劉志海
資料表明,截止2021年底全球有92個國家的1139家公司擁有玻璃熔爐2218座,玻璃年生產(chǎn)能力21216.5萬t。其中,平板玻璃熔窯578座(包括451座浮法玻璃熔窯),年生產(chǎn)能力10704.5萬t;玻璃容器熔窯1215座,年生產(chǎn)能力9732.8萬t;玻璃餐具熔窯425座,年生產(chǎn)能力779.2萬t(表1)。
表1 全球玻璃工業(yè)產(chǎn)能情況
2016—2021年間全球玻璃以5.2%的速度發(fā)展,經(jīng)預(yù)測,2022—2030年全球玻璃行業(yè)仍將以4.1%~5.3%速度發(fā)展。
2021年全球平板玻璃產(chǎn)量約10160萬t,同比增長5%,人均產(chǎn)量13 kg。其中,中國產(chǎn)量5083.2萬t(101664.7萬重量箱),同比增長7.5%,占全球平板玻璃總產(chǎn)量的50.0%,人均產(chǎn)量36 kg;歐盟產(chǎn)量1170萬t,同比增長8.6%,占全球產(chǎn)量的11.5%,人均產(chǎn)量27 kg;俄羅斯產(chǎn)量241.8萬t,同比增長11.2%,占全球產(chǎn)量的2.4%,人均產(chǎn)量16.9 kg;美國產(chǎn)量449.5萬t,同比增長13.1%,占全球產(chǎn)量的4.4%,人均產(chǎn)量13.5 kg;日本產(chǎn)量99.4萬t,同比增長8.3%,占全球產(chǎn)量的1%,人均產(chǎn)量7.9 kg(表2、表3)。
表2 全球及主要生產(chǎn)地區(qū)或國家平板玻璃產(chǎn)量及人均產(chǎn)量
表3 主要生產(chǎn)地區(qū)或國家平板玻璃產(chǎn)量占比 %
續(xù)表2
整體來看,世界上約90%的平板玻璃是通過浮法玻璃工藝生產(chǎn)的。平板玻璃原片通過精細(xì)加工可制造成鋼化玻璃、單向透視鍍膜玻璃、耐高壓玻璃、耐高溫玻璃、隔音玻璃、防紫外線玻璃、防彈玻璃、防爆玻璃、中空玻璃、夾層玻璃、薄化玻璃等具有某一種特殊功能或特殊工藝的,用于建筑、工業(yè)生產(chǎn)的特種玻璃或技術(shù)玻璃制品。
從產(chǎn)品數(shù)量上看,中空玻璃產(chǎn)品細(xì)分市場占主導(dǎo)地位,2021年占比超過44.0%,其次鋼化玻璃。
從應(yīng)用領(lǐng)域來看,72%的平板玻璃及制品用于建筑,即具有隔熱、防火、耐火、隔音等節(jié)能、環(huán)保性能優(yōu)良的窗玻璃,28%用于汽車等其他領(lǐng)域。
從地域來看,亞洲、北美和歐洲是平板玻璃的前三大生產(chǎn)地和消費地。2021年亞太地區(qū)占據(jù)市場主導(dǎo)地位,約占全球收入的61.0%。受疫情影響,2021年中東和非洲地區(qū)的增長放緩,但很快就出現(xiàn)了反彈。根據(jù)美國人口普查局的數(shù)據(jù),從2020年到2021 年,美國南部新建的私人住宅數(shù)量增加了6.7%。預(yù)計這種增長趨勢將在接下來的幾年中持續(xù)下去,從而導(dǎo)致產(chǎn)品需求增加。
玻璃是一種具有很強不可替代性能的材料,其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷發(fā)展,且越來越多地與其他材料相結(jié)合用于高科技領(lǐng)域,幾乎沒有其他任何人造材料像玻璃一樣能在如此多的領(lǐng)域和學(xué)科中提供如此多的可能性。
由于玻璃的化學(xué)耐腐蝕和惰性,反射、彎曲、透射和吸收光的光學(xué)性能,絕緣等電學(xué)性能,表面堅硬(耐刮擦和耐磨)和彈性等機械性能等獨到的特性,使其總能處于技術(shù)的最前沿。其成就數(shù)不勝數(shù),玻璃在太空探索、醫(yī)學(xué)研究、光學(xué)和電信、新材料、新能源等領(lǐng)域應(yīng)用中取得了巨大進(jìn)步。平板玻璃及制品的發(fā)展趨勢主要包括:
