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大宗工业固废综合利用产业发展趋势分析2018年11月4日
大宗工业固废综合利用产业发展趋势分析 

    当前,国家层面已充分认识到环境保护问题的重要性。

  发展改革委等十四部委联合发布的《循环发展引领行动》,明确提出推动大宗工业固废综合利用,建设工业固体废物综合利用产业基地,大力推进多种工业固体废物协同利用。

  新环保税法的出台明确了工业固废排放的税收缴纳额度,也一定程度促使企业加大对大宗工业固体废物综合利用的投入。

  工信部发布的《工业固体废物资源综合利用评价管理暂行办法》和《国家工业固体废物资源综合利用产品目录》为科学规范工业固体废物资源综合利用评价制度,有效推动工业固体废物综合利用暂予免征环境保护税以及所得税、增值税减免等优惠政策落地实施,促进工业固体废物资源综合利用产业可持续发展打下了良好的政策基础。

  以上一切都在为大宗工业固体废物综合利用产业又好又快发展,提供强大驱动力和良好环境,促使大宗工业固体废物综合利用受到广泛重视。

 

水泥混凝土及制品产业仍是利废最有效途径

  从大宗工业固废综合利用制备水泥混凝土方面来看:

  第一,目前我国利用钢渣、粉煤灰、脱硫石膏、煤矸石、尾矿等大宗工业固体废物制备绿色无水泥熟料或少水泥熟料胶凝材料的技术已相对成熟,已成功开发出了能够在胶结充填采矿,C30C40C50C60预拌泵送高性能混凝土,重金属固化,道路,路面,砂浆,各种砖、砌块、混凝土预制件等不同领域广泛替代水泥的系列化胶凝材料产品。在混凝土方面,该胶凝材料制备的混凝土硬化后综合耐久性指标比普通混凝土提高38倍,可有效提升混凝土质量、延长建筑的使用寿命,同时可以改变混凝土产业生产模式、简化工艺流程、减少环境污染、提高产品质量,显著降低生产和管理成本、提升企业盈利水平。

  但由于认知、产品标准等方面的制约,大宗工业固废基绿色无水泥熟料或少水泥熟料胶凝材料市场远远未打开。目前,只有河北省出台并实施了《HC-1高性能混凝土胶凝材料应用技术规程》(DB13(J)/T234-2017)地方标准,而其他地方还未出台相关标准,且河北省地方标准《HC-1高性能混凝土胶凝材料应用技术规程》(DB13(J)/T234-2017),要求HC-1高性能混凝土胶凝材料中水泥熟料和石膏二者之和的掺量≥20%,而水泥熟料和石膏二者之和的掺量<20%的还未有相关标准,产业化生产企业也只有金泰成环境资源股份有限公司一家。目前中国的水泥产量虽在下降,但仍然保持在22亿吨左右。虽然大宗工业固废基绿色无水泥熟料或少水泥熟料胶凝材料并不能百分百完全取代水泥,但是数量仍然可观。

  第二,水泥只是原材料之一而已,下游混凝土及其制品中还需要大量的砂石骨料,按1吨水泥需要6吨的砂石骨料计算,我国每年大约需要132亿吨的砂石骨料,虽然大多数情况下固废只能是部分替代天然砂石,但数量仍然巨大。

  砂子是世界上仅次于水的第二大自然资源,全球采集量最大的矿物不是石油或煤炭,而是砂子。2014年,联合国环境规划署发布的《砂子,比你想象的更稀缺》报告提到,全球每年有超过400亿吨的砂子和砾石(颗粒稍大的砂子)被开采出来。仅在2012年,全球使用的砂子就能沿着赤道建造出高和宽各27米的混凝土墙。全球每年近70%的砂子消耗在亚洲,仅中国在20112013年所使用的砂子就超过了美国20世纪的消耗量。越来越多的数据表明,砂子快不够用了。同时采砂和开山炸石给生态环境造成了严重的影响。砂石资源的短缺、环境的束缚,目前,我国砂石骨料的大量开采、大量利用让我们已经无法承担大量使用砂石骨料,我国多省已无砂可买。因此,利用尾矿砂、废石、煤矸石、粉煤灰、钢渣等制备粗细骨料大有可为。

