日用玻璃行业碳排放特征及减排举措

日用玻璃行业碳排放特征及减排举措

付震,唐永

山东景耀玻璃集团有限公司 山东省临沂 276624

摘要：日用玻璃行业的重油、煤炭使用量较大，行业附加值有待提升。为了实现绿色低碳发展目标，日用玻璃行业应重视碳排放问题，通过减排行动来提高高质量发展水平。本文对日用玻璃行业的碳排放特征进行分析，并提出了调整原料结构、使用清洁型能源、充分利用余热以及提升能源利用率等减排建议，以此为日用玻璃生产企业优化生产系统提供参考思路。

关键词：日用玻璃行业；碳排放特征；减排举措

各个行业在国家节能减排的号召中，都需要围绕国家“双碳”目标，即力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，展开内部升级与改造工作，从而实现低碳发展目标。玻璃属于能源消耗量较高的行业，生产玻璃时会排放出大量的CO2。日用玻璃产品可为医药、饮料、食品等行业提供其所需的包装材料，常见产品主要有玻璃材质的包装容器、器皿与保温瓶胆等。我国的日用玻璃行业综合能耗高于其他发达国家，现对该行业的碳排放特征与减排举措展开研究。

1日用玻璃行业碳排放来源与特征

1.1碳排放源分类

日用玻璃的生产体系中主要有以下三种碳排放源：其一，燃烧化石原料产生温室气体，熔制玻璃液以及退火环节中需要对燃料进行燃烧，如天然气、重油或者煤；生产期间，吊车、铲车以及叉车等车辆在运输与搬运原料时，需要燃烧柴油或者汽油，以此获取行驶动力；食堂运行期间则需要使用液化石油气。其二，原料在进行碳酸分解时会排放出大量温室气体，这一排放源在玻璃熔窑之中，生产玻璃材料时，需要运用的原料中含有纯碱、白云石与石灰石等碳酸盐物质，这些物质在高温环境中会进行分解活动。其三，购入生产所需的热力及电力时形成的碳排放，电机、空压机、退火炉等设备运行均需要有电力与热力能源的支持。

1.2主要特征

采用不同燃料的企业的实际单位产品碳排放量见表1。碳排放量最大的是以煤为生产的主要燃料的企业，远超以天然气及重油为生产燃料的企业。而在当前的日用玻璃行业中，有近60%的企业的主要燃料均为煤，采用重油的企业占比在25%左右，采用天然气的企业仅为15%左右[1]。不少日用玻璃企业都在持续提升生产水平，引入并运用了轻量化技术以及全氧燃烧技术，对熔窑展开环保节能化改造，从而降低能耗量与碳排放量，但是相比其他日用玻璃生产技术先进的发达国家，在节能减排方面仍有进步空间。

表1 不同燃料类型日用玻璃企业单位产品碳排放量

化石燃料是当前日用玻璃企业的主要碳排放源，其占比在48.61%到64.67%之间，热力与电力使用所形成的碳排放占比范围在27.6%到40.14%，原料碳酸分解在碳排放中的占比仅为7.73%到11.25%。将碎玻璃添加到日用玻璃产品中，并且使其占比处于30%到70%之间，以此可以将原料分解所排放的温室气体量降低。平板玻璃与日用玻璃不同，若碎玻璃使用量过大，产品质量将无法得到保障，因此其碳排放占比偏高。

产品产量是影响日用玻璃企业碳排放量的关键因素，随着该类产品的产量降低，碳排放量也越来越低。该行业的准入门槛不高，行业内的市场竞争存在无序化与低层次的特点，企业的产品也有同质化的倾向，产品产量高，能量消耗也达到峰值[2]。而随着行业监管力度加强，行业规范制度实施，大气污染治理需求日益紧迫，大量的未使用环保型生产设备的生产厂家被直接关停，产能扩张的情况也有所好转，该行业逐步从追求产量的粗放型发展模式过渡为追求高质量的新发展模式。

