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皇冠网址app:以小见大!从欧洲能源危机看各国玻璃产业现状和历史长河中的玻璃

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欧洲能源危机似乎随着爆出的“负气价”新闻迎来了反转,然而欧洲制造业并没有开心起来。俄乌冲突的常态化让原本的廉价俄罗斯能源彻底远离了欧洲制造业,当其他行业都在忙不迭地向东方迁离的时候,原本发达的欧洲玻璃行业却因为生产熔炉需要24小时不间断工作而陷入更深重的困境:玻璃虽然无处不在,但玻璃行业不是必需品行业,并不在很多欧洲国家的能源优先保障名单上,说停就停可能就是须臾间的事情;玻璃企业迁离产能不易但再造一个生存线倒也不难,难的是娇贵的玻璃制品长途运输意味着成本大幅增加……欧洲最古老的玻璃制造商和玻璃行业传统重镇都传出了减产的消息。



目前而言,欧洲能源危机对玻璃行业的影响有多少?各国的玻璃产业现状如何?历史长河的玻璃有着怎样的故事?


欧洲玻璃:竞争力强


玻璃无处不在,从窗户、汽车挡风玻璃、电脑及手机屏幕,到药品、饮料及酒类的包装材料。因此不光是玻璃制造商被直接牵扯其中,世界上最古老的玻璃制造商Riedel准备关闭停产。在生产过程中需要玻璃的企业也在共同分担风险,包括汽车制造商、玻璃瓶制造商甚至摩天大楼建造商。


玻璃行业的一个突出特点是,熔化玻璃的熔炉必须24小时不间断地工作。一旦冷却,就会导致生产设施损坏。这也意味着,一旦作为能源的天然气停止供应,整个工厂必须停止运营并承担损失。


欧洲玻璃行业面对能源危机,看似局面凶险,其实还未到伤筋动骨的地步,盖因玻璃行业的竞争,早早从原料、工艺、成本转为科技要素。不断演进的科技让古老的玻璃材质更加百变,玻璃工业的技艺革新决定着很多产业的发展方向与速率。在这方面,欧洲积淀深厚。


玻璃有着特别的质地与无穷的可塑性,加入不同元素、以不同温度制成,都将使玻璃的属性千变万化,透明度、耐久性、稳定性、坚硬度、柔韧性、厚薄度……玻璃制造的技术含量在于,要吃透对基础科学的理解并经过无数次的比例试验,才能不断试析、研发出新的玻璃成分,开发出适宜的产品。


具体来说,欧洲能源危机给玻璃产业的上下游也带来一些影响。


为了应对能源风暴,欧洲各国已经制定了应急方案,在最坏的情况下,可能会对能源密集型行业实行天然气配给制度。但是现在玻璃行业面临的问题是,作为非必需品行业,他们在欧盟的能源优先配给名单中究竟处于哪个位置。


目前已经有部分企业高管和行业分析师担心,一旦玻璃供给出现严重短缺,可能会让昔日大流行期间的供应中断再度上演。


欧洲汽车企业颇为担忧。媒体称,奥迪汽车战略主管Silja Pieh近期以玻璃为例,表示天然气危机将引发新一轮的零部件短缺。


大众汽车表示,公司正在增加窗户、挡风玻璃等零部件库存,并且致力于寻找欧洲之外不受天然气危机影响的供应商。


欧洲啤酒行业也正在承受重压。目前部分玻璃瓶生产商已经被迫关闭工厂或限制生产,其他生产商则已经提高价格。


德国啤酒制造商Brauerei C. & A. Veltins的发言人表示,由于玻璃成本上涨约90%,明年公司可能不得不提高啤酒售价。发言人提及,通常情况下公司会一次性购买全年所需的玻璃瓶,约5000万瓶,并为此租用了额外的仓库。


牛奶行业也未能幸免,英国最大的家庭牛奶配送服务公司Milk&More已经开始寻找解决方案。公司首席执行官Patrick Müller表示,Milk&More正努力将其玻璃瓶的使用次数从25次增加至30次,为此公司给瓶内增加涂层,给生产机械增添润滑剂,并且还配备扫描仪以便在瓶子出现破损时进行精准定位。


Milk&More的目标是每年减少使用50万个牛奶瓶,降幅约14%,Müller对此表示:


我认为,行业的首要任务是要降低成本。


玻璃制造中心也被迫削减产量。威尼斯Murano自13世纪以来一直是玻璃制造中心,但是贸易组织Promovetro Murano的总裁Luciano Gambaro表示,由于在过去一年间天然气价格上涨了900%,因此该地区的玻璃生产商已经减少了大型雕塑、花瓶和枝形吊灯的产量。


德国玻璃协会此前曾表示,“断气”或将致使玻璃行业每家工厂面临5000万欧元的损失。一旦出现停产,工厂甚至有爆炸的风险,重建工厂可能需要短则几个月长则两年的时间,这对整个欧洲市场来说是十分沉重的打击。


美国玻璃:专利多

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从传统的建筑、交通、农业、家居、汽车,到电子信息显示、智能装备、新能源行业、光电新材料等,玻璃的应用领域越来越广,产业规模逐年攀升。以电子玻璃这一细分领域来说,越来越薄的玻璃基板一旦生变,将引发数千亿相关产业领域的产值动荡。


玻璃领域同样存在“卡脖子”现象,美国康宁公司拥有该领域最多的专利,大量主流手机品牌都得仰仗康宁公司提供防摔、抗刮擦的手机屏幕,著名的“大猩猩玻璃”一度横扫全球业界,华为也是在自主研发出高端屏幕玻璃技术后才摆脱了这一掣肘。