  第三,经过长期的科研开发和工程应用实践,根据各种固废的不同特性制备的粉体材料,可在混凝土中作为性能调节型材料(改善胶凝性、提高密实性、改善工作性、提高耐久性等),一些工业固体废物已经成为实现混凝土某些性能不可或缺的功能和结构组分。虽然随着建材工业的结构调整,水泥强度要求的提升,32.5等级复合硅酸盐水泥逐步被取缔,工业固废作为掺合料的比例有所下降,但42.5及以上等级水泥的平均利用废渣比例仍可维持在20%左右。

  目前,大宗工业固体废物在水泥与混凝土中资源化利用的潜力并没有完全被挖掘和利用,一些高性能化和高值化利用的技术路线和创新创意,还没有得到实践和应用。需要指出的是,在这个问题上,不仅仅是技术的可行性问题,观念和认识问题依然存在。

  未来,随着政府和社会认知的转变以及货运线路资源输送保障能力建设的加强、产品标准等相关政策的完善、互联网大数据的运用、大宗工业固体废物资源的管理和市场配置的优化,大宗工业固体废物作为资源的属性将会越来越强,在水泥与混凝土中资源化利用的巨大潜力将被全面激活。

  同时,在新型墙体材料方面,随着国家“一带一路”“雄安新区”“特色小镇”“海绵城市”等政策因素的带动,我国各地基础设施建设将不断加大,同时伴随着绿色建材、绿色建筑、绿色工厂、建筑节能、海绵城市、装配式建筑、美丽乡村的深入推广,新型墙材的市场需求也必将进一步增加,利用大宗工业固废制作的透水砖、路面砖、免烧砖、蒸压砌块、石膏砌块、泡沫陶瓷、仿古砖、景观砖、文化工艺品、雕刻品、防水防腐防火保温一体化的装配式墙材、屋面等产品也将大有可为。

  目前,这些产品的应用主要受市场运输半径和传统天然石材产品的竞争限制。未来,随着政府和社会认知的转变,“禁实限粘”等相关限制性政策和引导资源转换政策的深入实施,货运线路资源输送保障能力建设的加强,产品标准等相关政策的完善,互联网大数据的运用,传统天然石材产品将逐步为大宗工业固体废物资源化利用产品腾出市场空间。另外,大宗工业固体废物在环境治理、农业应用以及新材料等领域的广阔市场空间有待开发。

 

高性能化、高值化是大趋势

  低值化大宗工业固体废物资源化利用技术路线简单易行,但技术含量低、行业进入门槛低、产品档次低、利用方式粗放等,导致行业内恶性竞争激烈、产能过剩严重、产品市场竞争力弱、市场占有率低、企业盈利能力差、资源综合利用效率低、环境污染问题突出、“劣币驱逐良币”等诸多问题。

  随着社会的发展、认知的转变、社会需求的升级、价值评估也更趋科学,人们对产品品质和性能的要求越来越高,大宗工业固体废物综合利用产品的高技术加工、高性能化、高值化是大趋势。特别是产品全生命周期评价方法,让我们对低值化利用技术路线的低碳绿色评价有了科学的方法,低质量低性能产品的耐久性差、寿命周期短,并不能实现真正的节能减排和绿色低碳,随着绿色制造、绿色建筑理念的发展和提升,产品标准和绿色建筑评价标准要求将会越来越高,市场需求将倒逼利废建材产业创新发展和转型升级,促进大宗工业固体废物综合利用向高性能化、高值化良性发展。

  因此,高技术含量、高品质、高性能的大宗工业固体废物综合利用产品发展前景十分广阔。

  深入研究开发材料加工技术是提升大宗工业固废利用价值的必由之路,通过更多的技术手段和资本投入促进研究开发,提升利废产品的技术含量和附加值,以科技创新驱动发展,是我国大宗工业固体废物综合利用企业突破现有竞争格局,做大做强的致胜法宝。

 

