低碳经济与陶瓷生产

王泽宇，周思琪

（福州外语外贸学院 财金学院，福州 350000）

1 前言

早在2009 年，世界针对气候变化提出了控制温室气体排放政策。截至2020 年，我国国内生产总值二氧化碳排放量已经出现明显下降，相比2005 年，二氧化碳排放生产总值下降到40%左右。对此，作为高能耗的陶瓷产业，应根据低碳经济发展要求，系统分析目前生产中存在的问题，立足实情制定多种新型发展模式，提高陶瓷生产的环保性和节能性，增强陶瓷生产综合实力。

2 低碳经济概述

2.1 内涵

低碳经济是指在可持续发展理念下，利用新型技术、转型产业、开发新能源等方式，降低煤炭石油等不可再生能源使用量，减少温室气体排放总量，力求在发展经济的同时，能够有效保护生态环境。同时，发展低碳经济可以有效体现出我国担任保护环境的责任，对优化市场经济结构、发展新兴产业具有积极作用。此外，在大力运用清洁能源、提高能源利用率的同时，可以有效推动新能源技术创新和制度创新，为营造良好生活环境创造有利条件。

2.2 发展特点

2.2.1 相对性

低碳经济是相对于没有任何束缚的碳密集型能源消耗的高碳经济而言。同时，它是相对于不可再生资源经济运转形式而言。此外，它是相对于人们生活碳通量而言。如果各个生产企业都能落实低碳经济，可以借助碳捕捉和碳封存等技术，减少产业生产中排放的碳强度。这样可以将消耗不可再生能源替换成清洁能源，借助发展低碳经济和发展无碳能源的方式拉动经济，改变人们生活理念，落实低碳生活目标。

2.2.2 经济性

要想有效发展低碳经济，就需要按照市场发展情形进行。低碳经济是在新时期节能环保减排理念影响下，提出的经济与环境共生存发展模式。现今促进经济发展依旧是低碳经济的导向目标，要求各个行业在推动发展的同时，肩负起保护环境的责任，力求在实现低碳快速发展的同时，改善人们生活质量。然而要想实现这一系列目标，就必须围绕经济性展开，国家可以立足市场发展规律，变革经济发展模式和人们消费观念，降低社会和人们对能源的需求总量。

2.2.3 技术性

技术决定发展。如果技术先进科学，则能有效实现低碳经济。同时，影响低碳经济实现的首要因素就是技术创新。如果各个行业都能在生产中利用节能生产技术、可再生能源技术和降低二氧化碳排放技术等，可以有效降低生产对不可再生能源的需求量，改变原始在化石燃料基础上的生产运营模式，为实现绿色环保生产打好基础。

2.2.4 目标性

低碳经济的实施目标就是处理气候环境恶化问题和协助人类可持续发展。我国实施低碳经济的初衷就是为了解决经济发展与二氧化碳温室气体排放之间的矛盾，力求在实现经济持续增长的同时，逐步减少二氧化碳温室气体排放总量，积极向实现二氧化碳温室气体零排放靠近。同时，国家要求各行各业在生产中向低碳经济转变，就是为了将温室气体的浓度控制在合理范围内，避免全球温度上升给人类生存带来不利影响。此外，国家希望通过大力发展低碳经济，能够有效丰富可再生能源和清洁能源应用的多样性，实现人与自然和谐共生。

3 目前我国陶瓷生产中存在的问题

3.1 能源消耗量过高

即使这些年我国陶瓷行业发展速度较快，已经进入到世界陶瓷发展前列。但是大多数企业在生产陶瓷时，仍存在能源消耗量过高问题。通过查阅资料发现，发达国家清洁能源和可再生能源利用率在50%以上，然而我国仅有29%左右。例如，我国百万美元GDP 中消耗的不可再生能源总量是美国的3 倍，1 吨煤的应用率仅有28.6%，由此可以总结出我国陶瓷生产的能源消耗量极大。同时，我国的主要能源是煤，煤不仅是不可再生能源，并且在应用中会排放大量温室气体。这种情形与低碳经济背道而驰，影响低碳经济实施效果。

