全球气候变化背景下玻璃创新发展与趋势

全球低碳发展的形势。众所周知，气候为人类服务，人类离不开气候。多年来全球气候变化不断加剧，对人类生存安全产生了越来越大的影响。因此，联合国高度重视应对气候变化。联合国秘书长古特雷斯先生，在去年举行的“关乎所有人的气候与可持续发展高级别会议”中指出，气候变化是我们这个时代所面临最重大的问题，正危机着所有的包容性可持续发展计划，从贫困加剧、粮食不安全到日益严重的水资源压力和环境破坏。玻璃在低碳变革中的作用。众所周知，玻璃的发展史就是世界玻璃进步史的缩影。玻璃连接天体、解密宇宙、注目微生物、探索微观世界。玻璃为放射性研究提供了物质支撑，在全球又掀起了光纤通信的革命。可以说，每次技术革命、技术创新和人类的进步都离不开玻璃的发展和玻璃的创新。玻璃与人类文明息息相关并将未来为全球的发展做出自己的贡献。因此，中国政府高度重视玻璃产业的发展。近年来，中国玻璃从大产能到大产业发展。我们时刻不忘玻璃在建设上做出的贡献；我们时刻不忘把玻璃作为转型、作为绿色的一种新材料。在学科建设上，中国政府明确把玻璃作为高校及研发机构的重点学科和重点研究方向。在平台建设上，中国政府支持以市场化的手段，以企业为核心创建国家级的玻璃新材料创新中心。在产业转型上，中国严格规定淘汰落后产能，将500t/d以下的玻璃工厂都完全淘汰，建设新的600t/d、800t/d、1,000t/d、1,200t/d产能的低能耗的玻璃熔窑。推动玻璃向信息显示、新能源、生命健康等领域发展。为各领域提供可靠的玻璃新材料。在国家的支持下，在企业的自主创新的发展下，在全球玻璃人的共同努力下，中国玻璃创新的成果不断涌现，四化（玻璃薄型化、高透化、大尺寸化、功能化）的发展也取得了长足的进步。

在薄型化上，开发出30微米柔性可折叠玻璃，为柔性显示产业的发展提供了关键材料的支撑；玻璃的高透化为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实现了玻璃在液晶玻璃基板和信息显示面板的发展；在功能化上，开发出铜铟镓硒、碲化镉等一系列发电玻璃，为光伏玻璃的建筑一体化发展提供了新的建筑材料在玻璃创新支撑下，中国目前为世界提供了90%的光伏玻璃的生产技术，60%的伏法玻璃的生产技术，30%的汽车玻璃，为世界玻璃工业发展做出了重要的贡献。中国玻璃的快速发展，必须实现高质量发展。围绕着绿色发展，中国政府高度重视玻璃工业的绿色转型和发展。提出在污染物排放总量不断降低的前提下，让高效除尘、脱硫脱硝一体化等应用比例达到了百分之百。玻璃工厂SO2、NOx的排放浓度达到了行业和国际的标准。全力推广全氧燃烧、熔窑保温、原料优化等节能技术。余热发电的利用率超过了95%，从而使NOx的排放接近为零。与2000年相比，中国玻璃行业的单位能耗和污染物排放水平已经降低了50%以上。为中国玻璃工业的低碳发展奠定了良好的基础。为世界玻璃的低碳发展做出了自己的贡献。面对未来中国碳中和的发展新要求。中国玻璃行业的科技工作者和产业工作者，以清洁、无碳、智能、高效为目标，明确了要用核心技术+重点技术+基础技术的低碳发展的技术路线。其中核心技术就是零碳能源重构，发展包括零碳电力以及零碳非电力资源能源，用零碳能源来为玻璃行业作为重要的转型支撑。重点技术是以玻璃行业的零碳流程再造，用流程再造来托底。保障技术是负碳体系构建，主要是CCUS技术来进行二氧化碳的回收和利用。核心路径是玻璃支撑零碳能源的重构。据相关机构预测，在2060年零碳情景下，中国能源结构占比光伏将达到35%以上。光伏将成为中国的能源里面最重要的支撑能源。不论是哪种光伏技术，晶硅、单晶硅、薄膜太阳能电池都离不开玻璃基板的支撑。因此，太阳能的产业就是玻璃的产业，在制作光伏晶硅电池的时候，高应变点玻璃、透明导电膜玻璃等等都会成为应用的重点。中国安徽建设的目前世界单体最大的薄膜光伏建筑一体化项目，总装机超过10兆瓦，年发电量超过了1,100万千瓦时，解决了整个工厂的40%的用电，经济和节能效益显著。