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中国建筑材料工业规划研究院庄剑英
随着社会文明的进步,人们越来越认识到保持生态平衡对人类生存的重要性。进入21世纪,可持续发展成为人类共同的主题。根据近些年国内外的实践,循环经济是实现可持续发展的有效途径。
所谓循环经济就是按照自然生态物质循环方式进行的经济模式。循环经济本质上是一种生态经济。它与传统经济的区别在于:传统经济是单向流动的线性经济,经济增长以大量消耗自然界的资源和能源以及大规模破坏人类生存的环境为代价,是不能持续发展的模式。而循环经济所倡导的是建立在物质被循环利用基础上的循环流动的环型经济,要求系统内部以互联的方式进行物质交换,最大限度地利用进入系统的物质和能量,并尽可能做到不向或少向环境排放废弃物,不超过环境容量,实现人类经济与自然生态系统和谐发展。所以,循环经济是今后经济的发展方向。
刚刚结束的中央经济工作会议指出:“必须坚决扭转高消耗、高污染、低产出的状况,全面转变经济增长方式。要坚持开发与节约并举,把节约放在首位,大力发展循环经济,逐步构建节约型的产业结构和消费结构,走出一条具有中国特色的节约型发展道路。”
建材工业是一个对资源、能源依赖性很强、与环境关系十分密切的产业。水泥工业、墙体材料工业是建材工业中的两大产业,其资源、能源消耗合计均占全行业相应消耗的80%以上,其对大气的污染也是建材工业的主体。如果这两个产业能够按照循环经济模式发展,建材工业实施循环经济增长方式就有了保证。如何认识墙体材料在发展循环经济中的作用,怎样实现墙体材料循环发展,既是一个十分重要的认识问题,也是一个十分重要的实践问题。
本文拟谈一些个人看法,以供共同探讨。
一、墙体材料工业在循环经济中的“两重性”
1、墙体材料工业是一个资源、能源、环境负荷很重的产业。
我国现有的墙体材料工业是一个资源、能源消耗大,环境污染严重的产业。在现实产业结构、技术水平条件下,每年生产5000多亿块实心粘土砖要耗用粘土10亿m3左右,毁田几十万亩;耗标煤约5000万吨,占全国煤炭产量的3.5%;排放粉尘100万吨以上,占我国全年工业烟尘、粉尘排放总量的5%;另外还排放SO2115万吨左右。同时,由于在全国,特别是在广大农村砖木结构、砖混结构建筑大量存在,这些建筑结束寿命期以后又产生了大量的建筑垃圾,污染环境。墙体材料工业在全国工业中不算大产业,然而资源和能源消耗及对环境的影响却是排得上名次的。如果这样发展下去是资源与环境无法承受的,因此,改变墙体材料工业经济增长方式,走循环经济发展道路成为必由之路、必须之路。
2、墙体材料工业是实现循环经济的一个活跃载体。
墙体材料工业当前的状况不是该产业固有的特性,而是我国墙体材料发展历史、建筑演变过程以及消费习惯等形成的。国外墙体材料发展走过的路程和近些年国内墙体材料改革的实践都说明了当前的状况是可以改变的。
由于墙体材料对原料的适应性比较强,只要对人体和环境无害并能满足其生产工艺和产品要求,原则上就可使用。基于这一特点,墙体材料与相关产业的关联性很强,包括使用其他产业的废弃物。事实上,多年来墙体材料充当了利废的主力军。例如:利用粉煤灰可生产粉煤灰烧结砖、粉煤灰蒸养砖、粉煤灰加气砼等,既节约了粘土原料,又可利用粉煤灰中的部分热值,达到了利废降耗的目的,现在我国用粉煤灰制砖已达到1000亿块/年的生产规模,生产各种粉煤灰建材制品年消耗粉煤灰达2000~3000万吨;又如:利用煤矸石可以生产煤矸石烧结砖,因煤矸石具有一定热值,可做到烧砖不用煤或少用煤。此外,利用尾矿(采、选矿的废料)、工业废渣,如钢渣、炉渣、冶金高炉水淬渣、电石渣、冶炼厂排出的赤泥和从部分废渣中的提取物,如脱硫石膏、磷石膏以及农业废弃物如秸秆等均可以生产墙体材料。因此,墙体材料工业在循环经济的产业链中和废弃物再循环使用中都是一个活跃的要素和载体。这恰好反映了我国墙体材料工业是一个节约资源、节约能源、减少污染潜力很大的产业,在实行循环发展中是一个积极元素。