(1)節(jié)能、環(huán)保、智能的建筑玻璃有極大的發(fā)展空間
用于建筑物的特種玻璃將在建筑物實現(xiàn)節(jié)能減碳以及零碳建筑、負(fù)碳建筑中發(fā)揮強大作用。如低輻射膜、自潔凈膜等各種功能的鍍膜玻璃、涂膜玻璃等的廣泛應(yīng)用;用于光敏、可切換或電致變色玻璃的智能鏡子和高度絕緣的玻璃窗,用于保密區(qū)域空間的電屏蔽鍍膜玻璃等。
(2)新能源玻璃將大行其道
玻璃在新能源方面的作用越來越明顯,如光伏壓延玻璃、光伏超白浮法玻璃以及發(fā)電玻璃,已成為新能源的基礎(chǔ)材料,是光伏產(chǎn)業(yè)、光熱產(chǎn)業(yè)不可或缺的材料之一,并在BIPV中大行其道。
(3)高強度的玻璃將拓寬玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域
如果任何類型的玻璃的強度是其當(dāng)前強度的數(shù)倍或數(shù)十倍,市場上就會出現(xiàn)新產(chǎn)品和機會,如高空棧道安全玻璃、超薄鋼化電子玻璃以及更輕、更薄的夾層玻璃、真空玻璃等。一些應(yīng)用已經(jīng)使玻璃強度提高了2~6倍。
(4)更多玻璃集成或組合將展現(xiàn)玻璃的潛能
玻璃中的功能集成可以成為OLED照明、觸摸屏、視聽顯示器等的理想基板,為汽車提供混合動力和電動汽車電力的光伏天窗,能評估人體健康狀況玻璃鏡,體積更小、性能最好的光伏、光熱組件等。還有可彎曲玻璃、抗刮擦玻璃、音頻玻璃、可調(diào)光玻璃等。
為了進(jìn)一步提高玻璃性能,需要進(jìn)行基礎(chǔ)研究,特別是對玻璃表面的結(jié)構(gòu)、其位點上的化學(xué)反應(yīng)以及這些反應(yīng)位點如何與分子相互作用。對玻璃物質(zhì)的理解需要硬科學(xué)和突破。盡管需要大量投資,但積極的研究成果可以帶來無限的機會。
2021年全球玻璃容器及餐具產(chǎn)量9100萬t,同比增長5.7%,人均產(chǎn)量11.6 kg。其中中國產(chǎn)量2794.7萬t,同比增長12%,占全球總量的30.7%,人均產(chǎn)量19.8 kg;歐盟產(chǎn)量2464.3萬t,同比增長4.9%,占全球總量的27.1%,人均產(chǎn)量55.1 kg;俄羅斯產(chǎn)量360.4萬t,同比減少5.9%,占全球總量的4%,人均產(chǎn)量25.1 kg;美國產(chǎn)量549.7萬t,同比增長2.0%,占全球總量的6%,人均產(chǎn)量16.6 kg;日本產(chǎn)量102.1萬t,同比增長4.1%,占全球總量的1.1%,人均產(chǎn)量8.1 kg(表4、表5)。
表4 全球及主要生產(chǎn)地區(qū)或國家玻璃容器及餐具產(chǎn)量及人均產(chǎn)量
表5 主要生產(chǎn)地區(qū)或國家玻璃容器及餐具產(chǎn)量占比 %
2021年啤酒等酒精飲料占市場的最大份額,因為玻璃不會與飲料中存在的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),因此可以保留這些飲料的香氣、濃度和風(fēng)味,使其成為包裝的最好選擇。
玻璃奶瓶有卷土重來的趨勢。除奶制品消費可持續(xù)性增長之外,健康意識是促使客戶改用玻璃的另一個因素。來自《國家地理》《時代》《商業(yè)內(nèi)幕》《衛(wèi)報》和《紐約時報》等權(quán)威的研究以及世界各地大學(xué)發(fā)表的研究論文,都凸顯了使用玻璃瓶相對塑料瓶具有較強的優(yōu)勢特性。
由于玻璃瓶的惰性,制藥和化學(xué)工業(yè)在需求增加中更喜歡使用玻璃包裝,預(yù)計亞太地區(qū)的增長率將更為顯著。因為中國、印度、日本和澳大利亞等國家對玻璃包裝的需求更為強勁。