3.2 矿产资源消耗量过大

在工作中可以发现，陶瓷产业对矿产资源需求量极高。通过查看矿产资源使用素材可以看到，仅仅是佛山一个地区，在一年就需要4000 万吨矿产资源原料作为支撑，平均下来每天需要消耗12 万吨。目前我国陶瓷生产主要是以抛光砖和微粉砖为主，这两类砖在生产中需要的矿产资源每年高达7000 万吨左右。由此可见，陶瓷生产矿产资源消耗量过大，对低碳经济实施和资源保护等都带来不利影响。

3.3 产品附加值较低

现今我国建筑陶瓷和日用陶瓷会大量出口到西方国家和东南亚等地区。目前部分陶瓷企业为了追求短期经济收益，忽视新兴技术研发，对产品创新重视程度较低。这样会在一定程度上弱化产品附加值，导致陶瓷行业出现严重的外形好和装饰模仿现象，忽略了陶瓷材质绿色环保性能探索，降低了低碳经济落实质量。

4 低碳经济下陶瓷生产发展策略

4.1 研发节能减排技术，实现生产低碳化

技术是促进陶瓷生产转型的重要手段，要想在低碳经济下实现陶瓷生产持续发展，就应从技术角度入手，大力研发节能减排技术，实现生产低碳化，为减少能源资源消耗、控制温室气体排放打好基础。

4.1.1 运用烧成技术生产陶瓷

该技术包含低温快烧技术和一次烧成技术这两类。前者需要工作人员掌控好烧成温度。如果温度越低，则能耗就越低。通过采用热平衡可以计算出，如果陶瓷烧成技术温度下降到100°时，单位产品热耗可以减少到10%以上，并且陶瓷烧成占用时间变短，同时间段产品生产量提高到10%，热耗还会下降到4%。因此，在陶瓷生产中应用该项技术，可以在提高生产量的同时，降低能源消耗总量，落实低碳经济要求。后者比一次半烧成和两次烧成更加节能，可以预防陶瓷在后期形成中出现裂缝现象，提高陶瓷使用期限。同时，工作人员运用该技术烧成陶瓷时，可以有效减少资源能耗量和电量高达30%以上，在降低能源需求量的同时，也进一步提升了陶瓷烧成效果。

4.1.2 运用微波辅助气体烧成技术生产陶瓷

该技术具有实用性高的特点。工作人员可以利用微波加热陶瓷生产原材料，使原材料能够在短时间快速提高自身温度，通过燃气发散出辐射热源，提升原材料坯体表面温度，防止坯体表面出现温度分布不均匀的情况。同时，通过使用该技术烧成的陶瓷，热应力和非均质性远远低于传统生产工艺，各个坯体表面温度分布均匀，内外温差小，可以快速烧成陶瓷，这样会直接减少能源消耗，实现低碳经济目标。此外，在查看国外报道资料发现，运用该技术可以使陶瓷生产量增加一倍，能源消耗成本降低到40%以下，减少有害气体排放量。

4.1.3 运用富氧燃烧技术节能

该技术可以使助燃空气中的氧气含量超过21%。一般能源在富氧下，可以直接减少燃点温度，加快富氧燃烧速度。这样既可以提升火焰强度，还能实现热传导快速传递目标。此外，通过运用该技术烧成陶瓷，可以强化能源燃烧利用率，降低火焰长度，使得火焰上部温度有所下降。这样可以弱化窑炉或蓄热室热负荷，使得陶瓷在生产中对二次助燃风量需求降低，从而合理控制温室气体排放总量，落实低碳经济生产要求。

4.2 研发新产品，实现低碳生产

新时期市场竞争激烈，产品附加值决定了销售量，与企业发展前景息息相关。如果新产品综合性能优良，则可以获取更多市场资源，为强化企业综合实力奠定良好基础。因此，在低碳经济环境中实施陶瓷生产时，陶瓷企业应积极研发新产品，实现低碳生产，加大瓷砖薄型化、轻质化研究力度，力求在提高瓷砖生产质量的同时，降低能源消耗量。一方面，企业在研究瓷砖薄型化生产工艺时，应组织专人深入调研市场陶瓷砖厚度。