全球智能玻璃市场年均增长率超过10%,在玻璃行业的科技竞赛里,节能化、超薄化是标配,向信息化靠拢,针对不同应用场景研发有不同“黑科技”的特种玻璃才能更好地应对未来竞争。


我国玻璃:仍在追赶


我国是玻璃生产大国,也在浮法玻璃、光伏玻璃等方面有不俗成绩,但国产玻璃行业的科技实力总体处于继续追赶的状态。行业集中度也欠佳,大量中小型玻璃企业面临整合,具有核心技术的行业龙头企业需要更加深入的技研与更多的成果产出,以满足高端、多样化和个性化需求。疫情初期“国产疫苗玻璃瓶是否够用”的惊呼虽是虚惊一场,但当时我国在中硼硅玻璃管的生产品控上确实存在一些问题,后来才予以解决。


玻璃行业未来市场的增长点并不在于整体产量的增加,而是在需求结构升级所明确的更多高科技品种和更高的质量之上。接下来,还需以科技深度赋能玻璃制造,让玻璃和技术的精确融合推动智能玻璃的发展。


历史长河中的玻璃


无论是古代还是现代,玻璃通常都由二氧化硅(SiO₂)或硅石制成,具有原子排列不规则的无定形结构。在石英中,原子以重复的模式固定在规则间隔的位置上;但在玻璃中,同样的构件:与一对氧原子结合的硅原子(SiO₂),却被排列得乱七八糟(译者注:玻璃为非晶体,其内部原子呈无序堆积状态;石英为晶体,其内部原子按一定规律周期重复地排列)。


考古学家发现,玻璃珠的历史最早可追溯到公元前3000年。基于相同材料和技术的釉出现得更早,但直到青铜时代晚期(公元前1600年至公元前1200年),玻璃才真正在埃及、希腊迈锡尼和美索不达米亚等近东地区(位于现在的叙利亚和伊拉克)开始使用。(译者注:釉和玻璃都是硅酸盐类产品,二者最主要的区别在于成分不同,釉的成分是金属氧化物,玻璃的成分主要是非金属氧化物(SiO₂))


和今天不同的是,那个时代的玻璃通常色彩饱和、不大透明,且其原料(二氧化硅)的来源是破碎的石英石而非沙子。聪明的古人想出了绝妙的办法,能将破碎石英石的熔化温度降低到青铜时代的熔炉所能达到的最低温度:利用沙漠植物的灰烬。


这些灰烬中其中含有大量的盐(如碳酸钠或碳酸氢盐),沙漠植物中还含有石灰(即氧化钙),能使玻璃更加牢固。古代的玻璃制造商还添加了能赋予玻璃颜色的材料,如能呈现深蓝色的钴和能呈现黄色的锑酸铅。这些成分在熔体中融合,形成了今天研究人员探寻古代玻璃奥秘的化学线索。


材料学家马克·沃尔顿来自美国伊利诺斯州埃文斯顿的西北大学,他说:“我们可以分析古代玻璃生产过程中使用的原材料,然后找到玻璃的来源。”在2021年的《材料科学研究前沿进展年鉴》中[3],他与其他研究者合著了一篇关于材料科学、考古文物和艺术品的文章。


但是,这些“化学线索”给研究人员带来的发现也并不多。大约20年前,当肖特兰和同事们调查玻璃的起源时,那些来自埃及、近东地区和希腊的玻璃由于化学组成极其相似,很难利用当时的技术将其区分开来。


不过,蓝色玻璃是个例外。这要归功于出生于波兰的化学家亚历山大·卡兹马尔奇克的工作。上世纪80年代,他发现铝、锰、镍和锌等元素与钴一起,能使玻璃呈现深蓝色调。通过检测这些元素的相对含量,他的团队甚至追踪了用于将玻璃“染”成蓝色的钴矿石,找到了其在特定的埃及绿洲中的矿源。


从卡兹马尔奇克研究的“终点”开始,肖特兰着手研究古埃及人是如何处理这种钴矿石的。这是一种叫做明矾的含硫酸盐化合物,不会融入到玻璃中。但在实验室里,肖特兰和同事们再现了青铜时代晚期的工匠们可能用来制造兼容颜料的一种化学反应[4]。他们创造出了一种深蓝色的玻璃,看起来很像埃及出土的蓝色玻璃器物。


这条玻璃鱼是在阿马尔奈一所相当简陋的私人住宅中发现的,与其他一些物品一起被埋在石膏地板下,它可能曾经被用来装盛药膏 | CREDIT: © THE TRUSTEES OF THE BRITISH MUSEUM


在本世纪初的几年里,一种相对较新的方法为古代玻璃的研究开拓了新思路:激光剥蚀-等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)(译者注:一种原位、微区、微量元素分析技术),该技术能利用激光去除材料中肉眼看不见的微小斑点。(肖特兰表示,相比用锤子直接敲掉一块,这种方法更容易被博物馆接受。)然后,它使用质谱分析法测量一组元素,从而形成样品的化学指纹图谱。(译者注:化学指纹图谱:某些复杂物质(如中药、细胞DNA等)经适当处理并采用一定的分析手段后,得到的能标示其化学特征的色谱图或光谱图。)


基于这种方法,2009年,肖特兰和沃尔顿等人对希腊出土的青铜时代晚期玻璃珠进行了分析[5]。其中一些研究人员提出,这些玻璃珠可能拥有自己的“生产车间”。分析显示,希腊出土的玻璃有近东地区或埃及的特征,这一结果支持“希腊从这两个地方进口玻璃”的观点:尽管希腊可能有加工玻璃的能力,但这里出土的玻璃并非“本地产品”。分析还显示,埃及所产玻璃的镧、锆和钛含量较高,而近东地区所产玻璃的铬含量较高。


来源:观剡财经,赛先生书店,华尔街见闻

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