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绿色建材技术和循环经济的关联与发展

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[摘要]能源和资源危机已经给人类发展敲响了警钟。可以预料,中国要想发展到向美国等西方国家的水平,依靠目前资源消耗性为主的发展模式是不可能的,而且也会引起国际上越来越多的矛盾。“发展循环经济是我国解决环境保护与经济发展矛盾、实施可持续发展战略的有效手段,是实现新型工业化的重要途径”。可以说,推动我国经济发展向循环经济转型的时期已经到来。1绿色建材技术与循环经济建材行业既是资源、能源消耗大户,又可以说是废弃物回收利用的最大用户,吸纳和减少了大量人们向大自然排放的废料。可以说,建材工业的创新与发展对循环经济有着很大的推动作用。这些作用可具体分为三个方面。1.1工业废渣、尾矿、垃圾和农业废弃物等固体废料制备建材的循环利用从生态经济系统的意义上说,废弃物是“放错了位置的资源”。回收利用城市固体废弃物以生产新型建材,是消除污染、使大量工业废渣和回收的建筑材料资源化的主要方法之一,可以缓解我国城市环境负荷的压力,实现经济和环境的可持续发展。例如,热电厂干排的粉煤灰以前占地多,是一大污染物,然而,干排粉煤灰由于

能源和资源危机已经给人类发展敲响了警钟。可以预料,中国要想发展到向美国等西方国家的水平,依靠目前资源消耗性为主的发展模式是不可能的,而且也会引起国际上越来越多的矛盾。“发展循环经济是我国解决环境保护与经济发展矛盾、实施可持续发展战略的有效手段,是实现新型工业化的重要途径”。可以说,推动我国经济发展向循环经济转型的时期已经到来。
1绿色建材技术与循环经济
建材行业既是资源、能源消耗大户,又可以说是废弃物回收利用的最大用户,吸纳和减少了大量人们向大自然排放的废料。可以说,建材工业的创新与发展对循环经济有着很大的推动作用。这些作用可具体分为三个方面。
1.1工业废渣、尾矿、垃圾和农业废弃物等固体废料制备建材的循环利用从生态经济系统的意义上说,废弃物是“放错了位置的资源”。回收利用城市固体废弃物以生产新型建材,是消除污染、使大量工业废渣和回收的建筑材料资源化的主要方法之一,可以缓解我国城市环境负荷的压力,实现经济和环境的可持续发展。
例如,热电厂干排的粉煤灰以前占地多,是一大污染物,然而,干排粉煤灰由于颗粒较细级配较好,而且其经过一定程度的煅烧还具有一定的化学活性,非常适宜于做为加气混凝土砌块和粉煤灰砖的主要原料。冶金炉渣如高炉钢渣几乎可以全部利用,是很好的水泥原料。磷肥工业的副产品磷石膏开发石膏板和水泥的技术也已得到开发。
我国矿业固体废料的积存量和年排放量十分巨大,而利用尾矿可以广泛用于生产水泥、耐火材料、人造大理石、骨料砂浆、路基和路面掺混料、加气混凝土砌块、玻璃、陶瓷乃至微晶玻璃等高档建筑装饰材料。从这方面来看,尾矿建材是一种关系到国民经济可持续发展的战略性产品[1]。除了尾矿外,建材业可大量利用的固体废料还包括工业固体废料、农业固体废料和生活固体废料,如秸秆制复合板、建筑垃圾制砖、电厂脱硫石膏制石膏板等等。
在建材企业中也可以开发建立一系列的资源与能源循环系统,尤其是水泥行业可以起到很大的作用。合肥水泥研究院正在开发水泥生产结合垃圾焚烧的技术。垃圾燃烧产生的热量用以加热水泥原料,垃圾的焚烧残留物进入回转窑内直接用作水泥的原料,最终达到既消化了垃圾,又利用了垃圾的热量和剩余组分。北京水泥厂则在利用印染业废料作为补充能源烧制水泥方面作了很多工作。位于下关的日本最大的水泥厂——三菱九州工厂积极推进废轮胎、下水道淤泥等废物的利用,吃掉了大部分下关市每天产生的下水道污泥。目前我国很多城市的垃圾仍然全部采用填埋处理,而全国遍布大小水泥厂1万多家,如果垃圾处理和水泥生产结合,既可大量消化和利用垃圾,又不须大量建设垃圾焚烧炉,所以这类技术对我国垃圾处理很有实际意义。
