8月的正午，佛山仙湖实验室的科研人员正与陶瓷企业员工一起，在“零碳燃烧”中试线上测试新技术、新装备，以调整参数，增加适配度。
佛山是我国建筑陶瓷之都，有陶瓷生产线280多条。作为佛山支柱产业之一，陶瓷产业既是地方经济发展的“顶梁柱”，但也是节能减排的“硬骨头”。近年来，一批陶瓷生产线在高能耗和高碳排放的双重压力下退出市场，全省陶瓷工业总产值也有所下降。如何让陶瓷产业既“既绿色又红火”？党的二十届三中全会强调，聚焦建设美丽中国，加快经济社会发展全面绿色转型，健全生态环境治理体系，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。佛山仙湖实验室探索氨氢融合新能源，实现“零碳燃烧”关键核心技术突破，成功烧制出全球第一块“零碳瓷砖”，全球首条量产线也将在年内完成调试。未来，该技术有望被推广至金属加工、火力发电等更多高温工业，助力广东实现“双碳”目标。

为陶瓷窑炉定制
零碳“升级包”

氢电池已被广泛应用于交通、储能等领域，氢本身也是一种高效的燃料。液氨的储运技术较为成熟，且运输成本较低，既可以作为储存氢的介质，同时也是相对廉价的零碳燃料。走氨氢融合，或纯氢、纯氨的零碳燃烧之路，能满足佛山陶瓷产业对绿色低碳发展的现实需求。这是一条全循环、可再生的“零碳之路”——无论燃烧氢气还是燃烧氨气，生成物都是氮气、水等清洁产物，没有碳排放。实际上，火力发电、金属加工等高温工业，都能受惠于零碳燃烧技术。作为省实验室之一，佛山仙湖实验室围绕现实需求，自2020年起开始集中攻关相关技术。

仙湖实验室。图源：佛山市新闻传媒中心

选中陶瓷产业作为第一个突破口，是因为其生产线相对简单，容易定制出零碳“升级包”。“陶瓷生产线最核心部分是窑炉的燃烧器，通俗地说就是烧制陶瓷的地方。”仙湖科技氢氨新能源事业部总经理龚聪文介绍，传统陶瓷窑炉以天然气或者水煤气为燃料，如果要混用氨气或者完全用氨气替代，就需要重新设计燃烧器，“技术难点有很多，既要实现可控的纯氨点火、稳定的高温燃烧火焰，还要降低氮氧化物和残余氨排放。”花了1年多时间研究，技术团队取得突破，开发出一套可任意比例混用氨气、天然气的燃烧器。接下来，他们迫切需要一条中试生产线，验证新技术新装备的可行性。龚聪文说，为了验证新技术新装备的可行性，他们与陶瓷企业欧神诺陶瓷深度合作，建成长30米、日产能10万平方米的全球首条氨燃料陶瓷窑炉中试线，促进新技术真正落地转化为新质生产力。除了改造燃烧器，这个“升级包”还有另外两个部分——燃料供给系统，提供稳定可靠的氨气来源；监测和处理尾气的系统，实现超低氮氧化物排放和高温高湿环境下的高精度烟气在线监测。改造完成后，这条中试线可以使用任意比例的氨气、天然气混合气体作为燃料。如果以100%氨气作为燃料，就能把二氧化碳排放量减少到零，使其真正成为一座“零碳窑炉”。在佛山仙湖实验室、欧神诺陶瓷、德力泰科技、广东安清科技四方共同努力推动下，这里成功烧出全球首片质量合格的“零碳瓷砖”。经第三方环评机构现场测试，窑炉尾气排放完全符合国家标准。该成果入选“全球建材十大科技新闻”。第一片“零碳瓷砖”烧制成功后，技术团队没有停步，而是根据生产实际，探索烧制出不同规格、颜色、表面材质的瓷砖，满足不同的市场需求。

推动高温工业走上
“绿色转型路”

从2017年到2020年，广东陶瓷行业有221条生产线（年产能7.18亿平方米）退出，陶瓷工业总产值减少350亿元，超3万人因此转行。仅在佛山，那3年就有67条生产线退出。如今，佛山仙湖实验室希望通过推广零碳燃烧技术，提高陶瓷行业的绿色产能，形成集群效应，把企业重新招引进来。澳大利亚工程院院士、佛山仙湖实验室战略科学家程一兵说：“陶瓷行业接下来面临的是‘双碳’技术的洗牌。”如何实现节能降碳、推进绿色转型，成为众多陶瓷企业共同关心的问题。佛山德力泰、欧神诺陶瓷、蒙娜丽莎集团等头部陶瓷企业先后与佛山仙湖实验室接触商谈，由该实验室牵头成立“零碳燃烧技术联合创新研发中心”，由企业出资，开发零碳燃烧产业化技术。

中试平台与佛山本土企业德力泰联合研制开发的燃烧器。图源：佛山市新闻传媒中心

实验室里的新技术，在中试平台上变成看得见、摸得着、可规模化生产的产品，让企业吃下“定心丸”。蒙娜丽莎集团下定决心，投入一条量产线进行改造。程一兵表示，年内完成调试、正式点火后，这将成为全世界第一条零碳生产陶瓷的量产线，长150米，设计年产能达120万平方米。龚聪文算了一笔“双碳”账：只要生产线混入氨气替代天然气，就相当于实现局部的“碳达峰”，单条线的碳排放不会再增加；随着零碳燃烧技术逐步复制到更多生产线，每条线混入氨气的比例逐步增加，减排效果倍增，陶瓷产业逐步走向“碳中和”，产业也就有了更多发展空间。用的人越多，能源单价越低——随着陶瓷产业对绿色氢氨能源的需求增加，绿色氢氨的制备、储运等技术继续成熟，其作为燃料的单价有望进一步下降，加上碳排放权等的限制，天然气的价格优势将逐步消弭。能源单价越低，用的人也就越多——有了更经济的绿色氢氨能源，水泥窑炉、玻璃窑炉、冶金工业、火力发电等场景都有望跟上“零碳”步伐。陶瓷产业是仙湖实验室推进氨氢融合、绿色转型的第一步。作为佛山的另一大支柱产业，铝型材加工产业同样需要用到高温燃烧。但与陶瓷产业相比，铝型材加工产业用到的加热炉种类更多，因而研发适配起来需要更多时间。龚聪文透露，佛山仙湖实验室今年已购置了陶瓷、金属加工、发电三大高温工业领域10余台常用的加热炉。“从陶瓷产业突破，把氨氢融合的产业化道路走通，让包括铝型材加工产业在内的传统高温工业在新质生产力加持下完成转型升级。未来，佛山的‘双碳’目标一定会完成得很好。”龚聪文说。