北极星固废网讯:摘要:我国电力能源以煤炭为主,每年燃煤电厂因燃煤产生的粉煤灰为6亿t,约占世界粉煤灰总产量的一半,而目前我国粉煤灰综合利用率仅为70%。为全面了解我国粉煤灰综合利用现状并改善我国粉煤灰综合利用情况,介绍了国内外粉煤灰综合利用的基本情况、相关标准、相关政策及主要利用途径,通过对比国内外利用现状,分别从利用途径、标准制定、政策制定3方面提出我国今后粉煤灰综合利用的合理化建议。我国粉煤灰综合利用率同世界平均水平持平,但由于产量大、分布不均匀、已有能源政策等造成我国在粉煤灰综合利用中主要存在传统建材需求萎缩、季节性影响、政策缺少引导并无强制利用、标准体系不完善、高附加值利用占比低等问题:我国粉煤灰主要应用在建材行业,与其他发达国家相比,在道路方面、矿坑回填方面的应用率偏低,其中西部地区由于燃煤电厂分布广泛、建材行业需求降低造成粉煤灰综合利用远低于全国水平;我国在粉煤灰方面制定的标准所涉及的指标范围和指标限值同国外发达国家相比偏松,涉及领域多为传统的建材和基建,并不能很好地指导粉煤灰在其他领域的应用;现有相关政策大多是鼓励利用粉煤灰,缺乏强制性,同时政策上无法有效提高产灰企业的主观能动性。
为了更好推进我国粉煤灰的综合利用,结合自身国情且与发达国家现状对比,今后应主要从以下方面入手:加大我国粉煤灰在基建、填充、农业、环保、高附加值等方面的应用,推进西部地区粉煤灰在填埋和农业的应用;完善各利用途径的标准,在标准制定中应体现我国自身的特殊性并优先制定适用本地区粉煤灰利用的标准;我国粉煤灰利用对政策的依存度过高,因此政策内容应对产灰企业进行详细的政策引导从而提高产灰企业的治灰主观能动性,提高粉煤灰的综合利用率,提高固废利用信息的透明度,加强粉煤灰综合利用的社会监督。
关键词:燃煤电厂;粉煤灰;综合利用;标准体系
0引言
我国是产煤大国,以煤炭为电力生产基本燃料的国策在长时间内不会改变。燃烧1t原煤,生产粉煤灰~kg。在目前环保压力日趋加大,固废处置问题突出,电力行业传统煤电企业经营形式日趋严峻的局面下,固废处置尤其是燃煤后产生的粉煤灰在煤电企业生产经营活动中越发重要和紧迫。我国施行的“西电东送”、“特高压输电”等能源政策,以及西北地区传统基建行业对粉煤灰需求量的下降,势必会加剧“电从空中来、灰留在当地”的恶性循环。在国家不断重视环保问题和习近平主席提出“绿水青山就是金山银山”发展理念的形势和背景下,西北地区海量堆积的粉煤灰迫切需要新的出路。
粉煤灰的理化性质决定了其具有变废为宝的特性,经过几十年的研究应用,粉煤灰已应用于基建、建材、农业、环保、化工等多领域:粉煤灰主要成分为硅酸盐和铝酸盐,可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料;通过一定的烧结工艺可制作各种新型建筑材料,如陶砂陶粒、空心砌砖等;粉煤灰可改善土壤的保水性、容重等理化性质,提供水溶性硅钙镁磷等营养素,故可提高农作物产量,治理土壤沙化、盐碱化;粉煤灰中可提取铝、硅、锂、镓等有用金属,还可通过分选技术,分选出漂珠、炭粒、磁珠等具有不同性质的材料。
为了更全面了解我国粉煤灰综合利用现状,改善我国粉煤灰综合利用情况,本文总结了国内外粉煤灰综合利用的基本情况、相关标准、相关政策及主要利用途径,通过对比国内外利用现状,分别从利用途径、标准制定、政策制定3方面提出我国今后粉煤灰综合利用的合理化建议。
1各国燃煤电厂粉煤灰综合利用现状对比
1.1产量及利用率
年全球粉煤灰约11.43亿t,平均利用率为60%:其中中国约6亿t,利用率为68%~70%(综合利用量为4.08亿t);美国约万t,利用率54%(综合利用万t);日本万t,利用率接近%;欧盟万t(欧盟15国所有燃煤固废),利用率90%(综合利用量万t);印度1.69亿t,利用率63%(综合利用量1.06亿t)。
我国及美国近十几年粉煤灰产量及利用率变化如图1、2所示。燃煤电厂固废产出量的增长趋势得到缓解,但固废的综合利用量没有显著提高,基本维持在原有水平,这主要是因为:一方面随着新能源发电量占比提高,造成传统的燃煤发电量受到制约;另一方面现阶段国内外很多粉煤灰的“高附加值”综合利用并未得到产业化普及。
1.2利用途径
各国家粉煤灰的综合利用途径选择取决于各国家粉煤灰产量、工艺技术的发展情况、环保要求、原材料的稀缺程度、产业结构等因素影响。各主要国家及地区粉煤灰主要综合利用途径对比见表1。
由表1可知,各国家基本上以建材应用为主,而在其余途径的应用选择则受各国政策及产业的影响;高附加值利用方面,只有日本相对利用率占比较大,这是由于日本本国原材料的限制,粉煤灰被开发成各种材料用于替代原材料。
与其他发达国家或地区相比,我国粉煤灰在道路基建、回填、农业方面应用比例较低。我国在高附加值利用领域内的应用主要集中在提取氧化硅、氧化铝及稀有金属,合成陶瓷材料和沸石分子筛,处理污水、废气等方面。由于传统建材方面的需求量衰减,我国粉煤灰产出量巨大,我国粉煤灰利用率偏低的地区主要集中在西部地区,造成我国粉煤灰综合利用情况短时期内得不到显著缓解。日本最主要的利用途径是水泥,占日本粉煤灰综合利用量的67.12%,虽然日本的固废综合利用手段丰富且先进,但由于日本国内对各种原材料的缺口大,同时由于居民反对粉煤灰在填埋场堆积,因此各种固废的综合利用率较高,且基本用来补充建材原料,剩余用作公路路基材料、肥料、地基改良剂等。在高附加值利用领域内,日本将粉煤灰应用在制造抗腐蚀性添加剂、污泥固化剂、炼铁工业用材料、高分子材料充填剂等。
美国环保局(EPA)将粉煤灰利用主要分为2个方面:Encapsulatedbeneficialuse(主要是建材)和Unencapsulatedbeneficialuse(结构填充和堤防)。EPA分别发布了燃煤电厂固废在以上2种应用领域内利用的可行性评估方法,《Methodologyforeval-uatingencapsulatedbeneficialusesofcoal