双碳背景下固废在砖瓦行业综合利用的发展前景

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双碳背景下固废在砖瓦行业综合利用的发展前景
随着全球人类的发展，人类应对气候变化，实现资源，环境与社会经济的协调发展已经成为了全球发展必须解决的问题。特别是人类的发展中大量的垃圾、废弃物及污染物已经严重威胁到了人类生存和发展，而我国正在处于高速化的城镇化与工业化进程之中，能源及资源的需求以及废弃物及污染物的产生量在相当长一段时间之内都会呈上升的趋势，根据生态环境部《2021年生态环境状况公报》发布的信息统计，2020年全国一般工业固体废物产生量为36.8亿吨，综合利用量为20.4亿吨，处置量为9.2亿吨；《2020年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》中对全国196个大、中城市，2019年共计排放一般工业固体废物13.8亿吨，工业危废物0.4499亿吨，医疗废物84.3万吨，城市生活垃圾2.356亿吨，合计为16.6144亿吨；固体废弃物无害化处置已成为我国“十四五”期间城乡建设和社会发展中重中之重的主要工作，已成为实现我国碳达峰和、碳中和总目标，开启低碳发展的必由之路。固体废弃物的无害化处置通常是指物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程，目标是无害化、减量化、资源化、低碳化；固体废弃物的处置首要无害化，环境科学研究表明，固体废弃物的无害化处置最佳的方法是高温焙烧分解， 850℃焙烧温度基本上所有的有害有毒废弃物都会被分解，如最难分解的二噁英等有毒物在850℃温度下也完全分解，可挥发的有机物质（VOC）和（H）FCKW、生物剂、塑化剂、甲醛等污染物850℃将完全燃烧分解，纤维、pm2.5颗粒物等造成矽肺的有害有毒物及重金属等有毒金属废弃物在此温度下也会与其他矿物熔融形成新的烧结矿物被固化在制品中；因此固体废弃物的高温焙烧分解无害化处置，是大量解决污染土、建筑垃圾、焚烧生活垃圾残渣、城市污水污泥及各类工业建筑污泥等大宗固体废弃物的最佳的方法，可以完全解决大宗固体废弃物占用及污染土地、地下水源及环境等人类发展中的顽疾问题；烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品的生产焙烧过程正好在850-1000℃，可以完全分解所有有害有毒致病菌及毒素，固化有害有毒物及重金属等有毒金属废弃物，且完全是烧结制品状态应用，烧结制品不在粉碎粉磨应用，完全杜绝了有毒物、有害物及有毒金属析出，做到无害化处置和应用。其次，将固体废弃物变废为宝资源化，把固体废弃物经济合理地转化为适于运输、贮存、利用的材料或资源；目前，能够通过850℃以上焚烧或焙烧综合化、无害化、减量化、资源化处置固体废弃物量最大的应用技术是生产建筑材料；能够干净、彻底解决固体废弃物中有害有毒物进行焙烧生产的建筑材料，只有水泥、烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品、玻璃、陶瓷、岩棉或玻璃棉、陶粒等的建筑材料，其中成熟的协同处置技术只有水泥、烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品和陶粒，而水泥、玻璃、陶瓷、陶粒、岩棉或玻璃棉制品等由于生产原料及成品组分要求严格，均无法掺入太多的废弃物，只有烧结墙体屋面及道路用制品几乎所有固体废弃物都可以作为烧结墙体屋面材料的原料，烧结墙体屋面及道路用制品是焙烧类建筑材料中原料要求最低、范围最宽、唯一能够掺入固体废弃物最多的经过高温焙烧的建筑材料；加之烧结墙体屋面材料制品是主要用于建筑物砌筑结构及结构围护的材料