中國水泥工業消納社會廢棄物與發達國家的差距
2009-09-27 00:00
水泥工業在消納社會廢棄物、發展循環經濟方面正發揮著日益顯著的作用，作出了很好的成績。世界許多發達國家的水泥工業經歷了20多年不斷探索和改進的歷程，現今它們的水泥廠已經成為消納社會各種工業廢棄物的主要場所之一，這是城市經濟圈內清潔高效消納生活垃圾和下水污泥等廢棄物的頗具優越性的一種解決方案，是發展循環經濟中不可或缺的一個環節。因為歐美日的實踐業已證明，利用現代的預分解水泥窯消納各種含有可燃質的廢物，既可充分利用其殘留的熱值，還能徹底于凈地處置其燃燒后的殘渣，消除二次污染隱患;加之水泥窯適應范圍廣，可以消納各種狀態(固體、液體、膏狀等)的廢料，處置能力很大;而且是在生產水泥熟料的同時就可以安全地消納掉可燃廢料，充分發揮已有水泥窯的生產熟料與消納可燃廢料的雙重功效，比新建垃圾填埋場或焚燒廠等辦法經濟得多，收效更快。
水泥工業消納社會廢棄物的途徑，除了上述的將可燃廢料用作替代化石燃料(煤、石油、天然氣)以外，還可以將各種工業廢渣，例如鋼鐵廠的高爐礦渣和火電廠的粉煤灰等用作混合材摻于水泥熟料中一并粉磨成水泥;有的工業廢料還可以用作水泥原料以替代天然的石灰石、粘土或鐵礦石等，例如電石渣、硫酸渣、夾層上、脫硫石膏等。此外，還有一些廢料可以兼用作替代原料和替代燃料，例如煤研石、河道淤泥、動物骨肉等。
基于多年來筆者對德日美諸國水泥工業在消納社會廢棄物方面的跟蹤研究，茲進一步搜集核查了它們2007年的詳細資料與數據(表1)，并將我國水泥工業的情況一并列出，以資比較。
從表1可知，在水泥工業消納社會廢棄物方面，我國與德日美等發達國家有諸多不同情況，在理念和技術上也還有所差距，茲闡述之。
1 我國看似消納混合材不少，實為部分超摻濫摻所致
比較表1第4項的噸水泥利廢總量可以看出，我國為390kg/t，表面上該數值與德日相差不大，比美國的225kg/t“先進”得多。其實，這是我國水泥中大量摻用混合材，平均高達30%，以質次價廉的混合材充當水泥熟料，以犧牲水泥品質換取水泥產量的結果。這里談不上什么混合材的深加工和充分發掘其潛質，及在確保水泥品質的前提下盡量替代部分熟料的先進理念和技術措施。
背負著半個多世紀的歷史包袱，我國市場上無形中長期并存著兩種不太相同的水泥，即所謂的回轉窯水泥和立窯水泥。據調查，2007年我國新型干法窯水泥占總產量的55%，以立窯為主的落后水泥占45%;其中前者中的混合材平均摻用量為20% ,而后者中則高達40%以上。這證實了新型干法窯水泥在摻用混合材方面是遵循國家水泥標準的，而許多超摻濫摻的行徑大都發生在立窯水泥。或許可以說，這也是立窯水泥賴以生存而長期養成的一種惡習。好在隨著近年來立窯的大量淘汰，相信這種亂象將會趨于根治。
總體來說，因上世紀50年代受前蘇聯的影響，我國水泥工業在消納利用混合材方面是比較積極的，也取得了一定的成績，這點應予肯定。如果剔除立窯水泥故意超摻濫摻的因素，我國水泥中混合材平均摻用量約為20%～25%，比較符合實際情況。今后應在混合材深加工和挖掘其潛質等各方面加強研發工作。
2 我國原料和石膏的替代率尚有較大提升空間
表1中第7, 8兩項的天然水泥原料和天然石膏被各種社會廢棄物所替代的數量占其水泥生產中原需總消費量的百分數，分別稱為原料替代率與石膏替代率。與德日相比，我國的原料替代率較低(7.8%)，主要是用硫酸渣或銅礦渣等替代天然鐵粉;用粉煤灰、赤泥或冶煉礦渣等替代部分粘土質原料;以及用電石渣替代石灰石。今后的研發方向是擴大水泥廠本身原料礦山資源的利用率，要把礦山開采時所有的山皮土、夾層土、廢石等全部用盡。加強消納鑄造砂、淤(污)泥、建筑垃圾、各種灰渣等的研發，擴大各種替代原料的范圍。