(1)提高碎玻璃利用率
通過提高碎玻璃的利用率,大大降低了純堿、石灰石等碳酸鹽原料的消耗,以及溶解過程中的能源消耗,大大減少了CO2排放量。玻璃包裝是100% 可回收的,從環(huán)境角度來看,這使其成為理想的包裝選擇。6 t再生玻璃直接節(jié)約資源6 t,減少二氧化碳排放1 t。2020年,歐盟玻璃容器及餐具回收利用率為80.0%,日本碎玻璃的實際利用率為77.6%。
未來為了進(jìn)一步提高碎玻璃的使用率,可能存在保持和提高碎玻璃質(zhì)量、碎玻璃區(qū)域分布不均、增加其他有色碎玻璃的使用等問題。
(2)促進(jìn)玻璃瓶的輕量化
通過減輕每個玻璃瓶的重量,可以減少原材料和燃料的使用量,并且?guī)缀蹩梢猿杀壤販p少CO2排放量。此外,玻璃瓶的重量減輕有助于減少卡車在運輸過程中的燃料。如日本2020年每瓶重量為170.6 g(比上年下降2.4 g),總體趨勢是更輕的玻璃瓶,包括那些容量更小的玻璃瓶。
(3)提高玻璃瓶制造工藝的良率
較低的產(chǎn)品良率會導(dǎo)致多余的玻璃熔化,從而增加能源使用和二氧化碳排放量。造成產(chǎn)量(產(chǎn)品良率)降低的因素包括:①玻璃瓶需求下降導(dǎo)致產(chǎn)能利用率下降;②產(chǎn)品批量小、產(chǎn)品種類多樣化導(dǎo)致?lián)Q模損失增加??赏ㄟ^重組生產(chǎn)設(shè)施和提高換模操作的效率來提高產(chǎn)量。
統(tǒng)計資料表明,2021年,全球玻璃和玻璃器皿出口總額為868億美元,同比2020年的734億美元增長了18.3%,同比2017年的712億美元增長21.9%。
從單獨的國家或地區(qū)來看,出口額排在前15位的出口額650.6億美元,占全球出口額的75%;排在前5位的分別是中國大陸、德國、美國、法國和中國香港,5家出口額417.6億美元,占全球總出口額的近一半(48.1%),見表6。
表6 出口額排在前15位的國家與地區(qū)
排在前15出口國和地區(qū)中,同比2020年增長最高的玻璃及玻璃器皿出口國是:比利時(增長27.9%)、馬來西亞(增長26.2%)、波蘭(增長24.1%)和西班牙(增長23.6%),只有中國香港地區(qū)的玻璃和玻璃器皿出口量出現(xiàn)平穩(wěn)下降。
凈出口是指總出口值減去其總進(jìn)口值,2021年玻璃和玻璃器皿的正凈出口額排在前15位國家或地區(qū)見表7。
表7 凈出口額排在前15位的國家與地區(qū)
2021年,中國在玻璃及玻璃器皿的國際貿(mào)易中產(chǎn)生最高順差,證實了中國對該特定產(chǎn)品組的強大競爭優(yōu)勢;比利時扭轉(zhuǎn)-2240萬美元的逆差。
2021年玻璃和玻璃器皿的正凈出口負(fù)值最大的國家是美國,表8列出了凈出口負(fù)值排在前15位國家或地區(qū)。
表8 凈出口負(fù)值排在前15位的國家與地區(qū)
續(xù)表8
從地域來看,亞洲供應(yīng)商在2021年出口的玻璃和玻璃器皿價值最高,出口額為408億美元,占全球總出口額的47%。排在第二位的是歐洲出口商,占40.9%,而另外9.6%的全球玻璃和玻璃器皿出貨量來自北美供應(yīng)商。其他洲出口額較小,如非洲1.3%、拉丁美洲(不包括墨西哥但包括加勒比地區(qū))1%,以及以澳大利亞和新西蘭為首的大洋洲0.1%。
從玻璃產(chǎn)品來看,容器及餐具出口占26.7%(其中瓶子、罐子出口占15.5%,餐具、廚具、衛(wèi)浴用品、室內(nèi)玻璃裝飾品出口占11.1%);平板玻璃出口(壓延玻璃及軋制玻璃型材占4.7%)17.9%;玻璃纖維、玻璃棉及相關(guān)制品出口占16.2%;鋼化和夾層安全玻璃出口占13.3%,中空玻璃出口占2.6%,玻璃鏡出口占9.2%;實驗室或制藥玻璃器皿出口占1.5%,其他玻璃制品出口占4.4%。