，房屋建筑材料中70%是墙体屋面材料，几乎占建筑物主体固体材料用料80%以上，建筑物固体材料用量巨大，目前我国每年墙体材料行业生产量高达10000亿块（约折15亿立方25亿吨），按30%孔洞率和30%的掺量计算，可消纳固体废弃物5亿吨以上，按目前政策及行业规定能够正常生产烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品的60%～70%的掺量计算，可消纳大宗固体废弃物10亿吨以上，直接反应了烧结墙体屋面及道路用制品行业处理消纳固体废弃物的巨量能力和减量化、资源化处置能力。固体废弃物减量化、资源化协同处置关键问题是将固体废弃物全部完全解决，而不是仅解决部分固体废弃物，遗弃一部分，特别是目前整个大宗固体废弃物处置行业普遍存在的对建筑垃圾、剥离尾矿渣、河道淤泥及污染土、赤泥、锰渣、污泥等污染大宗废弃物的处置，仅处置砂石制造再生骨料，遗弃大量的污染建筑渣土、剥离尾矿泥土、河道污染淤泥及污染土、赤泥、锰渣、污泥等污染泥质类大宗废弃物；我们协会2018年对宁波、北京及江苏部分地区的建筑垃圾进行的调研分析发现，建筑垃圾中仅有约20%是可以制造再生骨料的废弃混凝土、废弃砖块或废弃砂石，绝大部分建筑垃圾是污染建筑渣土，剥离尾矿渣比列更高，污染剥离尾矿泥土约占90%以上；遗弃巨量污染泥质类大宗废弃物不但大量占用及污染土地，也对当地地下水源及环境造成了严重污染；巨量的污染泥质类大宗废弃物无害化、资源化、低碳化协同处置已成为对大宗固体废弃物处置行业的严重挑战，目前，能够无害化、资源化解决泥质类大宗废弃物只有水泥、烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品和陶粒，水泥、陶粒、由于生产原料及成品组分要求无法掺入太多的污染泥质类大宗废弃物，而污染泥质类大宗废弃物确是生产烧结墙体屋面及道路用制品的最佳主要原料，烧结墙体屋面及道路用制品是唯一将污染泥质类大宗废弃物作为主要原料经过无害化高温焙烧的制品；因此，烧结墙体屋面及道路用制品是巨量的污染泥质类大宗废弃物经济合理地无害化、资源化、低碳化协同处置的最主要路径。

固体废弃物焚烧或焙烧处置综合能耗是协同处置的关键性指标，直接反应协同处置技术的碳排放和综合经济社会效益，能够在850℃以上焚烧或焙烧生产的建筑材料水泥、烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品、玻璃、陶瓷、陶粒、岩棉或玻璃棉等的建筑材料行业，其中水泥、玻璃、陶瓷、陶粒、岩棉或玻璃棉都需要高温矿化或熔融才能生产出合格制品，如水泥产品是需要开采石灰石及粘土等原料经过1300℃以上高温分解矿化成为水泥熟料而制成，能效必须达到物料分解及矿化的水平才能生产出合格的水泥；玻璃是石英矿物及其他矿物物料经过高温熔融成为液态才能生产出合格的玻璃制品；陶瓷、陶粒必须是物料经过充分的配料及粉化及熟化后经过1200℃以上高温将所有物料熔融后才能够获得合格制品；岩棉或玻璃棉制品必须通过物料熔融液态后经过吹拉成丝后才能够制造出岩棉或玻璃棉制品；而烧结墙体屋面材料制品只需850-1000℃以上温度将粘土或粘土矿物片状管状、棒状物料部分熔融粘结形成粗陶结构就可以制造出合格的烧结墙体屋面材料制品。物料由固态经过高温熔融变为液态再进行矿化的生产过程，烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品是变化是最小的；其生产装备投资，原材料取得和制备以及生产能耗必然是最低的，有资料表明消耗水泥制成的钢筋混凝土的能耗是5264.9MJ/m3，而空心砖容重在700kg/m3时其单位总能耗为2524.2MJ/m3。