多元化布局与集聚式发展是主要路径

  产业集聚即生产力实现空间布局上的优化,是各种生产要素在一定地域范围的大量集聚和有效集中,是一种最具有竞争优势资源配置方式,也是保证生产资源具有更高效率的一种有效的经济组织方式,是市场经济条件下工业化发展到一定阶段的必然选择,在集聚生产要素、优化资源配置、加快制度创新、营造产业生态环境等方面发挥着越来越重要的作用。

  在大宗工业固体废物综合利用产业方面,集聚式可有效促进大宗工业固体废物综合利用产业与上下游相关产业,如建筑业、采矿、钢铁、有色、石化行业等的协同链接,工业产业与城市社会间生态耦合,工农业间的生态链接,企业、园区、行业间资源共享、原料互供、链接共生;加快促进城乡、产业园区、产业之间技术、资本、人力、信息等要素的流动。

  在降低企业信息成本、企业协作成本、公共基础设施和服务使用成本,加快新技术、新工艺、新设备的开发、交流、传播、转化,促进区域经济持续增长,塑造区域品牌,提升技术吸纳能力、产品市场竞争力、产业承载力和投资吸引力等方面具有显著优势。

  目前,以园区、基地为载体的大宗工业固体废物综合利用产业集聚发展模式,在我国的河北承德、山西朔州、辽宁新邱等地都取得了显著的成效,未来集聚式发展将是大宗工业固体废物综合利用产业发展的主要模式。

  此外,我国大宗工业固体废物年产生量大、历史堆存量大,单靠一种技术手段很难解决固废大量消纳的问题,且会造成产品种类单一,产能易过剩等问题。对于资源型城市,围绕资源型城市的资源属性特点及产业特点,充分考虑各市、区、县之间,产业之间的协调科学发展,按照“统一规划、产业集聚、突出特色、量质并举”的发展理念,在各市、区、县之内,突出特色、集聚发展,合理划分出立体产业结构,构建产业间纵向拉动、横向互补,全方位、多层次、宽领域、广覆盖的多元化产业发展格局,避免产业布局同质化和雷同化,避免造成产能过剩与恶性竞争,将是资源型城市大宗工业固体废物综合利用产业发展的主要路径。

 

多种固废协同利用和区域产业协同发展是主要模式

  以往对大宗工业固废的综合利用,单种固废的利用考虑较多,多种固废全产业链协同利用较少,再加上行业壁垒的束缚,使多种工业固废协同利用的技术创新和成熟技术的快速大规模推广受到限制。

  目前在水泥行业,已经开始利用本行业设施开展固体废物利用协同处理实践。其他行业,如利用炼铁高炉处理铬渣和废塑料、煤焦油、含铁矿渣和矿砂,利用电厂锅炉处理污水厂污泥等,也已经取得了很好的效果。可以期待在不久的未来,多种固废协同处置将有长足的发展,实现固体废物产生者、处理者和处置设施拥有者的三赢局面,并推动工业固废综合利用产业向纵深发展。

  目前,在美国、日本等发达国家,跨区域专业化集中处置固体废物已经成为主要的固废处理方式。例如,日本实行了“广域再生利用指定制度”,2010年认定了187家企业跨区域收集利用了50.2万吨工业固体废物。

  在我国,由于各种原因,固体废物处理与利用受到地域的限制,造成处理成本高、再生利用水平低等后果。

  未来,结合当地资源环境特点及区位特征,推进区域工业固废综合利用产业协同发展,将会成为一个新的动向,甚至可能成为发展趋势。如京津冀地区综合利用铁尾矿和废石代替开山炸石生产砂石料;协同利用京津冀地区丰富的高炉水淬矿渣、钢渣、脱硫石膏、粉煤灰等资源,大幅度降低混凝土和其他建筑材料中水泥熟料的用量;在岭南成矿带和其它有色金属采选冶集中区,推进有色金属采选冶工业全产业链固废协同资源化利用技术和固废源头减排技术,建设全国工业资源综合利用协同发展的先行示范区等。

  (作者杜根杰,系中国工业固废网创始人、全国工业固废综合利用技术成果转化平台秘书长、中循新科环保科技(北京)有限公司总经理)

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