零碳燃烧，一块瓷砖可以有多“卷”

近年来，我国高度重视氢能技术和产业发展。今年全国两会期间，加快氢能产业发展首次被写入政府工作报告；我国最长的氢能高速——京沪氢能走廊于4月首次完成千里跨区域运输测试；氢能源汽车也在补能、续航等方面不断取得技术新突破……在加速推动能源结构调整优化的当下，氢能正逐步成为能源转型的重要力量，在电力、交通、工业等领域的需求持续增加。

但氢能产业在加快创新应用普及的同时，还面临着制取技术瓶颈、大规模储运难等挑战。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局印发《氢能产业发展中长期规划（2021－2035年）》，指出“探索开展可再生能源制氢在合成氨、甲醇等行业替代化石能源示范”。发展更具成本优势，可化解储运难题的氨氢融合技术路径，成为了拓展氢能产业应用场景的有效手段之一。

“碳”索能源新质生产力

“中国氢能看广东，广东氢能看南海。”说到氢能，不得不提到佛山市南海区。

今年9月，佛山市南海区在氢能产业领域的动作不断。先是落地了国内规模最大的氢能两轮车示范项目，首批500辆氢能两轮车已于9月14日投放使用，并计划在2025年底实现全区范围内投放15000辆。随后本土陶瓷企业蒙娜丽莎“全球首条陶瓷工业氨氢零碳燃烧技术示范量产线”（以下简称“示范量产线”）宣布于9月26日正式投产。

陶瓷产业是佛山市的传统支柱产业，也是工业领域能源消耗多、固体废物量产生大的产业。随着氢氨融合技术在工业领域，逐步应用于大功率窑炉、高温制造、氨能发电、工业冶金等方面，其也被看作是当下解决高温制造业向清洁低碳转型的重要途径。

“中国作为制造大国，高温工业如发电、陶瓷、水泥、玻璃等是碳排放的主要来源，占据全国碳排放量的70%以上，开发低碳排放或零碳排放高温制造技术迫在眉睫。”佛山仙湖实验室战略科学家、澳大利亚工程院院士程一兵表示，氢气和氨气作为两种可再生的无碳燃料，是研究的重点方向。此外，氨气较氢气更加安全，且目前氢能产业的发展还有制氢成本、储运安全等不少“未解难题”需要各方努力。

“我在澳大利亚一直关注高温燃烧工业陶瓷材料的研究。”程一兵表示，当他2021年来到佛山仙湖实验室，看到庞大的陶瓷产业体量面临着绿色低碳转型之痛，便逐渐将研究兴趣转移到对陶瓷制备的低碳和零碳制造技术的研发上。

佛山仙湖实验室是广东省重点建设的第三批省级实验室，由佛山市政府、武汉理工大学和佛山市南海区政府合作共建。2021年12月27日，该实验室联合佛山欧神诺陶瓷有限公司、佛山市德力泰科技有限公司成立了“先进零碳燃烧技术联合创新研发中心”。

但采用氨气实现零碳燃烧，要攻克的技术难题依旧不少，其中最重要的就是让氨气保持稳定燃烧，并减少氮氧化物的排放。“氮氧化物本身也是温室气体，如果不能解决它的低排放，我们的技术就失去了生命力。”程一兵说道。

经过一年多的研发与测试，项目研发团队解决了氨燃料可控点火、可控稳定燃烧、氮氧化物排放和残留氨的控制等多项技术难点，开发出了具有自主知识产权的纯氨燃烧器，以及污染物排放控制技术，并在欧神诺实验窑完成了技术中试和示范生产。

技术难题攻坚后，接下来更为重要的一步是如何应用到具体的产业和产业链上。

推动氨氢融合新能源实现量产应用

作为氨氢零碳燃烧技术走向产业化的重要一环，蒙娜丽莎氨氢零碳燃烧技术项目在2023年12月正式启动，并从今年4月到9月，经历了佛山仙湖实验室、蒙娜丽莎、德力泰、欧神诺、安清科技等五方，历时五个月的量产线改造，从使用天然气改造成使用氨气。

“建陶产业作为一个与国计民生息息相关的传统产业，其高排放量成为了当下急需解决的技术问题。”在蒙娜丽莎集团董事长兼总裁萧礼标看来，瞄准氨氢零碳燃料技术，蒙娜丽莎选择在现有陶瓷薄板绿色示范生产线的基础上进行技术升级、燃料替代，这是一次大胆的尝试。

据蒙娜丽莎介绍，该条生产线原为蒙娜丽莎为陶瓷产业绿色发展所打造的标杆示范线，曾承担国家“十一五”科技支撑重大项目、《建材工业“十二五”发展规划》技术研发与技术改造的重点发展项目，是国内第一条“干压成型陶瓷薄板生产线”，同时也是国内第一条采用液化天然气烧成陶瓷板的生产线，行业首个国家级环保科技项目“建筑陶瓷数字化绿色制造成套工艺技术与装备”试行线，集结了国内陶瓷薄板自主研发的设备、工艺技术以及建陶产业绿色制造核心技术，被称为行业绿色发展孵化器。