1.2开发节能建材与建筑产品,减少在使用过程中的能耗和资源消耗
目前我国出现了“采暖南下、空调北上”的发展态势,建筑使用能耗急速增加。建筑业耗能占全国能耗的25%~30%,其中建筑物使用中的能耗约占建筑能耗的88%。住宅围护结构的传热量约为建筑使用能耗的72%,外墙(墙体材料)和窗户(玻璃)及其密封对建筑物的使用节能影响很大。而我国现有的380亿m2建筑中,采取节能的建筑不到1%,采暖能耗比国外先进国家高3~4倍。高能耗住宅居住者不仅不会感到舒适,还一定带来高污染。采用新的建筑节能标准,开发使用新型隔热保温的墙体材料已势在必行。目前我国建材企业已纷纷向新型的节能和绿色建材发展。如在线镀低温辐射膜Low-E玻璃,通过反射中远红外线,和阳光控制结合可达到很高的节能效果。其他如太阳能发电材料、高性能保温材料、新的建筑结构体系等近年来在我国得到了较快的研究和发展。
1.3建材和房屋的清洁生产技术,提高生产和流通中资源和能源的利用率
按照可持续发展的要求,建材工业必须改变以浪费资源和牺牲环境为代价的发展方式,加快推行清洁生产,向提高质量、节能、节地、节水、利废和环保方向发展。清洁生产的关键手段还是要依靠技术的创新与进步。如窑炉余热发电、节能隧道窑等。例如,在现阶段大力发展新型干法水泥,淘汰小立窑水泥,配合生产流程采用自动化控制、杜绝跑冒滴漏、各个生产环节产生的废料和余热多层次回收利用和新型除尘技术,可将每吨水泥熟料的煤耗降到湿法窑的一半左右,排放的废气和粉尘则更低,使能源和原材料的消耗大幅下降。
同时,在推动建材企业规模化,生产设备大型化,生产过程向自动化和智能化发展的过程中,可得到明显的规模节能降耗效益。在建材流通领域,要发展散装水泥等高效率低损耗的物流体系,建立好废旧建材的回收利用体系。与上述三个方面相对应,所谓绿色建筑材料,是指在原料的采用、材料的生产、使用和达到使用周期后可回收利用的全过程中,均有利于资源、能源的有效利用,有利于保护环境及人们身体健康的建筑材料。
所以,绿色建材(又称为环境协调性建筑材料)在循环经济中扮演了一个重要的角色。建立在环境技术上的新型建材工业应成为国民经济各部门中发展循环经济的示范行业。循环经济的深入发展也依赖于绿色建材技术的进一步发展。
2在发展循环经济方面应当采取的对策和措施
按照系统论和热力学的理解,一个孤立的系统总是趋向于无序化。要保持系统的有序,最大限度地避免和延缓资源浪费,只有两个对策:外部的能量、物质输入和内部系统机制的整合以达到高效率。这可以告诉我们,要想解决可持续发展的问题,必须依赖国家的合理的政策干预、相关的技术开发与创新、绿色标准体系和规范的建立、合作交流和信息共享。
2.1政策和立法
在废弃物综合利用等方面,市场机制发挥了部分作用。如冶金高炉渣制水泥,企业在使用炉渣的同时,也能够得到经济效益。但是情况不都是这样,更多的情况下,绿色建材技术和产业方面需要政府制定一些优惠政策,使从事这一项利国利民的事业的企业有利可图,以引导其发展。例如在政府逐步推进墙改、禁止使用粘土砖的政策实施过程中,粉煤灰综合利用技术和产业得到了很大的发展,避免了很多耕地被破坏。
各地的经济发展包括规划的产业园区应考虑强化系统关联,使园区资源得到合理配置,对于发展规划应进行技术、经济、规模的论证,达到社会、环境和经济效益的统一。政府还应该限制甚至禁止部分矿物资源的无序开采,以引导资源综合利用并寻求替代资源;对资源消耗高、综合利用低的产业课以重税,对部分重要战略资源建立战略储备。对一系列的有关问题,如商品过度包装、污染物排放、废旧电器回收处理等等都需要通过立法来规范。
2.2技术和标准
从国家和企业两个层面来说,都应当继续加大综合利用新技术的研发支持。发展循环经济需要一大批成熟的污染治理技术、废物利用技术、清洁生产技术和生态工业链接技术作为支撑。