客观地认识墙体材料在循环经济中的“两重性”,有利于更好地把墙体材料工业纳入循环经济发展中。
二、墙体材料工业对应循环经济发展模式存在的主要问题及其原因
按循环经济发展模式要求,理清墙体材料工业存在的主要问题及产生问题的根源,对其实现循环经济发展是十分重要的。
1、传统墙体材料生产大量耗用土地资源,是当前实施循环经济发展的主要矛盾。
土地是国家的重要资源。我国人均耕地面积约1.6亩,仅为世界平均水平的1/3,土地资源的矛盾非常突出。长期以来国家在政策导向上虽然做了许多工作,却没有把其作为生产资料和生产原料严格区分开来。农民占有土地用作耕种是把土地当作生产资料,不但不破坏而且要细心保护,但是工业将其作为原料是开采、耗用,完全作为一种消耗性的生产资源。而在现行政策下制造业是可以以很低的价格买到土资源,这实际上就纵容了土地的耗用。
目前,我国实心粘土砖年产量仍然保持在5000亿块以上,每年耗用大量的粘土资源,并毁坏大量耕地,并对能源、环境产生了连锁的负面影响。这种状况不但与我国国情相悖,而且按照循环经济的理念,这是典型的高消耗、低产出的经济增长方式,是生态环境难以承载的。因此,大量消耗并占用、破坏土地资源成为墙体材料工业实现可持续发展和建立循环经济发展模式的主要障碍。
2、传统墙体材料生产大量耗用能源、严重污染环境,背离了循环经济发展范式。
如上所述,大量耗用土地资源是当前墙体材料工业实现循环经济发展的矛盾焦点,与此同时,高能源消耗、高环境污染同样是现实墙体材料工业与可持续发展的两大矛盾。
我国虽然能源资源(主要是煤资源)绝对数量较大,但是人均占有量在世界上仍处于低水平,以我国的优势资源煤来计算,也不足世界人均占有量的一半。最重要的是这些资源都是不可再生的。按目前实心粘土砖产量5000多亿块计算,每年烧砖用煤约5000万吨,这无论如何也不能持续下去。
由于我国的能源结构以燃煤为主,生产实心粘土砖几乎全部烧煤,生产本身必然要排放出大量的CO2、SO2及其他对环境有害的气体。加之,现在众多的砖厂生产技术落后,部分乡镇砖厂甚至近于原始生产,每年实心粘土砖生产就要排放上百万吨粉尘、上百万吨SO2。CO2虽然对人体无害,但对大气中的温室效应产生了严重影响。这一状况严重背离了可持续发展和循环经济发展模式的要求,已经到了非改造不可的地步。
3、产业结构不合理是阻碍墙体材料工业实现循环发展的根本问题。
我国墙体材料工业之所以形成了资源(特别是土源)高投入,能源高消耗、环境高污染的状况,根本原因在于产业结构不合理。
我国墙体材料的发展史可以说是一部以粘土制品为主的发展史。粘土制品有许多良好的性能,因此,长期以来粘土砖一直是我国主要的墙体材料,但也正因为这一现实引发出上述资源、能源、环境等一系列问题。
虽然近些年国家采取了积极政策推动墙体材料改革,但至今我国实心粘土砖仍占墙体材料总产量的65%左右,加上每年还有约800亿块的空心粘土砖产量,因此,粘土制品在墙体材料中仍占主导地位(占75%以上)。
目前,粘土制品生产主体是广大的乡镇、个体企业。这些企业绝大多数生产技术、装备落后,大多使用轮窑,甚至土窑。这种技术结构造成能源消耗高,污染严重,产品质量低,使用寿命短。落后的产业结构和传统的经营理念,单纯追求经济效益,不顾社会效益和环境效益,是阻碍墙体材料工业实现“低投入、高产出、少污染”和与生态环境和谐发展的根本原因。
三、用循环经济模式引领墙体材料工业发展
1、以“3R”原则组织生产。