至于石膏替代率，我國顯然比發達國家的低很多，這主要是因為我國火電廠的煙氣脫硫措施是近年剛開始實施的，脫硫石膏來源尚不多之故。相信隨著電廠脫硫的普及，水泥廠的石膏替代率就會相應提高。
3 我國替代燃料的應用十分滯后，須急起直追
說到替代燃料的試用，我國水泥工業起步并不晚，十幾年前(比歐洲稍晚3一6年)，當時的上海金山和北京昌平水泥廠就開始少量采用替代燃料了。然而因涉及環保、市政、環衛、融資、財稅、資源配置、利益分配等一連串盤根錯節和錯綜復雜的體制障礙，我國水泥工業燒廢料的進程長期處于停滯狀態，只有依靠國家主管部門和各省市政府進行全面引導，實施強有力的協調，才能打破僵局。
從表1第11項燃料替代率的數值可知，我國在這方面的差距與發達國家相比多么懸殊。嚴格地講，替代燃料在我國至今尚未真正地用起來。業內有識之士呼吁奔走了近10年，隨著形勢的發展，現今各方面的條件或已接近“水到渠成”，還須加緊付諸行動，取得實效。
鑒于各國的國情，可以提供或需要水泥工業用作替代燃料的廢棄物并不完全相同。美國水泥工業在上世紀70年代就開始燒廢輪胎，而且延續至今廢輪胎仍占水泥工業替代燃料總量的70%(按熱量計，下同)。2007年廢輪胎在德國水泥工業總替代燃料中則占18%，日本僅為5%;廢家具、廢塑制品、廢油、廢溶劑等在日本約占60%，德國為50%;預處理后的城市垃圾和下水污泥等在德國約占25%，日本為15%左右。在美國和德國石油焦是列于水泥工業的替代燃料中的，其熱值高達8500kJ/kg。據調查，我國水泥工業的替代燃料中廢輪胎和石油焦卻很少(因另有他用)，當前需要水泥廠協同處置的主要是城市垃圾和下水污泥，以及廢油、廢溶劑等。目前廣州粵海、華新宜昌、金隅北京、銅陵海螺等水泥公司正在安裝或試生產燒污泥或垃圾的裝置，期望不久能取得新突破。
替代燃料的熱值，美國的最高，每噸廢料平均相當于1.1 t標煤，因廢輪胎的熱值為7600kJ/kg;德國的次之，相當于0.8 t標煤;日本的最低，約為0.34 t標煤。而我國的則會更低，可能只相當于0.25 t標煤。顯然，這將會增加我國水泥工業燒廢料的技術難度和操作成本。希望各省市政府在實施有關利廢補償政策時能照顧到這個情況，對水泥廠適當扶持一把。筆者相信，水泥工業能夠給社會交上一份滿意的答卷并肩負其應有的責任。
水泥廠協同消納社會可燃廢棄物的政策方向問題，希望各省市政府全面權衡，從長計議，支持水泥廠多消納可燃廢料，替代石化燃料。因為20多年國際上的實踐業已證明，水泥廠燒廢料是安全高效經濟的消納可燃廢棄物的途徑之一。隨著我國社會經濟的發展，我們水泥工業不應該總是被置身事外，好象與消納可燃廢料無關似的。其實這件事在發達國家已經成為水泥企業的一項社會責任了。應該強調指出，我國現有的許多新型干法水泥企業的運營管理完全都達到了國際同類先進水平，與過去立窯水泥廠留給人們的臟亂差印象有天壤之別。現代中國水泥工業完全有能力協同全社會消納一部分可燃廢棄物，這也是現代水泥企業理應承擔的一份社會責任。
據說，我國有的水泥廠自籌資金已經建成了可以消納一定數量下水污泥的裝備，卻無法獲得足夠的污泥供應;有的水泥廠雖處置了可燃廢料卻未能享受等同于環衛部門的優惠政策，諸如此類事項還望有關的省市政府及時協調解決這方面北京市政府的理念和做法值得兄弟省市參考借鑒。
如果我國至今還要過分依賴新建廢料焚燒(發電)廠來處置社會可燃廢棄物，無視現有水泥窯在這方面的優異功能，勢必會重蹈日本在上世紀八、九十年代的覆轍。對此中央主管部門負有主要的職責，必須慎審論證，綜合決策，把握度衡，實施可持續發展戰略。
參考文獻
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