京津冀地区平板玻璃工业双碳实施路径

李佳俊 王巧梭 武丽华 李怡 路国丽 郭沙沙

（河北建材职业技术学院 秦皇岛 066004）

0 引言

2019年1月18日召开的京津冀协同发展座谈会上，习近平总书记指出“要在生态保护机制创新上下功夫，京津冀要走在全国前列。”并坚定强调：“严防过剩产能死灰复燃……”。在过剩产能退出的同时，应更好地发展新兴绿色产业，并推动新兴绿色产业与传统高能耗产业的深度融合，尤其应注意提升区域的产业结构转化能力与区域绿色发展水平。2021年9月，中共中央国务院下发了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》（中发［2021］36号）中明确强调：“在京津冀协同发展……等区域重大战略实施中，强化绿色低碳发展导向和任务要求。”体现了京津冀地区在我国实现“双碳”目标进程中的重要地位，也为京津冀地区平板玻璃工业未来发展明确了重要导向。

1 “双碳”定义及目标的内涵

1.1 双碳的定义

双碳，即碳达峰与碳中和的简称。2020年9月，习近平总书记在第75届联合国大会一般性辩论中宣布，中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。

碳达峰，是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。

碳中和，是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。

1.2 双碳目标的内涵

双碳是中国提出的两个阶段碳减排奋斗目标。对于平板玻璃工业而言，可通过三个阶段，即减碳阶段、碳抵消中和阶段和脱碳净零排放中和阶段来逐步实施。

1.2.1 减碳阶段

所谓减碳，就是减少碳排放。主要包括减少含碳能源的使用和减少含碳资源的使用。这个阶段的目的是使行业或企业实现碳达峰。碳达峰是碳中和的基础和前提，碳达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的难度。碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的时间拐点，标志着碳排放与经济发展实现脱钩，达峰目标包括达峰年份和峰值。

2021年10月，国务院发布的《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》（国发〔2021〕23号）对碳达峰明确给出界定：一是“根据各地实际分类施策，鼓励主动作为、率先达峰” ；二是“支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先实现碳达峰”；三是“工业领域要加快绿色低碳转型和高质量发展，力争率先实现碳达峰”；四是“京津冀、长三角、粤港澳大湾区等区域要发挥高质量发展动力源和增长极作用，率先推动经济社会发展全面绿色转型”。为京津冀地区平板玻璃工业实现碳达峰指明了方向和目标。

1.2.2 碳抵消中和阶段

碳中和是指释放到大气中的碳量被从大气中取出的碳量平衡或抵消。所谓碳量平衡，是指在碳汇中排放碳和从大气中吸收碳之间达到平衡。所谓碳抵消是通过在其他地方减少碳排放来抵消一个部门的排放。可以通过投资可再生能源、能源效率或其他清洁、低碳技术以及碳交易来实现。

地方标准《企事业单位碳中和实施指南（DB11/T 1861—2021）》中对“企事业单位碳中和”的定义是：“企事业单位温室气体核算边界内在一定时间内生产（通常以年度为单位）、服务过程中产生的所有温室气体排放量，按照二氧化碳当量计算，在尽可能自身减排的基础上，剩余部分排放量被核算边界外相应数量的碳信用、碳配额或（和）新建林业项目等产生的碳汇量完全抵销。”

通过碳抵消或碳补偿来实现碳中和可视为碳中和的初级阶段。

1.2.3 脱碳净零排放中和阶段

脱碳净零排放，就是通过碳捕捉、碳利用、碳封存等技术和方式将自身排放的碳从大气中去除，而不是通过其他地方的减排进行的碳抵消。

因为任何的抵消都存有一定的风险。如通过植树造林等碳汇抵消碳排放，可能因为所造树林的失火，而使其成为碳源。所以，只有通过从大气中去除碳来达到的碳净零排放，才是真正意义的碳中和。通过脱碳净零排放来实现碳中和可视为碳中和的终极阶段。

2 京津冀地区平板玻璃工业碳排放情况

经粗略统计，2021年度京津冀地区平板玻璃工业产量1.72亿重量箱，与2006年相比增长了81%。二氧化碳排放约为620万吨，与2006年相比降低14%。单位产品的排放强度为360吨/万重量箱，与2006年相比降低52%。2006—2021年京津冀地区平板玻璃工业碳排放情况见表1。

表1 2006—2021年京津冀地区平板玻璃工业碳排放情况

单位产品的排放强度大幅减少的原因是：2006年以来，我国平板玻璃工业经历了行业准入、清洁生产、淘汰落后产能、化解过剩产能、节能减排、绿色发展等一系列政策调控和约束措施，不仅遏制了平板玻璃产能盲目扩张的散乱现象，同时使整个行业步入有序发展和高质量发展的健康之路。

3 京津冀地区平板玻璃工业双碳实施主要路径

3.1 优化产业结构和产能结构

2000年，北京市和天津市即完全淘汰了格法在内的平拉法工艺；2016年，河北省也完成此目标。自2008年4月，浮法玻璃、压延玻璃等大吨位平板玻璃工业全部退出北京市。在优化产业结构和产能结构方面取得了明显效果，但同时也应看到河北的平板玻璃产能、产量仍处于首位，天津及河北省在平板玻璃产能结构优化方面仍有一定的空间。

