全球氣候變化背景下玻璃創(chuàng)新發(fā)展與趨勢

全球低碳發(fā)展的形勢。眾所周知，氣候為人類服務(wù)，人類離不開氣候。多年來全球氣候變化不斷加劇，對人類生存安全產(chǎn)生了越來越大的影響。因此，聯(lián)合國高度重視應(yīng)對氣候變化。聯(lián)合國秘書長古特雷斯先生，在去年舉行的“關(guān)乎所有人的氣候與可持續(xù)發(fā)展高級別會議”中指出，氣候變化是我們這個時代所面臨最重大的問題，正危機著所有的包容性可持續(xù)發(fā)展計劃，從貧困加劇、糧食不安全到日益嚴重的水資源壓力和環(huán)境破壞。玻璃在低碳變革中的作用。眾所周知，玻璃的發(fā)展史就是世界玻璃進步史的縮影。玻璃連接天體、解密宇宙、注目微生物、探索微觀世界。玻璃為放射性研究提供了物質(zhì)支撐，在全球又掀起了光纖通信的革命?？梢哉f，每次技術(shù)革命、技術(shù)創(chuàng)新和人類的進步都離不開玻璃的發(fā)展和玻璃的創(chuàng)新。玻璃與人類文明息息相關(guān)并將未來為全球的發(fā)展做出自己的貢獻。因此，中國政府高度重視玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來，中國玻璃從大產(chǎn)能到大產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我們時刻不忘玻璃在建設(shè)上做出的貢獻；我們時刻不忘把玻璃作為轉(zhuǎn)型、作為綠色的一種新材料。在學科建設(shè)上，中國政府明確把玻璃作為高校及研發(fā)機構(gòu)的重點學科和重點研究方向。在平臺建設(shè)上，中國政府支持以市場化的手段，以企業(yè)為核心創(chuàng)建國家級的玻璃新材料創(chuàng)新中心。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型上，中國嚴格規(guī)定淘汰落后產(chǎn)能，將500t/d以下的玻璃工廠都完全淘汰，建設(shè)新的600t/d、800t/d、1,000t/d、1,200t/d產(chǎn)能的低能耗的玻璃熔窯。推動玻璃向信息顯示、新能源、生命健康等領(lǐng)域發(fā)展。為各領(lǐng)域提供可靠的玻璃新材料。在國家的支持下，在企業(yè)的自主創(chuàng)新的發(fā)展下，在全球玻璃人的共同努力下，中國玻璃創(chuàng)新的成果不斷涌現(xiàn)，四化（玻璃薄型化、高透化、大尺寸化、功能化）的發(fā)展也取得了長足的進步。

在薄型化上，開發(fā)出30微米柔性可折疊玻璃，為柔性顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了關(guān)鍵材料的支撐；玻璃的高透化為太能玻璃的高透超薄，提供了玻璃光伏的基板材料；玻璃的大尺寸化，8.5代TFT-LCD實現(xiàn)了玻璃在液晶玻璃基板和信息顯示面板的發(fā)展；在功能化上，開發(fā)出銅銦鎵硒、碲化鎘等一系列發(fā)電玻璃，為光伏玻璃的建筑一體化發(fā)展提供了新的建筑材料在玻璃創(chuàng)新支撐下，中國目前為世界提供了90%的光伏玻璃的生產(chǎn)技術(shù)，60%的伏法玻璃的生產(chǎn)技術(shù)，30%的汽車玻璃，為世界玻璃工業(yè)發(fā)展做出了重要的貢獻。中國玻璃的快速發(fā)展，必須實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。圍繞著綠色發(fā)展，中國政府高度重視玻璃工業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和發(fā)展。提出在污染物排放總量不斷降低的前提下，讓高效除塵、脫硫脫硝一體化等應(yīng)用比例達到了百分之百。玻璃工廠SO2、NOx的排放濃度達到了行業(yè)和國際的標準。全力推廣全氧燃燒、熔窯保溫、原料優(yōu)化等節(jié)能技術(shù)。