水泥业循环经济的可持续发展.docx

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水泥业循环经济的可持续发展

水泥业循环经济的可持续发展

　　摘要：

分析了水泥及建材行业内发展循环经济的一些技术思路，并对上下游产业链间的循环模式进行了初步探索。

在行业内部，通过节能降耗、粉尘回收及废气利用等措施提高物料及废气的循环利用并减少无效循环，还可以通过调整产业结构实现结构型循环经济。

同时，建材行业上下游还连接着很大的产业链，通过与上游矿山资源、电力及煤炭行业间发展循环经济，可以实现矿渣、粉煤灰、煤矸石等工业废渣的资源化和再循环；通过对下游混凝土产品的回收利用可以得到再生骨料和再生水泥，进而实现与下游混凝土行业间的循环经济。

　　关键词：

水泥，上/下游产业，循环经济

　　1.水泥行业内部的循环经济

　　水泥工业是重要的基础原材料工业,也是典型的资源、能源消耗型工业,在其快速发展的同时,面临着资源、能源的过度消耗和环境的严重污染。

据统计，建材工业占全国能耗的9%，占全国工业能耗的13%,是仅次于电力、冶金行业的耗能大户[1]。

而从资源方面看，以水泥工业为例,其主要原料石灰石资源现有储量全国仅为542亿t,以目前我国水泥生产年消耗的石灰石量计算,仅够维持几十年的时间[1]；从环境方面看,建材工业年排CO2、SO2分别为约8亿t和200余万t，分别占全国工业总排放量的1/4和1/10左右[1,2]。

同时，建材行业的平均单位能耗远高于世界先进水平，从行业内部采取措施，节能降耗的潜力还很大。

　　以目前国内最大、能耗最低的海螺水泥公司为例，其近年来新建的窑外分解窑生产线产能都在5000t/d以上，在世界已有的7条万吨级熟料生产线中，公司拥有3条。

由于单线规模每增加1000t/d，能耗可下降％－4％，海螺水泥的能耗普遍比国内其它的新型干法水泥生产企业低10％以上。

公司建设的低温余热发电项目07年中期全部投产，届时年总发电量在12亿度左右，以因发电成本比目前采购电价低元左右，仅此一项，每年可年节约成本5亿元左右。

　　针对水泥企业粉尘污染,而粉尘往往是颗粒细度优于成品和半成品的原料这一现状，可选择相应的高效除尘设备如静电收尘、袋式收尘器等加以收集，既实现了粉尘、烟尘浓度达标排放,又回收了磨好的成品和半成品，实现了物料的循环利用。

　　在销售环节，可大力发展散装水泥,节药包装费用,减少水泥损失,提高运输效率[3]。

水泥包装袋的成本在20元/吨左右，且包装袋在完成运输环节后就成为废弃物，考虑到我国水泥设计年产量接近10亿吨，因此发展散装水泥也是降低成本和工程造价,节约包装纸和森林资源的重要途径。

　　同时，对水泥产业进行结构调整也是在行业内发展循环经济的重要途径。

由于历史原因，我国传统水泥装备比重过大，而国际上则以窑外分解窑为主，两者相比，窑外分解窑能耗低、污染小，单位产量高，因此应重点发展。

　　我国２００１年预分解窑的产能占全行业的１３．８％，而日本占９６％、印度８０％、泰国９０％、韩国１００％、我国台湾为９０％[4]，因此优化产业结构，大力发展新型干法水泥，禁止机立窑、湿法窑、立波尔窑、干法中空窑和小型预热器窑等生产线的新建和扩建，对现有的落后窑型进行技术改造，用先进的新型干法生产线取代立窑以及湿法、老式干法生产线，可以明显缓解高污染、高能耗、低效益的现状，淘汰下来的部分设备可根据情况改建成大厂的粉磨站，也可以进一步降低重复投资和资源浪费。

　　此外，采用余热发电或供暖、制冷工艺等可以对窑尾和冷却机废气余热进行有效利用；烘干机推广沸腾炉燃烧可以降低煤耗,采用立式磨代替球磨机可以显著降低生料粉磨电耗；对水泥窑和磨机的冷却水进行循环利用等等，都是水泥厂节能降耗、实现水泥行业内部循环经济的有效方法。