燃料结构同时是影响该类企业碳排放情况的重要因素，国家不断增强清洁能源的推行力度，日用玻璃企业也对熔窑展开技术升级工作，逐步采用电熔窑与天然气熔窑，以此也增强了碳排放控制能力。

2日用玻璃行业的减排举措

2.1调整原料结构

日用玻璃生产环节需要运用纯碱材料，其也是碳排放的关键来源之一。因此企业可对成形性能与熔化温度等因素进行分析，将纯碱的使用量降低，在选择澄清剂时，可优先采用苛性钠，以此实现生产期间的碳排放量控制目标。通过使用活性原料有助于加快硅酸盐的产生速率，玻璃均化与澄清速度也能够随之加快，熔制温度得以有效降低的同时，硅酸盐的使用量也能够随之下降，在选择K2O的替代Na2O时，可选择锂辉石、锂长石或者锂云母。在熔制玻璃的环节中，若添加碎玻璃，只需要将其熔化为玻璃液，并不需要排放过量的温室气体。因此可在日用玻璃的原料配方中，提升碎玻璃所占的比例，最高可达到90%。

2.2提升能源利用率

日用玻璃企业窑炉结构设计优化，运用全氧燃烧技术后，制备玻璃液时所用的燃料量将大幅降低，产品品质也能够得到改善。但运用该技术需要的技术成本也更高，因此该技术大多被运用到品质要求较高的玻璃产品的生产活动中。在纯氧燃烧技术中，所用的氧化剂为纯氧气体，该技术能够将燃烧中的过剩空气系数降低，减轻排烟损失，使燃料实现充分燃烧，确保燃料形成更高的燃烧效率。对比马蹄焰熔窑与采用全氧燃烧技术的玻璃熔窑，后者的节能量最高可达到34%。

2.3有效运用清洁能源

企业所用的煤气发生炉设备的热效率约为79%，发生炉将煤转化成煤气时，往往会损失1/4的热量，热转化效率不高，除了会带来过高的碳排放数值之外，还会生成VOCS、SO2、含酚废水等污染物[3]。面对国家对于玻璃行业提出的减排要求，其可以对熔窑燃料作出调整，选择天然气作为主要燃料，同时引入电辅助加热或者电加热等技术。

2.4对余热进行回收与再利用

日用玻璃企业可通过对生产余热进行回收再利用，来增强减排能力。该类企业的熔窑排烟温度范围为300℃到400℃间，企业大多借助余热锅炉来对熔窑热量进行回收，并将其运用到其他生产环节中。而在平板玻璃生产系统中，大多借助余热发电锅炉来实现对烟气余热的回收，并将其转化为电力能源，满足生产线的用电需求，余热利用率更高。当前日用玻璃企业的熔窑熔化量不高，烟气量也很低，不具备余热发电所需的技术条件。随着生产水平提升，企业可逐步增加投入量，扩大熔窑规模，而后可实现对余热发电技术的有效应用。

预热日用玻璃产品的配合料，需对其实施粒化处理。先借助烟气余热来对配合料进行加热，使各个不同组分之间形成相互反应，增强整体受热能力，提升熔制效率，缩短熔化时间，从而减少能耗。

3结论

购入与使用热力以及电力能源、碳酸盐原料成分分解以及燃烧化石燃料是日用玻璃行业碳排放的主要来源。面对紧迫的减排发展目标，日用玻璃企业应强化环保意识，积极响应国家的低碳转型号召，调整原料配方，加大对清洁能源的使用率，实现对余热能源的充分利用，不断推进技术升级，弥补环保短板。

参考文献

[1]资双德.日用玻璃生产企业碳中和路径研究[J].中国资源综合利用,2022,40(07):181-183.

[2]宁可,孙晓峰,陈达,高山.日用玻璃行业窑炉烟气治理技术与工程实例[J].中国环保产业,2022(07):22-25.

[3]马玉聪.碳减排对平板玻璃熔化技术发展影响[J].玻璃,2021,48(04):30-33.