蒙娜丽莎氨氢零碳燃烧技术示范车间实景

此次，随着氨氢零碳燃烧技术的引入，以及相关氨氢零碳燃烧供给系统、配套等的逐渐完善，这条生产线也再次被赋予了绿色低碳新内涵。改造后的示范量产线总长150米，年产量达150万平方米，可实现0%-100%任意比例天然气掺氨混合燃烧。若以100%纯氨作为燃料，可直接将二氧化碳排放量降为零。

不仅如此，为了攻克陶瓷窑炉零碳燃烧产业化的核心技术难点，蒙娜丽莎集团还与佛山仙湖实验室共建了陶瓷窑炉零碳燃烧产业化技术创新联合体，推动零碳燃烧技术产业化落地，并计划未来在该示范量产线推进屋顶光伏项目，为行业提供一个高度自动化、全面智能化的可复制零碳智造解决方案。

“应该说，不仅我们的技术是国际领先的，整个的装备设备也是国际一流的。在氨氢融合新能源领域，我们确实做到了世界领先。”程一兵说道。

据悉，未来氨氢零碳燃烧技术还将逐步应用于佛山160条陶瓷板（砖）生产线，预计可直接减少二氧化碳排放66.5万吨/年。而若将该技术推广应用于广东全省的电厂、陶瓷、建材、钢铁、有色金属、化工等高温工业，按10%热值掺氨燃烧计算，可减少碳排放约2000万吨/年；若为纯氨100%燃烧，可减少碳排放约2亿吨/年。

“现在有了氨氢零碳燃烧技术，陶瓷这些高温制造业就不再是高能耗、高污染了。”谈及一年前，佛山市委副书记、市长白涛对此的评价，程一兵至今记忆犹新。

加快氨氢供应体系建设

随着氨氢零碳燃烧技术逐步推广，如何保证氨氢的稳定供应和安全输送，也将迎来新挑战。

“佛山是制造业大市，南海是制造业强区，工业总产值已超万亿，在陶瓷、有色金属等优势产业中，大量的高能耗企业有用能转型的需求。经过初步测算，陶瓷、金属加工、火力发电等企业一年的能耗如果转化为氨，需求量在630万吨，需求是非常的巨大，前景也是非常的广阔。”在佛山市南海区发展和改革局局长张家玉看来，氨氢供应体系的打造是南海区绿色发展的现实需求。

以蒙娜丽莎氨氢零碳燃烧示范量产线投产为契机，佛山南海区正式出台了《佛山市南海区氨氢供应体系建设规划方案》，提出在国内率先构建全面覆盖“区-镇-企”三级的氨氢供应网络，以确保氢能资源的稳定供应和高效利用。

张家玉表示，南海区将全力推动“1+8+N”布局，目标至2030年底，建成1个一级储氨母站，8个二级分布式储氨子站点，1张覆盖全区的氨氢储、供网络，形成“供应布局合理、来源充足稳定、配送便捷有序、应用氛围浓厚、经济绿色发展”的良好局面。

蒙娜丽莎集团示范储氨站

目前，蒙娜丽莎自建自用的30吨级示范储氨站已成功投入使用。该储氨站作为南海区氨氢供应体系的关键组成部分，不仅标志着南海区氨氢供应体系建设取得了实质性进展，也为南海区树立了示范标杆，为区域内其他企业提供了宝贵借鉴。在程一兵看来，这些成果的取得，离不开市区政府的大力支持。“在一个非化工园区，建设10吨级以上的氨站，是前所未有的。”

一直以来，氢能和氨氢融合装备制造产业集群被南海区看作是重点培育的特色产业集群之一。今年2月，南海区便出台了《佛山市南海区打造氢能和氨氢融合装备制造千亿产业集群实施方案（2024-2030年）》，明确以政策先行、创新驱动、优势牵引、龙头带动为原则，建设绿色氨氢供应体系，促进经济社会绿色低碳转型，打造独具南海特色的现代化产业发展新模式。

在此次示范量产线投产仪式上，方向陶瓷等陶瓷行业的企业，以及豪美新材、坚美、华昌、伟业等铝业企业，也纷纷与储氨站建设方签订了合作框架协议。伴随这些企业的加入，南海区氨氢供应体系的阵容将进一步壮大，为区域内企业采用新能源技术带来信心。

蒙娜丽莎氨氢零碳燃烧技术示范车间

“氨氢零碳燃烧技术示范量产线投产，是蒙娜丽莎引领行业绿色发展的又一突破，是南海科研成果本地转化的成功实践，为其他行业低碳转型提供了新的范式。氨氢供应体系的建设，将有效缓解我区‘缺氢少氨’问题，为氨氢融合零碳燃烧技术的推广应用提供坚实保障。”佛山市南海区委书记顾耀辉说道。

“双碳”目标提出以来，蒙娜丽莎也在经历一场自内而外的低碳转型，并逐步加大了对工业节能减排、新型绿色低碳技术、清洁能源技术等共性技术的研发投入，通过清洁能源利用、技术工艺革新、生产流程优化等促进生产端减碳去碳。示范量产线的投产，汇集了省级重点实验室、陶瓷行业龙头企业、科技企业等一系列创新力量，不仅是蒙娜丽莎在实施低碳转型过程中迈出的重要一步，为推动传统陶瓷产业绿色发展提供解决方案；也是南海区积极推动氨氢绿色能源在工业领域广泛应用的重要布局，随着技术的普及，将惠及南海区更多的高温制造业，助力实现区域内产业协同发展，减少对化石能源的依赖。

作者：刘蕾