　　2004年国家发改委对钢铁、电解铝和水泥的投资规模进行了限制，针对水泥行业，还进行了投资结构的调整。

749号文件指出，在东部和交通发达的地区，限制生产能力4000t/d以下的预分解窑生产线，西北地区也限制2000t/d以下生产线的建设；限期拆除年产能力万吨以下的小立窑，禁止小立窑的扩径改造，对半干法、半湿法、SP预热器要进行技术改造等，这些措施的实施，将有效改变水泥行业高煤耗、高电耗、高污染和低效益的现状，对水泥行业实现初步的循环经济，也为我国构建节约型社会和实现可持续发展奠定坚实的基础。

　　2.水泥工业的与上下游产业间的循环经济

　　建材产业具有较长的产业链和拉动效应，水泥行业的循环经济也必将对其上下游产业产生深远的影响。

其上游是矿产资源产业，据资料统计[1,2]，建材产业的物质资源消耗比重占基本原材料产业的90%以上，如何提高矿产资源的使用效率，开发新资源及可再生资源，实现节能降耗将是建材行业发展循环经济的一项长期任务。

　　水泥生产的原料主要有石灰石、粘土或砂页岩及校正材料等，为节约粘土资源，可用尾矿、废渣、、煤矸石等废弃物取代，其中煤矸石的热量还可以降低烧结水泥的煤耗；对于主要原料石灰石,应根据当地资源利用的长远规划,做到有序开采、贫富矿搭配使用，充分、合理、有效地使用有限的资源。

同时,矿渣、粉煤灰等材料也可以作为混合材直接掺加到水泥中生产复合水泥、矿渣水泥和粉煤灰水泥等，这将相应降低水泥的强度，但同时也会改善水泥和混凝土的流动性、渗透性和耐久性，从全寿命周期角度来看，混凝土结构使用寿命的延长，也是实现水泥及上下游产业循环经济的重要一环。

　　建材产业的下游是建筑业等产业，大部分建材产品终结于构建建筑物，故建材产品的再利用和资源化，必然与建筑业的循环发展密切相关。

据统计[5]，2003年全社会固定资产总投资为55118亿元，其中基本建设的总投资就高达22729，约占整个社会固定资产总投资的40％，因此，建筑业的可持续发展将是整个社会可持续发展极重要的组成部分。

　　目前来看，我国混凝土结构主要还是按强度标号进行设计，而国外25年前就开始根据混凝土结构的使用环境，按结构的“服务年限或耐久性设计混凝土”[6]。

因为强度只是为了满足使用性能，在混凝土技术高速发展的今天，这一功能已不是问题，因此按循环经济要求，在满足使用功能的基础上，获得最终产品的最长使用寿命，将具有重要而深远的意义。

长江大桥为例，武汉长江大桥使用50年后，于2003年第一次大修，而南京长江大桥使用20余年就开始大修，这对经济效益、资源和环境效益及社会效益带来的影响将是极其深远的，因此提高混凝土结构的耐久性也是发展建筑业循环经济，进而带动整个上下游产业可持续发展的基本战略。

　　同时，建材产业又与煤炭、电力、冶金和化工等基础工业相关，它们为建材产业提供了燃料、电力及其他重要原料。

由于建材工业的产品特点，煤炭工业产生的煤矸石，电力工业排放的粉煤灰和冶金工业产生的矿渣等又可由建材工业消纳和利用；造纸废液中的木质素也可以经磺化和提纯后制得木质素磺酸钙或木质素磺酸钠，用以混凝土材料中作为减水剂使用；建材产业对含铬离子的有毒废弃物、含锶离子的放射性废弃物等多种垃圾加以固化和利用，效果显著优于其它处理方式。

因此，建材企业可利用自己的广泛耦合优势，融入可循环共生的经济生态链中，为国民经济循环和自身的可持续发展最大的发挥作用。

　　3.水泥行业发展循环经济应遵循的原则

　　结合水泥工业特点，节省资源和节约能源,降低单位产品原料消耗、使用贫矿原料等，都属于循环经济减量化原则范围，水泥企业实施的利用其它工业的废弃物如矿渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥，以及实施清洁生产，回收生产过程中排放的粉尘，防止对环境的过量排放，等等属于循环经济的再利用范畴，而对建筑结构报废后的回收和循环利用则属于再循环范畴。

