我國是經濟大國,在經濟快速發展過程中,產生了幾乎超過世界過半的固體廢棄物,數量巨大。根據國家發展改革委的統計數據,我國現在的工業固廢總量約600億噸,且每年都在以30億噸的增量增加。而幾乎所有的工業固廢均可用于生產建筑材料和產品,建材工業成為大規模消納工業固廢的主要產業。隨著我國推動生態文明建設和環境保護的力度加大,推進工業固廢建材化利用勢在必行。
近年來,在“無廢城市”、循環經濟、“雙碳”目標和產業環保政策的推動下,我國固廢綜合利用,逐步從打基礎,補短板,進入到精細化的縱深階段。2020年大宗固廢綜合利用率達到55%,比2015年提高了5個百分點,其中煤矸石、粉煤灰、工業副產石膏的綜合利用率分別達到70%、78%和70%,對緩解我國部分原材料緊缺,改善生態環境質量發揮了重要作用。
按照目前我國大宗工業固廢60%的利用率,建材行業每年可消納和利用大約11億噸左右的大宗固廢。以水泥行業為例,當前我國水泥年主產量已經達到23億噸,以平均摻入20%的廢渣來計算,年可消納工業固廢5億噸左右。此外,很多新興建材,如紙面石膏板、加氣混凝土砌塊、煤矸石磚等建材產品,幾乎100%以工業固廢為原料,例如紙面石膏板,現在可以做到100%的脫硫石膏,加氣混凝土絕大多數的原材料也以粉煤灰為主,還有煤矸石磚,也可以做到100%。
01 多產業協同提高利用效率
近日,工業和信息化部、國家發展和改革委員會、生態環境部聯合發布的《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》提出,要深入推進綠色低碳,積極推進鋼鐵與建材、電力、化工、有色等產業耦合發展,提高鋼渣等固廢資源綜合利用效率。
中國電建集團山東電力建設第一工程有限公司黨委書記、董事長張洪梅在出席2021全國固廢資源化綜合利用技術大會時也提到,行業企業應該把創新放在戰略發展首位,積極采用新理念、新模式、新技術、新機制、新方式,推進固廢綜合利用產業上下游深度融合,協同發展,以高質量科技共贏和多產業協同,支撐引領企業高質量發展。
據張洪梅介紹,為著力建設現代化新型產業體系,全面提高資源利用效率,緊緊圍繞實現碳達峰碳中和目標,山東電建一公司與國家建筑材料工業技術情報研究所緊密合作,共同發起國家固廢產業化研究中心,構建形成科技創新、成果推廣應用、標準制定、檢驗檢測、人才培養五位一體的產學研用綜合服務平臺。
據了解,國家固廢產業化研究中心將依托雙方的科研力量和工程項目優勢,探索出國內第一家布局合理、高效聯動的研發和產業化融合平臺,真正做到政產學研用融合和開放的平臺,為全國固廢行業提供更多可復制、可推廣的經驗成果,縱深推進固廢綜合利用邁上新臺階。
02 建筑固廢資源化利用
目前,我國仍處在城市化發展階段,建筑業、房地產業作為支柱產業,多年來持續快速發展,新建、改建建筑數量大幅攀升,同時也產生了大量的建筑固廢。建筑裝飾裝修也是產生固廢的又一個重要來源,家裝每戶的裝修都會產生2-3噸裝修垃圾。如果年銷售17億平方米的商品房都要裝修,這就產生了大量的裝修固廢。
相關數據顯示,建筑固廢每年都在以20億噸的增量在增加。住建部原總經濟師李秉仁表示,建筑固廢數量巨大,目前分類收集程度不高,絕大部分不可收集,多采用直接填埋方式進行處理。他認為,資源化是建筑固廢的一個發展方向,也是多年來許多企業及研究單位一直在研發推廣的課題。建筑固廢資源化目前的主要方向是生產建材,是比較成熟的,比如生產砌塊,生產地磚、墻板等,渣土用于筑路,路基填料等。
據李秉仁介紹,深圳市思力佳化工建材有限公司與中國建筑科學研究院合作,生產了現澆高流態輕質混凝土,非承重墻現澆墻板,目前已經制定了現澆高流態輕質混凝土非承重墻技術規程,建筑標準設計圖集。
但李秉仁同時也對建筑固廢資源化提出了一些建議。他認為,分類收集是建筑固廢資源化的前提和基礎,其中重要的是拆遷現場的分類收集和施工現場的分類收集,需要有關政策和資金支持。
03 應用于裝配式建筑等新領域
據介紹,粉煤灰是我國利用最早的工業固廢,如早期的粉煤灰加砌塊、礦渣水泥等,現在粉煤灰可以做成附加值更高的管道、裝飾材料、室外裝飾材料,甚至做成地磚還有市面工程等。
目前,固廢利用已從過去小、散、亂、粗加工發展到了整體產業鏈。在國際標準化組織(ISO)裝配式建筑分委員會主席尹伯悅看來,現在固廢產生建材,已經不是為過去現場工地而用,它用的對象是EPC總包模式,類似國有的大型企業,還有些上市公司。第二是為工廠服務的,過去磚可能運到施工工地,現在是應該運到工廠,工廠需要集成,集成到什么程度。比如最主要的結構有外墻板,不能像過去只提供結構層,不提供裝飾層。這就是外表裝飾一體化,壽命達到50年以上的新型的東西。還有外圍強應該和主體結構連在一起,包括日本的第三代PCI的裝配式混凝土結構建筑,一定是柱梁加板,形成模塊,為工業化內飾而用,為圍柱墻板而用就可以了。
相關資料顯示,大宗固廢的利用,從水泥、混凝土沙石骨料、鋼鐵、家具、管網管道、裝飾材料、門窗、布衣等占整個建筑和市政工程量30%-40%,現在建筑工程和市政工程中,也接近一半是來自固廢的利用。我國一年大概有17億平方米的建筑和住宅的開工量,如每平方米建筑安10噸計算,固廢應用量5噸;每年新建建筑按照15億平方米計算,不包括改建,大約消納50-75億噸固廢。
業內人士認為,我國建材工業二氧化碳排放占全國碳排放總量超過10%,是國家關注的碳減排重點行業之一。推進工業固廢建材化利用在消納固廢的同時,減少資源消耗,將有助于建材行業“雙碳”目標的實現。