加之烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品行业的生产企业分散程度非常高，可以最短距离做到将产品及原料运输到施工现场，由于行业企业分散程度非常高即减少了材料流动的总流量和距离，又减少了交通的负荷，相对于其它材料其建设及运营期间运输负荷最小，对环境的污染和能源的消耗也是最小的；目前能够综合化、无害化、减量化、资源化处置固体废弃物的行业，烧结墙体屋面及道路用制品行业的综合能耗及碳排放是最低的。烧结墙体屋面及道路用制品的烧结点焊粘接蜂窝结构，铸就了建筑性能十分突出，在吸水和排出水分时建筑物的结构强度不受任何影响，制品的尺寸稳定性极佳，即使大量吸附水分制品不会软化及膨胀，相关数据表明烧结墙体屋面材料制品尺寸稳定性比混凝土制品大4～5倍，比加气混凝土等硅酸盐制品大8～10倍，比起板材来讲还要大的更多，尺寸稳定性和密封功能是其他墙体材料无法比拟的。制品的蜂窝层状微观粗陶结构的隔音减震吸音功能十分突出，可满足所有噪音防护及吸音的需求，发达国家的音乐厅许多都是用烧结制品建筑。烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品是在850-1000℃温度经过焙烧被烧结出的产品，因而对火有先天的“免疫力”，即使在高温下仍能保持一定的强度，是唯一砌筑的墙体可达到的防火等级F90的材料。烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品焙烧过程并没有改变泥土的性质，制品不但能够抵御大自然的风化和侵蚀，而且色泽与大自然共生和谐，万里长城、秦兵马俑、故宫等传世历史建筑，夏、商、周春秋战国时期极富艺术价值的画像砖与瓦当；两汉时期的烧结制品装饰艺术；以及留存于世的北魏、唐宋时期等大量烧结制品砌筑的建筑物及西方千百年的砖墙教堂验证了烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品耐久性的评价，如果不是人为地、意外地破坏，建筑几乎不需维修，使用功能不会因时间的延续而降低；出色的耐久性可长期保持的尺寸、颜色的稳定性，使得烧结墙体屋面及道路用建筑材料建筑物具有较高的使用价值、保持力和持久力间接地保护了大量不可再生的资源；同时建筑物的高寿命将人类的过去与现在生动清晰的历史建筑遗迹表现出来，讲述并延续人类文明历史和无数的历史变迁；烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品建造的遮风避雨、生产生活的家园是我们的先民在生产生活中发现的的绝世“瑰宝”，并承载了我们中华五千年灿烂绚丽的“秦砖汉瓦”建筑的文明发展史和、“砖之魂、瓦之魄”建筑文化内涵和底蕴，不但铸就了万里长城、秦兵马俑、故宫等传世之作，明清时代与环境和谐共生的宜居烧结制品生态建筑更是促进了中华民族的繁衍、生存和发展，造就了我们14亿人口大国和全球五之一血脉的华人。烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品原料来自于地壳的粘土或粘土矿物，就是焙烧过的土壤，烧结后的材料PH值永远是中性的，不偏酸也不偏碱，其使用寿命终结之后回归土壤不会造成二次污染，并可以再利用，特别是具有一定的强度，即适合于生产轻质建筑材料等产品，又可以破碎后用于生产路沿石，行道砖等产品，蜂窝层状海绵体微观粗陶结构制品的废料具有良好建筑及植被性能已构成了材料的循环利用特质，在园林和陆地景观工程中的可以大量使用，可以在绿化生态工程中发挥巨大的作用；而且制品即使在地震、火灾、爆炸、战争等突发性事故时，不会因为破坏而扩散或挥发出任何有毒有害的物质；烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品对环境和土壤的破坏远远小于其他材料及制品。