从南风古灶龙窑，到现代化的辊道窑，火，是佛山陶瓷产业500多年来不变的主题。工业革命以来，陶瓷、水泥、玻璃生产、金属冶炼等高温工业大量燃烧矿物燃料作为能源，向大气中排放了数以万亿吨的二氧化碳等温室气体，造成全球气候变暖，带来一系列气候变化和自然灾害。为了人类的生存和发展，我国承诺在2030年实现碳达峰，即碳排放量不再增加。如何在发展产业的同时实现节能减排？高温工业面临着重大的技术挑战。

佛山仙湖实验室。

为攻克高温工业碳达峰、碳中和的难题，仙湖实验室零碳燃烧团队将研究聚焦于氨气。与天然气、石油等化石燃料不同，氨气在理想的燃烧过程中不产生二氧化碳，只产生氮气和水；而与氢气相比，氨气的制取、运输成本相对较低，是比较理想的零碳燃料。

仙湖实验室与佛山欧神诺陶瓷有限公司合作的首条氨燃烧零碳窑炉。

然而，理想与现实还有不小的距离，团队首先面临的是氨气不易燃的问题。它的燃烧速度非常的慢，为了实现在工业窑炉中高速稳定燃烧，团队在燃烧器的优化设计上下功夫，通过CFD计算机高仿真模拟、制作燃烧器缩比模型，研究人员尝试了16种方案，测试燃料与空气的不同混合方式、比例燃烧效果。最终定稿一款可以实现氨气稳定燃烧的设计方案，空气、燃料混合气体在燃烧器单元内旋转、加速、喷出，充分混合的气体在窑炉内燃烧。数百个这样的零碳燃烧单元便组成了一条采用零碳燃料的陶瓷窑炉。

研发团队在攻克氨气不易燃难题的同时，也注重开发氨气燃烧超低氮氧化物排放控制技术。团队在设计之初就考虑了在燃烧器内设置分级燃烧，从源头减少了氮氧化物的产生；同时，在窑炉内直接喷射氨气将氮氧化物还原为氮气和水；最后一步在尾气处理装置中加装SCR催化器，以氨气作为还原剂，进一步的降低氮氧化物。三项技术结合，确保窑炉尾气超低氮氧化物排放，远低于陶瓷行业排放限值。

仙湖实验室的工作人员正在对零碳窑炉进行调试。

陶瓷产业是佛山的支柱产业之一，它也是碳排放的大户，氨零碳燃烧技术为陶瓷等高温工业找出了一条零碳的技术路线。目前，首块零碳燃烧技术生产的瓷砖已经在试验线中下线，相信不久的将来，氨零碳燃烧技术将应用于大规模的陶瓷工业生产。

仙湖实验室与欧神诺的工作人员正在检查零碳窑炉试产的瓷砖。