　　遵循减量化原则

　　我国建材行业与发达国家仍有较大的差距，在单位产值资源能耗上，我国建材行业万元产值耗煤吨、消耗矿山资源逾100吨、排放二氧化碳20吨，是发达国家平均水平的～2倍；在总量上，建材行业年能源消耗总量为亿吨标准煤，矿产资源消耗近40亿吨，居全国各行业前列；就总量平均而言，水泥和平板玻璃等主要建材产品单位能耗高于世界先进水平50％和68％；就国内同期相比，2005年前10个月建材企业用煤进厂价较去年同期提高了100元/吨以上，电价提高了元/度，运费提高了元/吨•公里，且尚无缓解迹象，因此减量化是建材行业不仅是发展循环经济的需要，而且势在必行。

　　遵循减量化原则，一方面要依靠科技进步，建立起发展循环经济的技术支撑体系，包括减少气流和物料的无效循环、提高资源利用效率等，另一方面还要优化产业结构、提高管理水平和生产效率的信息技术，通过宏观调节实现结构节能和结构降耗。

　　遵循再利用原则

　　虽然建材行业是能源、资源消耗型行业，但也是利用各类废弃物最多、潜力最大的行业。

据统计，全国建材行业每年利用粉煤灰、矿渣、煤矸石等各类固体废弃物数量在4亿吨左右，约占全国工业部门固体废弃物利用总量的80％以上，在上下游重要产业的全面协调和发展中具有不可替代的作用，是国家发展循环经济的重点产业。

　　遵循循环经济的再利用原则，要求水泥行业生产过程中积极回收排放的粉尘并回收利用，防止对环境的过量排放，还要合理利用其它工业的废弃物如矿渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥，以及实施清洁生产；同时循环经济的“再利用”原则，还要求提高产品的使用寿命或服务年限，这要依靠加大科技投入、提高管理水平，提高产品质量来实现。

产品功能增强或增多，通过长寿命设计使大坝、海港等钢筋混凝土建筑物的服务年限从设定的50年延长到100年甚至更长；此外，不断改进混凝土结构的设计原则，突出可修复性和可更换性，如我国现在的建筑工程一般为混凝土浇注结构，如能参考机械行业装配模式，对已失效和破坏结构部件进行更换和修复，通过大修恢复原有设计功能，并最大限度保证完好部位的服役年限，则无疑对节省能源、资源和保护环境具有巨大的的意义。

　　遵循再循环原则

　　我国建材工业的发展基本上还是“资源—产品—废弃物”的线性经济模式，同时建材行业产品的近80％用于其最终用户建筑业，而我国报废和拆除的混凝土结构中，资源的再循环仍有很大潜力可挖。

目前，报废和拆除的建筑结构中，钢筋和粘土砖的回收率较高，但混凝土的水泥水化物和砂石骨料等则基本没有回收和循环利用，而日本再生骨料的利用率已经达到很高水平，通过对回收和粉磨，水泥水化产物也可实现循环利用。

　　值得注意的是，引导公众、社会树立绿色消费观念，形成绿色产业良性发展的市场机制，也是建材工业发展循环经济的重要一环。

建设部有关文件也提出，在“十一五”规划末期即2010年，全国城镇新建建筑要实现节能50％，新建建筑对不可再生资源的总消耗比现在下降10％，为达到节能目标，2010年新型墙材的产量占墙体材料产量的比重至少要达到55％，建筑应用比率要达到65％以上。

可喜的是，随着经济的发展，经过政府指导和行业宣传，人们对国内外绿色消费、绿色建材的认识进一步深入，整个社会已经开始对环保型建材产品高度关注，许多居民在房屋装修、家居布置等方面已经开始更加注重环保与健康。

　　《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》明确提出了对建材行业开展循环经济试点的意见，可以预见，随着国家循环经济法律法规和政策的不断出台，一个政府引导、行业呼应、企业主导和公众参与的水泥和建材行业循环经济发展模式消费的必将逐步形成，并对整个社会实现循环经济发展产生深远影响。

水泥业循环经济的可持续发展