2022年1月17日，工信部等十部门联合发布《关于促进制造业有序转移的指导意见》（工信部联政法〔2021〕215号）提出：“在满足产业、能源、碳排放等政策的条件下，支持符合生态环境分区管控要求和环保、能效、安全生产等标准要求的高载能行业向西部清洁能源优势地区集聚”。

3.2 节能降碳是双碳实施路径中的重中之重

浮法玻璃生产线节能降碳主要路径如图1所示。

图1 浮法玻璃生产线节能降碳主要路径

3.2.1 减少含碳能源的使用

（1）节约使用清洁低碳燃料

目前平板玻璃熔窑使用的主要燃料有重油、天然气、发生炉煤气、石油焦、煤焦油、焦炉煤气等。表2为2006—2021年京津冀地区平板玻璃燃料使用情况。

从表2看出，京津冀地区平板玻璃熔窑主要燃料从2006年以重油为主，转变为2021年以天然气为主。

表2 2006—2021年京津冀地区平板玻璃燃料使用情况

从表1和表2可以看出，平板玻璃碳排放强度与燃料之间存在必然关系。所以使用清洁低碳燃料，且减少使用量显得尤为重要。表3为平板玻璃工业需普及推广的节能技术。以往所有行业研究开发的节能技术都具有较好的适用价值，应加大成熟节能技术、工艺、装备的普及推广，从而有序推动生产线的改造升级。

表3 平板玻璃工业需普及推广的节能技术

续表3

（2）探索使用绿色无碳燃料

建立替代原燃材料供应支撑体系，支持有条件的平板玻璃企业实施天然气、电气化改造提升，推动平板玻璃行业能源消费逐步转向清洁能源为主。大力推进能源的节约利用，不断提高能源精益化管理水平。加大绿色能源使用比例，鼓励平板玻璃企业探索玻璃熔窑氢气、沼气、生物燃料燃烧控制技术；鼓励企业利用自有设施、场地实施太阳能分布式发电等，提升企业能源“自给”能力，减少对化石能源及外部电力依赖。平板玻璃工业使用的绿色无碳燃料工艺技术情况见表4。

表4 平板玻璃工业使用绿色无碳燃料工艺技术

3.2.2 减少含碳资源的使用

（1）探索使用低碳原料

在平板玻璃生产过程中，生产使用的原料中含有碳酸盐如石灰石、白云石、纯碱等在高温状态下热分解产生的CO2排放及生产过程中碳粉中的碳被氧化成CO2排放量占总排放量的27%左右。例如，用霞石类的硅酸盐原料替代碳酸盐，或者通过引入锂长石等助熔剂和澄清剂、调整玻璃配方以降低碳酸钠的用量可以有效减少原料在生产过程中的CO2排放量。

（2）增加碎玻璃含率

碎玻璃作为熟料，有利于配合料的熔化、澄清和节能降耗、提高产能、降低成本。目前，碎玻璃加入的比例一般为原料总量的18%～30%，探索碎玻璃增加至50%以上。

根据实验证明，每千克碎玻璃熔成1350 ℃的玻璃熔体，需要消耗热能1465 kJ，而相应的配合料熔成1350 ℃的玻璃熔体，需要消耗热能2512 kJ。每使用1吨废（碎）玻璃，可以节约0.58吨标准煤，减少二氧化碳气体排放1.26吨，减少固体废弃物排放1.16吨。

3.3 通过碳抵消实现碳中和的主要途径

在实现碳达峰之后，可以通过生态固碳、碳排放权交易及利用生产可助力其他领域节能减碳的产品来实现碳中和。平板玻璃工业实施碳中和的主要途径见表5。

表5 平板玻璃工业实施碳中和的主要途径

3.4 通过脱碳净零排放实现碳中和的主要途径

平板玻璃工业可通过碳捕捉技术、碳利用技术和碳封存技术来实施净零排放。目前，碳捕捉技术主要有点源CCUS技术、生物质能碳捕捉与封存技术、直接空气碳捕捉与封存技术等。碳利用技术主要有将CO2融入混凝土等矿化技术、合成氢技术及CO2促进之物生长等生物技术。碳封存技术主要有利用含水层封存CO2技术、强化采油技术等。

这些技术并非完全适于平板玻璃工业，需要进一步探索、开发适于平板玻璃工业实施脱碳净零排放的技术。

4 结语

“十四五”时期是碳达峰的关键期、窗口期，我国平板玻璃工业已进入以降碳为重点发展轨道、推动减污降碳协同增效、促进行业发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。对低碳技术、零碳技术、负碳技术等技术创新的需求增大。根据国家双碳目标与实施策略，在京津冀、长三角、珠三角等地区率先探索双碳实施路径，为其他地区打造样本与借鉴。京津冀地区平板玻璃工业应厘清减排阶段性特征，识别减排障碍因子，开展低碳技术集成示范的作用。