在世界能源消耗中，建筑物能源消耗始终占有很大的比重。2019年的中国建筑能耗研究报告中提到，2017年的建筑能耗可折算为9.47亿吨标准煤，占全国能源消费比重21.11%；建筑碳排放为20.44亿吨CO2，占全国能源碳排放量的19.5%。

在各类建筑能耗中，通过玻璃门窗损失的能耗占到整个建筑能耗的50%，冬季单玻窗损失的热量占供热负荷的30%-50%，夏季由于太阳辐射透过单玻窗使室内温度提高而导致的制冷占空调负荷的20%-30%。因此，减少玻璃门窗的热损失是降低建筑物能耗的有效途径。

节能玻璃产品的使用可以有效地降低建筑能耗。西方发达国家率先对建筑节能予以充分的重视，德国最早提出从建筑散热和阳光利用角度来获取能源是建筑节能的有效途径的观点，之后各国纷纷建立了自己的建筑节能标准，采用各种政策推进建材节能，推进节能玻璃的使用。据国外研究测算，若欧盟住宅中所有建筑物上均采用双层低辐射节能玻璃，每年可节约能源费1426.4万欧元，以及节约相当于2600万吨石油的能源量和减少高达8200万吨的CO2的排放。

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低碳低能耗“LionGlass”

由John Mauro博士领导的宾夕法尼亚州立大学研究人员的目标是通过其发明“LionGlass”将这一足迹减少一半。

从窗户到水杯，最常用的玻璃形式在技术上称为钠钙硅酸盐玻璃。这种玻璃由三种主要材料熔融制成，包括石英砂、纯碱和石灰石。纯碱是碳酸钠，石灰石是碳酸钙，二者在融化时均释放二氧化碳（CO2）。另外，制造这种常见材料需要温度高达 1500 °C (2732 °F) 的熔炉，这当然会消耗大量能源，并向大气中释放大量二氧化碳。

现在，宾夕法尼亚州立大学的研究人员改进了玻璃的配方，使其生产起来更加环保，同时也更加坚固。该团队将这种新型玻璃组合物系列称为“LionGlass”，通过将纯碱和石灰石替换为氧化铝或铁化合物，获得了新的功能。二氧化硅含量可以从 40% 到 90%（按重量计）变化。

更换碳酸盐不仅可以减少熔化过程中的直接排放，还可以将所需温度降低高达 400 °C (720 °F)。这反过来又减少了约 30% 的能源消耗，从而减少了碳排放。

LionGlass还被发现具有比标准钠钙玻璃至少高 10 倍的抗裂性。该团队在维氏金刚石压头下测试了样品，发现即使在 1 千克（2.2 磅）的力载荷下，玻璃也不会破裂 - 相比之下，普通玻璃在仅 0.1 千克（2.2 磅）的载荷下就会开始破裂（ 0.2 磅）。LionGlass 的抗裂性可能比这个更高，但这是测试设备所能达到的最高水平。

该团队表示，LionGlass 的好处在现实世界中可以成倍增加。由于其强度较高，用该材料制成的产品可以更薄、更轻。

“我们应该能够减少厚度，同时仍然获得相同水平的抗损伤能力，”该项目的首席研究员约翰·毛罗（John Mauro）说。“如果能够生产出重量更轻的产品，那对环境将更好，因为使用的原材料更少，生产所需的能源也更少。即使在下游，对于运输而言，这也减少了运输玻璃所需的能源，因此这对每个人来说都是双赢的局面。”

该团队已为 LionGlass 申请了专利，并希望能够尽快将其推向市场。

02

我国玻璃行业碳中和

建材行业是我国碳减排任务最重的行业之一，加速推进建材行业的节能降碳发展对我国“双碳”目标实现具有重要意义。作为建材行业的重要组成部分，我国玻璃工业坚持做绿色发展的实践者、先行者、创新者，在全行业的共同努力下，推动行业向薄型化、高透化、大型化、功能化“四化”发展，完成玻璃由传统建筑材料向信息显示、新能源、生命健康等领域用战略性材料的高端化转变。坚持践行绿色化发展理念，大力推进玻璃工业全氧燃烧、熔窑保温、高效除尘、脱硫脱硝、余热利用等节能降碳技术准备开发与应用，推进玻璃行业绿色化升级。

与2000年相比，我国玻璃行业的单位能耗和污染物排放水平降低50%以上，成功下线世界最大单片面积1.92㎡碲化镉发电玻璃，自主研发世界最高转换效率超20%的300mm×300mm铜铟镓硒发电玻璃冠军组件，掀起发电玻璃-BIPV技术的能源技术变革，走出了我国玻璃行业高端化、绿色化发展新路径。

2022年为国际玻璃年,这是联合国首次以单一材料来命名年份，充分肯定了玻璃在低碳经济转型中的重要地位。面对日益高涨的构建人类绿色命运共同体全球共识，面对我国“三新一高”新要求、新特征，面对党的二十大带来的时代之变、政策之变、机遇之变，玻璃工业亟需坚持问题导向、需求导向、结果导向，围绕建材行业碳达峰总体目标，以高端化、绿色化、国际化为主线，进一步提升行业发展质量、发展效能、发展水平，确保如期实现碳达峰、加快实现碳中和。

以绿色材料的新应用为导向，以供需主体联动为路径，以政策标准完善为保障，建立跨部门、跨主体协调联动机制，创新形成政策、金融、生产要素三个维度聚焦，政府、企业、院校三类主体协同，合力推动行业低碳新技术应用的新机制。

重点开展BIPV、CCUS+智慧农业等绿色场景应用普及，动态发布场景创新重大示范工程名单，探索场景导向的材料技术双向创新，助力构建零碳循环生态体系。在示范应用基础上，不断扩展绿色材料细分应用场景，积极摸索发电玻璃等绿色材料在建筑节能、公路、民航设施、绿色农业、国防军工等多个领域应用的个性化要求，有针对性地以行业标准形式，规范引导绿色材料科学使用。

同时，借助“一带一路”“南南合作”等平台，主动对接产业链上下游企业，发挥各自优势，抱团出海，在境外政治经济风险较小、资源能源丰富、物流便利的地区发展玻璃工业，带动国内玻璃装备、技术出口，构建“双循环”新发展格局。

实现玻璃行业碳中和是一场广泛而深刻的系统性变革，涉及方方面面，必须强化战略思维、拓宽战略视野、做好战略设计，凝聚全行业的智慧与力量。“玻璃创造美好世界”，在碳中和大背景下赋予玻璃新生命，在不断降碳颠覆性创新突破中赋予玻璃行业发展新动能，为我国碳中和目标早日实现贡献玻璃行业的力量。

文章来源： 中科院之声，中国建筑玻璃与工业玻璃协会，中国建材报