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绿色建材技术特点与循环经济的发展

来源: 时间:2003-05-11 21:58:48


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      全球能源和资源危机已经给人类发展敲响了警钟。党的十六大提出:“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”。 

循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征的经济模式。胡锦涛主席和温家宝总理近期强调,要重点抓好节约利用资源,大力发展循环经济。

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,又是废弃物回收利用的大户,能够大量吸纳和减少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。这些作用可具体从三个方面体现出来。

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”,将其回收利用以生产新型建材,是消除污染,使其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。

我国矿业固体废料的积存量和年排放量十分巨大。不断发展的尼矿建材为我国的矿产资源综合利用、环境保护和建筑材料革新开辟了一条重要的道路。尾矿可以广泛用作生产水泥、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多种建筑装饰材料。从这方面来看,尾矿建材是—种关系到国民经济可持续发展的战略性产品。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。目前,这一产业的发展很多还受制于一系列的技术问题,或依赖于一定的社会参与和政策支持。

建材企业中开发建立一系列的资源与能源循环系统,尤其是在水泥行业可以起到很大的作用。我国合肥水泥研究院正在开发水泥生产结合垃圾焚烧的技术。从窑头出来的热气使垃圾燃烧,由于垃圾本身含有相当的能量,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,最终达到既消除了垃圾,又利用了垃圾的热量和剩余组分,实现了资源和能源的充分利用。目前我国很多城市的垃圾仍然全部采用填埋式处理,而全国数以万计的水泥厂如果将垃圾处理和水泥生产相结合,既可大量消化和利用垃圾,又不需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。

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

随着我国人民生活水平的提高,出现了“采暖南下、空调北上”的发展态势,采暖和空调建筑面积不断扩大,采暖标准也在提高,建筑使用能耗急速增加。建筑业耗能占全国能耗的25%到30%,其中建筑物使用中的能耗约占建筑能耗的88%。外墙材料和玻璃窗及其密封对建筑物的节能影响很大。建筑耗能减少50%,每年可节约1亿多吨标准煤。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。

目前我国建材企业已纷纷向新型的节能和绿色建材发展。如节能的在线低温辐射镀膜Low-E玻璃、太阳能发电材料、高性能保温材料和新的建筑结构体系等的研究与开发,近年来在我国得到了较快发展。

3.建材和房屋的清洁生产技术,提高生产中资源和能源利用率

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。清洁生产的关键还是要依靠技术的创新与进步,如利用窑炉余热发电,应用节能隧道窑,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等,使三废排放达到清洁标准,能源和原材消耗耗大幅下降。同时,在推动建材企业规模化、生产设备趋向大型化、生产过程向自动化和智能化发展的过程中,可提高效率,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。

在利废节能的同时,还应开发绿色建材。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。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的几项发展目标,即材料制造能耗降低40%;材料在建筑使用中的能耗降低70%;其中玻璃窗的传热系数由5.6W/m·K降到2.5W/m·K,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和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:可从能源和材料两个方面利用废料,在实现垃圾资源化缓解环境压力的同时,解决能源制约,可实现日益减少的非金属矿的循环利用。所以,绿色建材(又称为环境协调型建筑材料)在循环经济中扮演了—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。

在发展循环经济方面应采取的对策和措施

笔者认为,要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(包括国际间合作)。

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。但更多的情况是,绿色建材技术和产业方面需要政府制定一些优惠政策,使从事这一利国利民事业的企业有利可图,以引导其发展。这方面已有较好的例子:政府逐步推进墙改、禁止使用黏土砖的政策,使粉煤灰综合利用技术和产业得到了很大发展,各地的粉煤灰很大程度上得到了综合利用,避免了很多耕地被破坏。但还有很多的情况需要政府重视,如用建筑垃圾制砖就需要政府加大扶持力度,因为单纯从现在的成本效益分析,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,甚至直接对这些产业予以补贴。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,如商品过度包装、污染物排放、废旧电器回收处理等等问题都需要通过立法来规范解决。

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,目前很多技术还处于研究和试验阶段,尚未得到普遍推广。如前所述,很多技术的发展需要国家的导向支持。

国家还应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。

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,优化系统结构,提高系统稳定度,使园区资源得到合理配置,达到社会、环境和经济效益的统一。对于发展规划应进行技术、经济、规模的论证,以达到良性循环的经济性和环保性;同时要注意避免求新、求大、求全,反而造成新产生的废弃物无法综合利用,造成新的污染和二次资源的浪费,破坏现有循环经济的效益。

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。美国的再制造工程已深入到工业的各个领域,主要包括汽车、冰箱压缩机、电子仪器、机械制造、办公用具、轮胎、墨盒、工业阀门等。

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、工业园区和城市开展循环经济试点,建立一些示范工程。地区需要按照循环经济发展的要求搞好规划,建立生态型工业经济的框架。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。可持续发展是关系到整个人类生存和发展的大事,突破现有困难进行合作从根本上来说符合世界各国的利益。我们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,包括他们的管理方面的经验。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,唤起人们重视和参与这项工作的积极性,倡导节约光荣、浪费可耻的风尚,推动知识经济和科学的发展观,建设与生态社会和绿色消费相适应的文化。

上述分析建材行业开发绿色环保技术,向循环经济发展,这与国家科技中长期发展规划建材制造业研讨会中提出的建材行业应当采取的对策是一致的。其内容主要是:加强政府在建材工业发展和产业结构调整小的政策引导;加强资源综合利用和环境保护的方法并严肃执法;促进建立以企业为主体,产、学、研结合的新型建材工业科技创新体系;加强绿色和节能型建材工业的应用基础研究,加强建材工业实验基地建设,促进工程技术创新;建立产品质量认证制度,强化行业管理,建立科学、先进、合理的标准体系;倡导清洁生产,充分消化吸收国外的先进技术和经验。

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