用循环经济模式发展墙体材料工业,首先要从自身的生产过程做起,这是实施循环发展的基础。循环经济的基本原则是“3R”原则,即减量化原则(Reduce)、再利用原则(Reuse)、资源化原则(Resource)。“3R”原则应贯穿于生产的全过程和生产的每一个环节。
减量化原则:要求用较少的原料和能源投入来达到既定的生产目的和消费目的,在经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。减量化原则是“3R”原则中的首要原则。对墙体材料而言,贯彻减量化原则一是尽量节约资源,从产品改进到产品的重新设计,提高其功能等,达到节约资源的目的。如:增加制品的孔洞率,提高产品的保温性或借助于性能优良的保温材料以使墙体的厚度减薄,发展轻质高强的产品等等。节约资源不仅是节约原用资源(如土源),还应节约包括用天然资源生产的其他材料(如水泥、石灰等)。二是尽量使用替代性资源,尤其是废弃物资源,如煤矸石、粉煤灰、尾矿与工业废渣、农业废弃物、建筑垃圾等。这应该是今后节约资源的主导方向。
在节约资源的同时,还应注意节约能源。通过改进工艺、设备,改变产品成分与设计,充分利用废弃物中的热值和生产过程中的余热,改变能源结构等手段,最大限度地提高能源使用效率、降低能源消耗。而且,从产品设计源头就要考虑该产品在使用中节能和使用终结时尽量减少废弃物量并有循环利用的途径。在生产的全过程都要实行“清洁生产”。
再使用原则:其实质就是尽量提高产品的使用寿命和重复使用的次数。对墙体材料而言,最重要的问题就是提高其质量,特别是要提高其强度。当前,墙体材料例如砖标号太低,无论生产过程还是运输、砌筑过程破损率都较高,使用寿命也短,实质上造成资源和能源的严重浪费。提高产品质量是延长使用寿命、增加使用次数,实施“再利用原则”的关键环节。提高产品质量不仅要提高其强度,也要提高其他性能,如抗腐蚀性和防火性等。为了提高其使用次数,要加强产品的设计环节,开发生产可拆卸的产品,以便于拆装重复使用。
资源化原则(亦称再循环原则):要求产品在完成其使用功能后尽可能重新变成可以重复利用的资源而不是无用的垃圾。对于墙体材料工业来讲,这项原则主要有两方面涵义。第一,原级资源化,即产品自身完成使用周期后经加工又生产本产品。在这方面,过去没有做过这种工作,所以在技术上、经济上都没有研究,今后必须加强研究工作,努力创造条件,力求从技术、经济上都可行。第二,次级资源化,即利用其他行业的废弃物经过加工生产墙体材料。这是当前墙体材料工业实施资源化原则的主要方式。这方面前面已有叙述。
2、以可持续发展为准则调整墙体材料产品结构。
可持续发展强调的是节约资源、节约能源、保护环境,实现人和自然的和谐发展;循环经济是实现可持续发展的手段。因此,两者的内核是一致的。
循环经济强调的是经济运行模式和物质流动模式,从这一角度出发,墙体材料改革应以调整产品结构为主线。从墙体材料工业发展的实际出发,其产品结构调整重点是:
(1)权宜之计——有选择地发展粘土空心制品。
尽管这几年我国墙改的力度较大,国家先后出台了一系列相应政策支持墙改,限制粘土实心砖的生产和使用,但是,目前实心粘土砖仍然是我国墙体材料的主导产品,所占比例高达65%左右。要在短时期内全部淘汰实心粘土砖是不现实的。我国地域广阔,各地的经济发展水平、资源情况以及建筑结构形式及居住习惯千差万别,不可能实行“一刀切”的政策。但为了尽可能减少耗用土地资源、减少对土地的占用和破坏,权宜之计,应选择一批生产基础较好并有积极性的企业对其进行技术改造,生产高质量的粘土空心砖,既减少土资源消耗,又可减少能源消耗;并且由于产品实现了空心化,提高了产品的保温性能,还可节约使用能耗。做到了资源的减量化。
(2)主要途径——大力发展利废墙体材料。
利废墙体材料主要包括工业废渣类墙体材料、农业废渣类墙体材料、建筑废渣类墙体材料三大类。