余熱發(fā)電的利用率超過了95%，從而使NOx的排放接近為零。與2000年相比，中國玻璃行業(yè)的單位能耗和污染物排放水平已經(jīng)降低了50%以上。為中國玻璃工業(yè)的低碳發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。為世界玻璃的低碳發(fā)展做出了自己的貢獻。面對未來中國碳中和的發(fā)展新要求。中國玻璃行業(yè)的科技工作者和產(chǎn)業(yè)工作者，以清潔、無碳、智能、高效為目標，明確了要用核心技術(shù)+重點技術(shù)+基礎(chǔ)技術(shù)的低碳發(fā)展的技術(shù)路線。其中核心技術(shù)就是零碳能源重構(gòu)，發(fā)展包括零碳電力以及零碳非電力資源能源，用零碳能源來為玻璃行業(yè)作為重要的轉(zhuǎn)型支撐。重點技術(shù)是以玻璃行業(yè)的零碳流程再造，用流程再造來托底。保障技術(shù)是負碳體系構(gòu)建，主要是CCUS技術(shù)來進行二氧化碳的回收和利用。核心路徑是玻璃支撐零碳能源的重構(gòu)。據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，在2060年零碳情景下，中國能源結(jié)構(gòu)占比光伏將達到35%以上。光伏將成為中國的能源里面最重要的支撐能源。不論是哪種光伏技術(shù)，晶硅、單晶硅、薄膜太陽能電池都離不開玻璃基板的支撐。因此，太陽能的產(chǎn)業(yè)就是玻璃的產(chǎn)業(yè)，在制作光伏晶硅電池的時候，高應(yīng)變點玻璃、透明導電膜玻璃等等都會成為應(yīng)用的重點。中國安徽建設(shè)的目前世界單體最大的薄膜光伏建筑一體化項目，總裝機超過10兆瓦，年發(fā)電量超過了1,100萬千瓦時，解決了整個工廠的40%的用電，經(jīng)濟和節(jié)能效益顯著。零碳非電源能源未來在氫能。用太陽能來制氫，打造光伏+氫能的零碳發(fā)展的技術(shù)方向。在氫能制備方面，綠氫是公認的發(fā)展趨勢。而在氫能應(yīng)用上，綠氫替代傳統(tǒng)能源將是玻璃行業(yè)極具前途的清潔燃燒技術(shù)。這項技術(shù)法國圣戈班公司已經(jīng)在這上面有了很大的嘗試。國際上很多玻璃企業(yè)都在這方面進行創(chuàng)新。通過太陽能發(fā)電來制氫用制氫后的解決他的儲運儲存運輸?shù)群诵沫h(huán)節(jié)，必將構(gòu)建制備利潤耦合的玻璃氫循環(huán)為玻璃工業(yè)新燃料的誕生帶來新的變革。玻璃對于零能源的支撐，關(guān)注玻璃本身-零碳流程的再造?；诓ＡУ奶攸c必須圍繞著碳中和的需求，玻璃耗能零碳化、玻璃原料零碳化、生產(chǎn)流程零碳化來形成我們技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型的核心。用零碳能源，強調(diào)綠電、氫能源燃料作為新能源的使用，最大限度減少并逐漸取代化石能源的需求。原料的零碳化，就是將玻璃原料成分的替代來減少高碳原料的使用。生產(chǎn)流程零碳化主要通過數(shù)字孿生，短流程制造，物質(zhì)和能量回收等減少高碳過程的排放。除了對創(chuàng)新性工藝技術(shù)化，玻璃工業(yè)的發(fā)展，還要呼喚顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新，這主要是體現(xiàn)在兩個方面，一個是玻璃本身結(jié)構(gòu)的技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)在玻璃工業(yè)是把玻璃配合料通過高溫熔化、澄清、冷卻、成型得到玻璃，未來應(yīng)該考慮是否有玻璃結(jié)構(gòu)復(fù)合化的顛覆性創(chuàng)新，包括有機與無機的結(jié)合、無機與金屬的結(jié)合、表面微納結(jié)構(gòu)的復(fù)合等，使玻璃更具有應(yīng)用場景，使玻璃在技術(shù)上，在應(yīng)用上，有更大的發(fā)展空間，同時在玻璃制備的空間也會有新的突破。