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高长明:水泥窑协同燃烧废弃物的环境综合治理

高长明:水泥窑协同燃烧废弃物的环境综合治理

最近,在全国人大环境与资源保护委员会、国家发展和改革委员会、环境保护部等单位召开的“十二五”环保规划工作座谈会上,有些研究机构和专家学者提出了一些有关我国今后环保工作的新理念或新提法,其中最引起笔者共鸣和赞同的有2个理念,那就是《建立大中城市圈环保综合治理体制》和《试行区域煤炭消费总量控制》。这是因为我国水泥工业可以在这2个理念的实践过程中发挥积极的作用,为全社会的环保做出应有的贡献。现在将笔者的观点进行阐述,与业界同仁共同探讨。

  

 关于《建立大中城市圈环保综合治理体制》

  

 大中城市圈的环保综合治理中有一项重要的任务就是必须消纳相应数量的城市生活垃圾、下水污泥,各种可燃的工业废料、医疗垃圾、危险性废料,以及已堆存于垃圾填埋场多年的陈腐垃圾和废渣等。这固然需要从源头尽可能地减量开始做起。而当前更需要新增垃圾处置能力,争取早日做到“日产日清”,还要还清历史欠账,把陈腐垃圾都逐渐消纳干净。

  

 2009年我国600多个大中城市中的城镇居民为6.22亿人,每年产生生活垃圾高达1.5亿吨、下水污泥3000万吨。许多城市周围的垃圾填埋场均趋于胀满,垃圾围城之势日益严峻。如何才能既安全又经济地解决垃圾为患的“城市病”?我国虽然已有焚烧发电和堆肥等多种技术途径,然而利用已有的新型干法水泥窑协同焚烧消纳城市垃圾、陈腐垃圾、下水污泥及各种工业废料,可谓是一种经济(投资少)、安全(无二次污染和二英之患)、高效(燃烧热能有效利用率很高)的途径。因此《建立大中城市圈环保综合治理体制》,必须正确认识并发挥水泥工业在这方面的固有优势。现在的新型干法水泥窑与上世纪七八十年代我国那时的“小立窑”完全是两回事,不可同日而语。希望社会各界不要再被“小立窑”的历史阴影所误导。发达国家近30年的实践表明,在全部重化工业中,至今已被科学论证(德国科技部和环境部2004年发布)并公认对生态环境基本达到零污染的就只有水泥工业这一个行业。尤其是在北欧诸国,水泥工业的大众形象和口碑是相当不错的,这恰恰与我国的情况形成了巨大的反差。2010年我国新型干法窑水泥的产量已经占总产量的80%,随着“小立窑水泥”的进一步淘汰干净,盼望各级政府和广大民众能逐步消除“小水泥”给我国水泥工业所蒙上的不良影响,重新审视我国现代水泥工业的本色容貌,以作出自己的正确认识与判断。

  

 2005年笔者曾提出“在我国每一定方圆内(如400公里×400公里)的重化工业区域内,或者每一定人口(如500万人~1000万人以上)的大城市附近都应该设有相应规模的新型干法水泥厂,用以协同消纳该地区的工业废料和生活垃圾”,这与当今拟建立大中城市环保圈的理念不谋而合。实际上,我国许多新建的现代水泥厂都是伴随城市的发展而建立的,因此在大中城市附近并不难找到适于协同消纳其生活垃圾和其他工业废料的水泥厂。现在的一般情况是,仅需投资约7000万元,建设1套垃圾预处理系统,在1台日产熟料5000吨的水泥窑上稍作修改,就可每天消纳热值5400千焦/千克,以及含水量30%的生活垃圾300吨,而且在不影响水泥质量和水泥窑正常运转的前提下,水泥窑还能每年节省标煤近1万吨,减排CO22万吨左右。总投资只有同规模垃圾发电厂的1/3,而且建设工期仅需7~8个月,缩短了一年半。今后随着垃圾预处理运转的熟练,以及陈腐垃圾比例的增加,分拣打包后垃圾热值提高到1.2万千焦/千克,含水量降低到20%,一台日产熟料5000吨的水泥窑,每天消纳500吨垃圾是完全可能的。届时其垃圾对煤的替代率可望达到20%,各项节能减排的效益将更益显著。

  

 关于《试行区域煤炭消费总量控制》

  