工业废渣类墙体材料主要有:粉煤灰墙体材料(含粉煤灰烧结砖、粉煤灰蒸压砖、粉煤灰加气砼砌块、粉煤灰硅酸盐砌块);煤矸石墙体材料(主要是煤矸石烧结砖);化学石膏墙体材料(如用脱硫石膏替代部分或全部石膏生产石膏板和石膏砌块);尾矿类墙体材料(如用铁、铝及各种非金属尾矿等生产的砖、小型砼空心砌块等)。
农业废渣类墙体材料主要有:麦秸人造板、麦秸均质板、纸面草板、植物纤维水泥板等。
建筑垃圾墙体材料:我国建筑垃圾用于墙体材料还处于起步阶段,已开发成功的产品有轻质砌块。
发展利废墙体材料可以大大节约不可再生的资源,还可节省能源,如:粉煤灰烧结砖一般粉煤灰掺量为50%左右,可大量节约粘土,另外粉煤灰中含碳量达10~30%,烧结时可将这部分能源充分利用;又如:煤矸石烧结砖可以全部或部分采用煤矸石代替粘土制砖,利用煤矸石自身发热量代替内燃煤和外投煤,可做到制砖不用煤或少用煤、不用土或少用土;再如:以麦秸为原料生产人造板,麦秸的利用率高达98%~100%。
此外,在节约资源、能源的同时,利废墙体材料还可减轻因废渣堆放或焚烧而造成的对环境污染,有效地保护环境。
因此,大力发展利废墙体材料是调整墙体材料产品结构,实施可持续发展的主要途径。
(3)根本出路——大力发展轻质、高强、多功能、复合化、配套化、易于施工的新型墙体材料。
轻质、高强、多功能、复合型的墙体材料在使用过程中可减薄墙体的厚度、可减少工程基础量、可以尽可能利用可再生资源生产的材料,对那些带有自装饰效果的墙体材料还可减少对装饰材料的消耗,做到资源与能源的最合理配置利用和最大节约。另外,由于做到了多功能、配套化和易于施工,改善了建筑物的功能,尤其是节能和生态功能,增加了居住的舒适度,提高了施工效率,降低了施工能源消耗和劳动强度,实现了人和自然的和谐发展。这是墙体材料产业结构调整的根本出路,也是建筑业发展和人类社会进步的共同要求。
3、充分发挥墙体材料工业与相关产业关联度强的优势,推动循环经济发展。
本文一开始就提出了墙体材料工业在循环经济中的“两重性”问题,试图说明墙体材料工业在可持续发展中有负面影响,但也有积极影响。前面较多的提出一些对策,力图克服这些负面影响,然而更应充分发挥它在循环经济中的积极作用。这是由于:
只有跳出传统生产系统进入更大的循环系统,才能更有效地改造墙体材料工业本身。从资源化原则分析中可以看出,墙体材料的再循环利用主要是次级资源化,进入新系统它可以与许多系统链接,这些链接不仅仅是利用了其他行业的废弃物,更重要的是通过利废创造了新产品,促进了产品结构调整;而且还利用了一些废弃资源中的能量,从而节约了能源,甚至取得了烧砖不用煤的良好效果。以新的经济循环系统带动传统生产系统改造是墙体材料工业实现循环发展的重要出路。
墙体材料工业参与相关产业耦合有利于社会某些系统循环经济体系的建立和发展。如前所述,墙体材料工业与工业、农业、矿业、建筑业等诸多部门有着密切关联性,尤其在废弃物质资源化方面关联度很强,成为各产业链接的重要连接点。例如:墙体材料工业和电力工业、热电业、煤炭工业、冶金工业、化学工业实行资源耦合,会产生良好的经济效益、社会效益及环境效益,推动循环经济的发展。
循环经济不是虚无缥缈的理想,而是可以实现和必须实践的新的经济发展模式和经济增长方式。像墙体材料这样的传统产业也是可以有所作为的。今年,中央经济工作会议把调整产业结构、全面转变经济增长方式以及发展循环经济确定为今后经济工作的重点,这必然成为墙体材料工业发展的方向。
当然,要实现循环经济发展模式也不是一蹴而就的。既然这种模式往往牵涉几个行业、一些地方,就需要统一协调;强调社会效益、环境效益,还要重视企业经济效益,除做好技术、经济分析和可行方案外,常常需要国家给予政策支持。对企业而言,在建立新的生产体系中,特别是在各产业的链接点上会遇到新的技术问题,都需要逐一解决。所以,我们必须坚持方向,脚踏实地地工作,把这项事业推进到底。