二是在玻璃流程工藝制造中，要有顛覆性創(chuàng)新，用氣化，氣相沉積，氫能熔化，激光熔化等新型熔化技術(shù)和裝備，使玻璃不是用大窯生產(chǎn)出產(chǎn)品而是可以用小窯，用新的工藝生產(chǎn)出更優(yōu)秀、更薄、更功能化、更大尺寸的一些新的玻璃產(chǎn)品。未來我們將顛覆性產(chǎn)品和技術(shù)高度適配，為玻璃行業(yè)在新品種上和新工藝上為零碳發(fā)展提供創(chuàng)造性的支撐。路徑三是玻璃負碳體系的構(gòu)建，CCUS等負碳技術(shù)是全球?qū)崿F(xiàn)碳中和不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)路線，我們玻璃行業(yè)二氧化碳的排放盡管比其他的建材包括水泥排放量小，但是面對共同的二氧化碳的排放，我們應(yīng)該加快二氧化碳的回收和新的應(yīng)用，中國政府和中國玻璃界高度重視CCUS技術(shù)的發(fā)展并將列為未來每個項目都必須推廣都必須實施的目標。玻璃工業(yè)二氧化碳捕捉技術(shù)，通常是用物理吸附技術(shù)和化學吸附技術(shù)，其中物理吸附技術(shù)適應(yīng)于全氧燃燒熔窯，中國玻璃工業(yè)在CCUS技術(shù)上進行了很多的探索。如圖所示，已在中國安徽合肥建了650噸全氧燃燒光伏玻璃生產(chǎn)線上建成了首套5萬噸的碳捕捉集裝系統(tǒng)，捕捉的二氧化碳將為綠色植物的生產(chǎn)和衛(wèi)生醫(yī)療提供很好的二氧化碳，富碳技術(shù)耦合、零碳能源的改革、零碳流程再造必將為玻璃工業(yè)變革提供創(chuàng)新和支撐。在這次玻璃年向全球玻璃行業(yè)低碳發(fā)展發(fā)出倡議，人類是一個整體，地球是一個家園。我們都為生活在共同的這個家園而自豪。我們從事玻璃行業(yè)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)的人都深深感到責任重大。玻璃材料作為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要材料支撐，全行業(yè)可以借此國際玻璃年的契機，擔當起凝聚共識的責任，攜手共建全球玻璃綠色命運共同體。發(fā)出三個方面倡議一以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，共筑玻璃發(fā)展。建立玻璃工業(yè)低碳發(fā)展需要全球攜手努力。倡議建立全球玻璃工業(yè)低碳創(chuàng)新聯(lián)盟。這個聯(lián)盟主要開展三個方面的工作：一是組織制定全球玻璃工業(yè)低碳發(fā)展技術(shù)路線圖；二是開展玻璃工業(yè)關(guān)鍵、共性與交叉前沿技術(shù)研發(fā)攻關(guān)；三是推進低碳玻璃新產(chǎn)品新技術(shù)的示范應(yīng)用。通過我們大家的共同努力來強化玻璃工業(yè)創(chuàng)新體系的支撐體系建設(shè)。二以綠色基金為支撐，共建玻璃和諧生態(tài)。在全球玻璃低碳發(fā)展中，綠色金融是加速器。我們倡議設(shè)立全球玻璃工業(yè)綠色發(fā)展基金。該基金將全面支持玻璃+能源、玻璃+電力、玻璃+交通等跨領(lǐng)域的低碳研發(fā)，開辟多元聯(lián)動的大格局，支持玻璃產(chǎn)業(yè)鏈中小企業(yè)減排，推動全產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的脫碳發(fā)展，支持發(fā)展中國家低碳轉(zhuǎn)型，共享綠色低碳資源，支持全球所有的從事玻璃低碳發(fā)展的學者、學子來進行學術(shù)交流和發(fā)展。三倡議以開放交流為紐帶，共塑玻璃美好未來。開放是全球的共識，也是我們玻璃發(fā)展的必由之路。要加強科學普