现今我国陶瓷领域的砖厚度、瓷片厚度以及抛光砖度均在10 mm 以上，部分砖王的厚度已经高达25 mm。倘若在陶瓷生产中将砖厚度控制在8 mm 左右，可以使瓷砖减薄到20%以上。这样陶瓷生产中所需原材料可以节省到2500 万吨左右，标准煤消耗量可以降低到101亿kg，切实实现低碳经济发展目标。此外，近年我国推行的超薄陶瓷烧成政策，为薄型化陶瓷生产提供了技术和政策支撑。相关企业可以根据市场需求，研发出以低碳生产为主题的陶瓷薄型产品。这样可以在改善产品结构的同时，创新陶瓷生产要求，推动大规模薄板陶瓷发展。另一方面，企业在研发瓷砖轻质化时，可以从创新瓷砖内部结构入手，降低瓷砖重量。这些年我国在生产轻质砖时使用的原材料主要是以陶瓷生产废料为主。工作人员可以在发泡阶段加入发泡剂，通过高温烧制制作成陶瓷。相比同类陶瓷产品而言，轻质陶瓷在生产中所需的原材料总量可以减少到一半以上，节省超过一半的能耗量，对实现低碳经济具有积极影响。

4.3 发展循环经济，实现低碳要求

近年陶瓷行业发展前景良好，国内外陶瓷需求量较大。要想实现低碳经济，企业应从原材料和能源入手，大力发展循环经济，实现低碳要求，运用废料回收利用技术和余热回收利用技术生产陶瓷，降低企业对原材料和能源需求量。在应用废料回收利用技术时，企业可以将陶瓷废渣作为原材料进行精加工生产。根据现今市场价格估算，陶瓷原矿价格每吨已经超过70 元，但是废渣回收每吨仅需25 元，算上加工费用，运用废渣转换成原材料只需50 元即可。同时，用废渣制作而成的轻质砖和保温砖，比普通砖价格高25%。这样既减少了陶瓷废渣对环境造成的不良影响，还能节省了原材料需求量，推动低碳经济发展。企业在应用余热回收利用技术时，应运用烟气余热回收技术生产陶瓷，这样可以减少炉窑在烧成陶瓷中出现的排烟热损失量。在应用该项技术时，企业可以将其运用到原材料烘干、干燥和生产等环节中来。通过换热器回收烟气余热，进行余热助燃燃料，从而有效减少排烟热损失，提升能源燃烧使用率。在工作中发现，如果空气预热温度提升到100°以上，可以有效节省能源消耗量至5%左右。

4.4 改变窑炉技术，实现低碳目标

窑炉是生产陶瓷的重要工具。当企业在低碳经济下生产陶瓷时，可以通过改变窑炉技术，实现低碳目标，通过改善窑炉结构、挑选恰当的喷嘴、高效保温材料和涂层技术等，创新窑炉生产，力求在提升陶瓷生产质量的同时，减少原材料和能源消耗量，有效实现低碳生产目标。

首先，在改善窑炉结构时，企业可以通过调整窑炉内高的方式控制热耗和窑墙散热量。例如，当窑内部的高度从0.2 m 上升到1.2 m 时，可以直接使热耗提高到4%以上，窑墙散热也会上升到30%以上。因此，企业应适当降低窑内高度，降低热耗和窑强散热量。此外，企业可以通过调整窑内宽度的方式，减少热耗和窑强散热量。如果窑内宽度从1 m 以上提高到2 m 以上时，热耗和散热量都会降低到25%左右，窑体外壁散热损失可以降低到27%以上。其次，企业应挑选恰当的喷嘴。传统喷嘴在应用中容易出现温度控制不合理的情况，导致陶瓷生产周期变长，加大了能源消耗量。如果陶瓷在窑内烧成中温度过高，则会受到高温火焰流影响，出现浮力上升情况，导致窑内温度上高下低。这时热电偶会检测到窑内温度偏高，直接降低温度，延长陶瓷生产周期。对此，企业应根据低碳经济要求，挑选合适喷嘴，确保窑内上下温度分布均匀。这样既可以提高陶瓷生产质量，还会缩短烧成周期，切实实现低碳目标。

5 结论

综上，近年我国大力提倡低碳经济，企业在生产陶瓷的过程中应结合市场发展情形，立足新型政策要求创新陶瓷生产模式和生产技术，结合实际情况制定多种生产发展策略，研发节能减排技术，实现生产低碳化；研发新产品，实现低碳生产；发展循环经济，实现低碳要求；改变窑炉技术，实现低碳目标，通过多种方式创新陶瓷生产，确保陶瓷产业能够持续朝着绿色节能方向发展。