零碳非电源能源未来在氢能。用太阳能来制氢，打造光伏+氢能的零碳发展的技术方向。在氢能制备方面，绿氢是公认的发展趋势。而在氢能应用上，绿氢替代传统能源将是玻璃行业极具前途的清洁燃烧技术。这项技术法国圣戈班公司已经在这上面有了很大的尝试。国际上很多玻璃企业都在这方面进行创新。通过太阳能发电来制氢用制氢后的解决他的储运储存运输等核心环节，必将构建制备利润耦合的玻璃氢循环为玻璃工业新燃料的诞生带来新的变革。玻璃对于零能源的支撑，关注玻璃本身-零碳流程的再造。基于玻璃的特点必须围绕着碳中和的需求，玻璃耗能零碳化、玻璃原料零碳化、生产流程零碳化来形成我们技术创新和转型的核心。用零碳能源，强调绿电、氢能源燃料作为新能源的使用，最大限度减少并逐渐取代化石能源的需求。原料的零碳化，就是将玻璃原料成分的替代来减少高碳原料的使用。生产流程零碳化主要通过数字孪生，短流程制造，物质和能量回收等减少高碳过程的排放。除了对创新性工艺技术化，玻璃工业的发展，还要呼唤颠覆性的技术创新，这主要是体现在两个方面，一个是玻璃本身结构的技术创新，现在玻璃工业是把玻璃配合料通过高温熔化、澄清、冷却、成型得到玻璃，未来应该考虑是否有玻璃结构复合化的颠覆性创新，包括有机与无机的结合、无机与金属的结合、表面微纳结构的复合等，使玻璃更具有应用场景，使玻璃在技术上，在应用上，有更大的发展空间，同时在玻璃制备的空间也会有新的突破。二是在玻璃流程工艺制造中，要有颠覆性创新，用气化，气相沉积，氢能熔化，激光熔化等新型熔化技术和装备，使玻璃不是用大窑生产出产品而是可以用小窑，用新的工艺生产出更优秀、更薄、更功能化、更大尺寸的一些新的玻璃产品。未来我们将颠覆性产品和技术高度适配，为玻璃行业在新品种上和新工艺上为零碳发展提供创造性的支撑。路径三是玻璃负碳体系的构建，CCUS等负碳技术是全球实现碳中和不可缺少的关键技术路线，我们玻璃行业二氧化碳的排放尽管比其他的建材包括水泥排放量小，但是面对共同的二氧化碳的排放，我们应该加快二氧化碳的回收和新的应用，中国政府和中国玻璃界高度重视CCUS技术的发展并将列为未来每个项目都必须推广都必须实施的目标。玻璃工业二氧化碳捕捉技术，通常是用物理吸附技术和化学吸附技术，其中物理吸附技术适应于全氧燃烧熔窑，中国玻璃工业在CCUS技术上进行了很多的探索。如图所示，已在中国安徽合肥建了650吨全氧燃烧光伏玻璃生产线上建成了首套5万吨的碳捕捉集装系统，捕捉的二氧化碳将为绿色植物的生产和卫生医疗提供很好的二氧化碳，富碳技术耦合、零碳能源的改革、零碳流程再造必将为玻璃工业变革提供创新和支撑。在这次玻璃年向全球玻璃行业低碳发展发出倡议，人类是一个整体，地球是一个家园。我们都为生活在共同的这个家园而自豪。我们从事玻璃行业研发和产业的人都深深感到责任重大。玻璃材料作为实现可持续发展的重要材料支撑，全行业可以借此国际玻璃年的契机，担当起凝聚共识的责任，携手共建全球玻璃绿色命运共同体。发出三个方面倡议一以科技创新为引领，共筑玻璃发展。建立玻璃工业低碳发展需要全球携手努力。倡议建立全球玻璃工业低碳创新联盟。这个联盟主要开展三个方面的工作：一是组织制定全球玻璃工业低碳发展技术路线图；二是开展玻璃工业关键、共性与交叉前沿技术研发攻关；三是推进低碳玻璃新产品新技术的示范应用。通过我们大家的共同努力来强化玻璃工业创新体系的支撑体系建设。二以绿色基金为支撑，共建玻璃和谐生态。在全球玻璃低碳发展中，绿色金融是加速器。我们倡议设立全球玻璃工业绿色发展基金。该基金将全面支持玻璃+能源、玻璃+电力、玻璃+交通等跨领域的低碳研发，开辟多元联动的大格局，支持玻璃产业链中小企业减排，推动全产业链、供应链的脱碳发展，支持发展中国家低碳转型，共享绿色低碳资源，支持全球所有的从事玻璃低碳发展的学者、学子来进行学术交流和发展。三倡议以开放交流为纽带，共塑玻璃美好未来。开放是全球的共识，也是我们玻璃发展的必由之路。要加强科学普