同时,必须建立符合循环经济要求的标准和规范,对于国民经济的发展要建立一套绿色GDP的考核制度,改变现在不计环境成本、盲目追求产值的做法。对于再制造产品来说,传统的产品全寿命周期是“研制-使用-报废”,其物流是一个开环系统;而再制造产品的全寿命周期是“研制-使用-再生”,其物流是一个闭环系统。也就是说,在开发新产品的同时,就应充分注意其再生或资源再利用的可能性,对产品的材料、结构作出相应的规划设计。
2.3信息和文化
信息共享机制的建立很重要。国家可以选择一些企业、工业园区和城市搞一些循环经济的试点,建立一些示范工程。企业之间可以探讨资源共享的一些措施,开发区可以有意识地引入某类企业以促使形成资源梯级利用。同时,加大国际间的交流与合作,包括技术、资金、人才等层面。可以积极借鉴工业化发达国家的先进技术,包括资金的支持,包括他们的管理经验。对于民众,要多宣传环境保护、垃圾分类、节约资源和人类自身的健康与发展的关系,重点是通过社会合作与参与,动员社会的力量,鼓励对环境负责的消费和行为模式,建设与生态社会和绿色消费相适应的文化。
3建材制造业对循环经济的未来贡献
在国家科技中长期发展规划的建材制造业研讨会中,提出了2020年房屋建筑材料工业几项发展目标:
◆材料制造能耗降低40%;
◆材料在建筑使用中的能耗降低70%,例如墙体材料的传热系数由1.5W/m•K降至0.9W/m•K;
◆墙体材料中工业固体废弃物的综合利用率达到40%以上。
这也就决定了今后绿色建材的技术开发重点是:
◆低品位原料与工业废弃物的资源化技术
◆房屋建筑材料的节能环保生产技术
◆节能型房屋建筑材料部件的制造与应用技术。
可见,建材工业在循环经济中总的独特优势是:可从能源和材料两方面做出贡献。在利用废料,实现垃圾资源化缓解环境压力的同时,解决能源制约,并实现日益减少的非金属矿的循环利用。
4实施与发展:技术先导还是政策先导?
目前对于循环经济的实施路径问题存在技术先导论和政策先导论的争议,也就是说,是先发展相关的技术,再由政府来推动,还是先在政策层面上想办法,进行相应的改革,以提供一个对于循环经济的更良好的发展环境?
实际上,政府在推进循环经济发展过程中所能发挥的领域应该是十分有限的,但是却至为关键。例如在许多地方,经济增长和就业压力往往很大,地方政府通常会把保障和鼓励更多的企业生产放在第一位,有意识地忽视对环境的保护。根据循环经济的特点,需要重新构建社会价格形成机制,将生态环境作为一种生产要素纳入市场运行机制之中,以激发企业技术创新活力和迅速地进行产业转型[2]。
其次就是立法问题。从国际上看,西方国家对循环经济的推动很大一部分就是体现在立法上。在市场经济环境下,通过法律手段来保护制度创新和弥补市场的缺陷,使企业为治理污染、回收废旧产品支付成本,是各国政府最常采用的方法。很多情况下,如果没有强有力的法律体系做保障,循环经济将无从谈起[2]。很多技术的发展需要国家的导向支持,作者长期从事和关注绿色建材的开发和转化工作,深刻地体会到这一点。例如用建筑垃圾制砖就需要政府更大程度的扶持,因为单纯从现在的成本效益分析方面来说,这项技术仍是不够经济的,需要政府在垃圾分类、税收优惠等方面的支持工作,甚至直接对这些产业予以补贴。如西方国家对新能源汽车和节油汽车明确的鼓励政策直接导致了汽车新能源新技术研究的方兴未艾和节油技术的进步。

所以,对具有许多现实条件约束的中国而言,循环经济首要的应该是体制创新,而不是技术创新[2]。而且政府的政策应当先行,因为无利可图已经限制了企业和研究院所开发此类技术的积极性,也就谈不上这类产业的发展。在政府的引导下,市场机制会发挥一定的作用。如清洁生产工作,如果说一开始是以政府的主导、强制为主的话,以后很多企业在清洁生产过程中逐渐尝到了甜头,在减少能耗、提高资源利用率的同时也得到了较好的效益,更多的演化为了企业的自主行为。


参考文献
1.徐惠忠著.尾矿建材开发.北京:冶金工业出版社,2000
2.中国循环经济第一步请注意脚下,高辉清.《经济》.2004年11月



来源:环境工程
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