新的百年是我们伟大祖国走入富裕强国的百年，中华民族将迎来前所未有伟大复兴的光明前景，中华民族建立在5000多年文明传承基础上的文化自信，是无比深厚和强大的；承载着中华五千年的 “砖之魂、瓦之魄”中华建筑文化内涵和文化底蕴的烧结墙体屋面及道路用制品建造的我国江南水乡、侨乡民居、川西民居、徽派民居、闽广建筑、高脚楼、石板屋、四合院、山西大院以及中华宫廷庙宇等我国56个民族不同风貌的特色建筑，必将成为中华建筑文化自信的载体，成为我国今后百年及乡村振兴中特色小镇、美丽乡村的主流载体，拥有着建筑全能性能的烧结墙体屋面及道路用制品必然会在我国海绵城市建设、低碳建筑、生态建筑以及建筑工业化、建筑部品化中发挥出巨大的作用，融合再创中华特色的现代中国元素建筑，必将改善我国城镇混凝土沙漠高楼大厦丛林的千城一面建筑窘境，推动我国建筑的绿色、海绵、生态、低碳、节能、环保，再创中华建筑新的辉煌。“十二五”以来，脱胎于中国传统砖瓦工业的现代烧结墙体屋面及道路用制品行业，在国家产业政策的引领下，以综合利废、绿色生态、低碳、节能、环保为宗旨，全面向资源综合利用型、环境减负型、环境修复型转型发展，行业以创新为驱动，开发出节能工艺技术、装备产品和新型节能保温墙体屋面材料产品，自主研发生产系列砖瓦整装装备、智能码卸坯机器人，以节能减排为抓手，推广节能砖生产与农村节能建筑市场转化工程、制砖工艺脱硫除尘技术、全煤矸石制砖隧道窑余热发电技术和节能变频改造技术，以资源综合利用为拓展，大力提升建筑垃圾资源化利用、城镇生活污水处理厂污泥和垃圾无害化协同处理及资源化利用能力和水平，极大地促进了行业的技术进步，资源综合利用效率和水平迅速上升，产品质量品质和档次得到了显著提高，已成为消纳各类大宗固体废弃物量最大，且不会产生二次污染的无害化变废为宝的协同处置行业，不但最容易、最干净、最彻底、最经济的无害化协同处置大宗固体废弃物，而且污染物排放较少（仅有大气污染物排放，大气污染物处理设施完全可以达标或实现超低排放）、制品及行业碳排放量最低。综上所述，以综合利废、绿色生态、低碳、节能、环保为宗旨，凤凰涅槃浴火重生的现代烧结墙体屋面及道路用制品行业已经转型成为我国资源综合利用型、环境减负型、环境修复无害化、资源化、绿色低碳的行业，在双碳背景下综合利用无害化协同处置大宗固体废弃物的发展前景十分广阔，但同时也亟待各级部门出台与时俱进的相关产业政策（特别是修订淘汰已经不存在的以“毁田烧砖”为依据的新型墙体材料相关产业政策），并给予建筑应用及财政等方面的政策支持和扶持，同时亟待加强舆论正能量科学宣传引导，“古为今用 洋为中用”科学的开发烧结墙体屋面及道路用制品各类综合利废、绿色生态、低碳、节能、环保功能，服务于我国绿色低碳建筑及我们的家园，引导现代烧结墙体屋面及道路用制品行业及我国建筑业走科学健康的绿色、低碳、环保、生态高质量发展之路；行业自身也应顺势而上，在发挥行业绿色低碳优势、扩大固废利用领域、打造城市运行不可或缺的综合利废主流产业，率先实现行业的碳达峰、碳中和，加快与建筑业深度融合，开发装配式建筑适用产品延伸砖瓦行业产业链，全力提升智能制造水平，加强行业自律团结协作，加快提升行业集中度、提升行业创新能力，进一步加快转型升级，增强企业及行业竞争力，做足功课，赶上我国经济发展水平，走好绿色、低碳烧结墙体屋面及道路用制品行业的“双碳”之路，推动及发展我国的绿色、海绵、生态、低碳、节能、环保建筑，改善和修复我国混凝土沙漠城市建筑生态环境，缓解或解决我国城市目前存在的“十面霾伏”、“热岛效应”、“城市看海”等城市顽疾，进一步弘扬“砖之魂、瓦之魄”中华建筑文化自信，促进我国建筑的节能低碳发展，实现行业“宜业尚品、造福人类”，实现我国碳达峰碳中和的总目标。
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