到国标的750×750mm规格“零碳烧制瓷砖”，在欧神诺零碳示范窑炉成功下线。鲜为人知的是，这也是中试产线第一次真正意义上的零碳烧制瓷砖。张缇认为，中试生产能够一次成功的原因，正是因为前面过程太困难了，团队的预案早就做足了。![]()
没有人知道从中试走向量产要走多久，但所有人都坚信这是一条必须走的路。
改革开放四十多年来，中国经济实现飞速发展迅速，尤其是作为制造业大国，我们对能源的需求非常巨大。有数据显示，我国能源消耗量占全球能源消耗量的近1/4，这也使得我国成为了世界上最大的碳排放国。
2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上作出庄严承诺：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”
这是中国在全球应对气候变化行动中的大国担当，是中国坚持生态文明建设和可持续发展的郑重承诺，也成为坚持绿色发展的中国企业的奋斗目标。
程一兵和张旗康都清楚地记得，2022年2月14日的下午，在南海区区长王勇组织的科技论坛上，双方就氨氢零碳燃烧技术擦出的火花。张旗康同样是当场表态，愿意采用这个技术做示范生产。![]()
“不论是过去的环保治理、能耗双控，还是当下和未来面临的双碳战略目标，我们其实紧紧围绕的就是绿色大做文章。”张旗康说，氨氢零碳燃烧的背后就是绿色，是新质生产力的底色，也是蒙娜丽莎要走的路。“我们也研究过燃烧氨气的成本，尽管比天然气要高，但它成本高也是有限的，大概是2倍到2.5倍。”张旗康说。2023年4月21日，仙湖实验室、蒙娜丽莎、欧神诺、德力泰、安清科技五方在蒙娜丽莎西樵总部开会，一致同意由五方合作，在蒙娜丽莎118A量产线上实现零碳燃烧制备陶瓷板砖技术的产业化。在欧神诺开展中试实验时，蒙娜丽莎集团曾派出几十名管理技术人员组成的团队去观摩学习。在烧制出产品的当日，蒙娜丽莎的董事团队也都去了现场。“眼见为实，证明它是可行的，而且对产品不会有任何影响，所以我们才有这么大的决心和信心。”张旗康说。不过从中试到量产，并不是简单的放大，而是一次升级版的研发，所以蒙娜丽莎业做好了各种预案，成立了7个工作小组，每个小组都按照分工、朝着点火的目标推进。在蒙娜丽莎集团建设量产线，需要突破更多限制。程一兵介绍，由于氨气属于有毒气体，可燃可爆，也没有运输管道，因此只能把氨气放到一个储罐里面，“储罐还不能小，因为我一周7天、一天24小时不能停火的。”
![]()
“目前国家还没有明文规定能做氨气储罐，但也没说不能做，只是规定10吨以上的属于重大危险源，审批的手续就比较严格。”程一兵说。为了推动项目的进行，在佛山市政府的支持下，南海在政策空白处做出了突破，于今年6月发布了《南海区企业自用氨站建设办理流程指引》，允许企业在审批手续齐全的基础上，在工厂使用氨气作为自用燃料。这是推动项目进行的关键一步，也彰显了“氢能之都”的魄力。在9月26日的投产仪式上，南海区发布《佛山市南海区氨氢供应体系建设规划方案》，在国内率先构建全面覆盖“区-镇-企”三级的氨氢供应网络，以确保氢能资源的稳定供应和高效利用，将进一步解决氨氢能源产业的发展短板， 确保能源安全和供给稳定。其实，早在2023年9月，佛山印发《佛山市碳达峰实施方案》并向社会主动公开，其中就包括推动氢氨融合零碳燃烧技术在应用，助力陶瓷、金属加工等传统建材产业减碳降碳。据了解，蒙娜丽莎全球首条陶瓷工业氨氢零碳燃烧技术示范量产线长达150米，年产量将达到150万平方米。![]()
这样的技术，若能运用到更多高温工业领域，产生的影响将不可估量。若将本技术推广应用于广东全省的电厂、陶瓷、建材、钢铁、有色金属、化工等高温工业，按10%热值掺氨燃烧，可减少碳排放约2000万吨/年；若纯氨100%燃烧，可减少碳排放约2亿吨/年，有效加快中国经济绿色转型。
在广东陶瓷协会副会长陈振广看来，佛山仙湖实验室联合企业，在地方政府的支持下，成功打造出全球首条陶瓷工业氨氢零碳燃烧技术示范量产线，不仅能够让企业从高排放中解脱出来，让结余出来的碳资产创造更多价值，同时也能推动整个陶瓷行业的绿色发展，“随着越来越多企业运用这一技术，成本也会逐步降下来。”文字丨佛山市新闻传媒中心记者倪玉洁、李嘉雯
图片丨佛山市新闻传媒中心记者周春、受访者供图
视频 | 佛山市新闻传媒中心记者李青桃、麦家慧、黄锦成