 环保部环境规划院的调查表明,我国巨大的煤炭消费量造成了温室气体和大气污染物的大量排放,严重地影响了生态环境。2009年,我国SO2排放量的90%、NOx排放量的67%、烟尘排放量的70%、人为源大气Hg排放量的40%,以及CO2排放量的70%都来自于燃煤。由于煤炭消费在一次能源中的比例过高,数量巨大,我国SO2、NOx和大气中Hg的排放量高居全球首位,CO2的排放量仅比美国稍低,名列世界第二。大量的煤炭消费严重地损害了城市的环境空气质量。2009年,全国有612个大陆城市上报了空气质量监测数据,未达到二级质量标准的城市有107个,其中劣三级城市有8个,还有近50个城市没有空气质量监测数据可查。总体的城市空气质量情况亟待改善。

  

 同时我国不同地区的煤炭消费量又是极不均衡的,随着各地区经济发展程度的不同而相差悬殊。东部沿海地区面积仅占国土面积的11.1%,而其煤炭消费量竟占全国总量的59.5%,单位面积各种大气污染的排放量均为全国平均值的3~6倍。因此东部地区的煤炭消费量必须严格控制,而且应该逐年递减。

  

 对中部、东北和西南地区,就其区域内整体而言,尚有一些环境容量,但分布不均。西北地区地广人稀,生态环境脆弱,理论上虽有较多环境容量,但是其煤炭消费量也应予以控制。

  

 总之,国家能源战略理念必须转变,从过去偏重保障供给,多产多烧煤炭为主,转向科学调控能源生产,控制煤炭消费总量为主。发展可再生能源,依靠科技创新,提高效率,降低煤炭在一次能源中的比例,控制煤炭消费总量。按各地区经济和工业发展程度及其生态环境的合理承载量,科学地分配允许燃煤总量。这样就能抓住大气污染的主要源头,逐步改善城市空气质量,抑制区域性生态环境衰退的趋势。我们必须严格把守这一关。

  

 我国水泥工业所消耗的能源,无论是热量或电量,几乎全部来自燃煤,水泥工业的能耗约占全国工业总能耗的6%,CO2、NOx和SO2的排放量分别约占全国工业总排放量的12%、8%和5%。

  

 为了配合按地区煤炭消费总量控制理念的实践,水泥工业应该抓紧做好2方面的努力。第一是研发创新,提高工艺效率,节能降耗,尽量少消费煤炭。这是一个“永恒”的主题。第二是最大可能地采用各种可燃废弃物替代煤炭来烧制水泥熟料。目前德国水泥工业采用废料对煤炭的替代率按热耗计已达60%以上。德国已立法规定水泥厂采用可燃废料对煤的替代率必须达到50%,否则就要依法交纳燃煤税;反之替代率超过50%的,政府就有相应的奖励。而我国水泥工业的燃煤替代率竟还不到1%,所幸的是最近已有若干水泥窑烧垃圾替代煤的工程项目启动。这事转辗至今已有10多年,好不容易争取到一些省市政府的认同与支持,加上客观形势的需求,现在终于开始有所突破,这是值得庆幸的。可以肯定的是,这一市场的需求很大,发展前景广阔,我国水泥工业在这方面理应做出更多的贡献,水泥窑推广采用各种替代燃料大有可为。

  

 应该说明,虽然水泥窑协同消纳可燃废料和城市垃圾具有诸多优势,但是水泥厂毕竟是以生产水泥为主业的,它不可能也没有义务要承担起把社会废弃物和城市垃圾全部消纳处置的能力和责任。水泥工业虽然可以协同全社会妥善消纳一定数量的废料和垃圾,但不能排斥其他各种多元化处置的途径,应该相互补充,殊途同归,达到保护环境的共同目的。至于水泥厂、发电厂和堆肥等各行业在消纳城市垃圾与废料问题上如何分工协作,还要根据各省市的具体情况,打破城建环卫行业的垃圾专营链,统筹规划发挥各有关行业的优势,取长补短,理顺其相互间的利益关系,明确各自的职责,制定最佳的实施方案。可以说,按我国现有的技术水平,对城市垃圾的消纳治理在技术与装备上并没有什么难题。实际上一直束手的难题,就卡在如何科学协调并合理解决传统“专营”垃圾的部门与其他后来者之间的“同贡献、共得益”的公平、公开原则。这正是各级政府应该有所作为的职责,更何况客观形势也已经到了难容我们再继续拖延的时候了。

  

 笔者分析认为,“十二五”期间我国水泥工业焚烧消纳各种废弃物,按全行业的熟料总热耗计,替代燃料对煤炭总消费量的替代率可达到20%以上。相信我国水泥工业是有能力、有信心可以付诸实现的。但要各级政府予以必要的、公平的扶持政策,国家的技术政策导向是至关重要的。

 

 

 

 

 来源:中国建材报