摘 要: 我國電力能源以煤炭為主,每年燃煤電廠因燃煤產(chǎn)生的粉煤灰為 6 億 t,約占世界粉煤灰總產(chǎn)量的一半,而目前我國粉煤灰綜合利用率僅為 70%。為全面了解我國粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀并改善我國粉煤灰綜合利用情況,介紹了國內(nèi)外粉煤灰綜合利用的基本情況、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)政策及主要利用途徑,通過對比國內(nèi)外利用現(xiàn)狀,分別從利用途徑、標(biāo)準(zhǔn)制定、政策制定 3 方面提出我國今后粉煤灰綜合利用的合理化建議。我國粉煤灰綜合利用率同世界平均水平持平,但由于產(chǎn)量大、分布不均勻、已有能源政策等造成我國在粉煤灰綜合利用中主要存在傳統(tǒng)建材需求萎縮、季節(jié)性影響、政策缺少引導(dǎo)并無強制利用、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、高附加值利用占比低等問題: 我國粉煤灰主要應(yīng)用在建材行業(yè),與其他發(fā)達國家相比,在道路方面、礦坑回填方面的應(yīng)用率偏低,其中西部地區(qū)由于燃煤電廠分布廣泛、建材行業(yè)需求降低造成粉煤灰綜合利用遠低于全國水平; 我國在粉煤灰方面制定的標(biāo)準(zhǔn)所涉及的指標(biāo)范圍和指標(biāo)限值同國外發(fā)達國家相比偏松,涉及領(lǐng)域多為傳統(tǒng)的建材和基建,并不能很好地指導(dǎo)粉煤灰在其他領(lǐng)域的應(yīng)用; 現(xiàn)有相關(guān)政策大多是鼓勵利用粉煤灰,缺乏強制性,同時政策上無法有效提高產(chǎn)灰企業(yè)的主觀能動性。
為了更好推進我國粉煤灰的綜合利用,結(jié)合自身國情且與發(fā)達國家現(xiàn)狀對比,今后應(yīng)主要從以下方面入手: 加大我國粉煤灰在基建、填充、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、高附加值等方面的應(yīng)用,推進西部地區(qū)粉煤灰在填埋和農(nóng)業(yè)的應(yīng)用; 完善各利用途徑的標(biāo)準(zhǔn),在標(biāo)準(zhǔn)制定中應(yīng)體現(xiàn)我國自身的特殊性并優(yōu)先制定適用本地區(qū)粉煤灰利用的標(biāo)準(zhǔn); 我國粉煤灰利用對政策的依存度過高,因此政策內(nèi)容應(yīng)對產(chǎn)灰企業(yè)進行詳細的政策引導(dǎo)從而提高產(chǎn)灰企業(yè)的治灰主觀能動性,提高粉煤灰的綜合利用率,提高固廢利用信息的透明度,加強粉煤灰綜合利用的社會監(jiān)督。
關(guān)鍵詞: 燃煤電廠; 粉煤灰; 綜合利用; 標(biāo)準(zhǔn)體系
0 引 言
我國是產(chǎn)煤大國,以煤炭為電力生產(chǎn)基本燃料的國策在長時間內(nèi)不會改變。燃燒 1 t 原煤,生產(chǎn)粉煤灰 250~300 kg。在目前環(huán)保壓力日趨加大,固廢處置問題突出,電力行業(yè)傳統(tǒng)煤電企業(yè)經(jīng)營形式日趨嚴(yán)峻的局面下,固廢處置尤其是燃煤后產(chǎn)生的粉煤灰在煤電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中越發(fā)重要和緊迫。我國施行的“西電東送”、“特高壓輸電”等能源政策,以及西北地區(qū)傳統(tǒng)基建行業(yè)對粉煤灰需求量的下降,勢必會加劇“電從空中來、灰留在當(dāng)?shù)亍钡膼盒匝h(huán)。在國家不斷重視環(huán)保問題和習(xí)近平主席提出“綠水青山就是金山銀山”發(fā)展理念的形勢和背景下,西北地區(qū)海量堆積的粉煤灰迫切需要新的出路。
粉煤灰的理化性質(zhì)決定了其具有變廢為寶的特性,經(jīng)過幾十年的研究應(yīng)用,粉煤灰已應(yīng)用于基建、建材、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、化工等多領(lǐng)域: 粉煤灰主要成分為硅酸鹽和鋁酸鹽,可用作水泥、砂漿、混凝土的摻合料; 通過一定的燒結(jié)工藝可制作各種新型建筑材料,如陶砂陶粒、空心砌磚等; 粉煤灰可改善土壤的保水性、容重等理化性質(zhì),提供水溶性硅鈣鎂磷等營養(yǎng)素,故可提高農(nóng)作物產(chǎn)量,治理土壤沙化、鹽堿化; 粉煤灰中可提取鋁、硅、鋰、鎵等有用金屬,還可通過分選技術(shù),分選出漂珠、炭粒、磁珠等具有不同性質(zhì)的材料。
為了更全面了解我國粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀,改善我國粉煤灰綜合利用情況,本文總結(jié)了國內(nèi)外粉煤灰綜合利用的基本情況、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)政策及主要利用途徑,通過對比國內(nèi)外利用現(xiàn)狀,分別從利用途徑、標(biāo)準(zhǔn)制定、政策制定 3 方面提出我國今后粉煤灰綜合利用的合理化建議。
1 各國燃煤電廠粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀對比
1. 1 產(chǎn)量及利用率
2016 年全球粉煤灰約 11.43 億 t,平均利用率為60%: 其中中國約 6 億 t,利用率為 68% ~ 70%( 綜合利用量為 4.08 億 t) ; 美國約 4400 萬 t,利用率 54%( 綜合利用 2 376 萬 t) ; 日本 1 200 萬 t,利用率接近100%; 歐盟 4000 萬 t( 歐盟 15 國所有燃煤固廢) ,利用率 90%( 綜合利用量 3600 萬 t) ; 印度 1.69 億t,利用率 63%( 綜合利用量 1.06 億 t)。
我國及美國近十幾年粉煤灰產(chǎn)量及利用率變化如圖 1、2 所示。燃煤電廠固廢產(chǎn)出量的增長趨勢得到緩解,但固廢的綜合利用量沒有顯著提高,基本維持在原有水平,這主要是因為: 一方面隨著新能源發(fā)電量占比提高,造成傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電量受到制約; 另一方面現(xiàn)階段國內(nèi)外很多粉煤灰的“高附加值”綜合利用并未得到產(chǎn)業(yè)化普及。
1. 2 利用途徑
各國家粉煤灰的綜合利用途徑選擇取決于各國家粉煤灰產(chǎn)量、工藝技術(shù)的發(fā)展情況、環(huán)保要求、原材料的稀缺程度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素影響。各主要國家及地區(qū)粉煤灰主要綜合利用途徑對比見表 1。
由表 1 可知,各國家基本上以建材應(yīng)用為主,而在其余途徑的應(yīng)用選擇則受各國政策及產(chǎn)業(yè)的影響; 高附加值利用方面,只有日本相對利用率占比較大,這是由于日本本國原材料的限制,粉煤灰被開發(fā)成各種材料用于替代原材料。
與其他發(fā)達國家或地區(qū)相比,我國粉煤灰在道路基建、回填、農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用比例較低。我國在高附加值利用領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用主要集中在提取氧化硅、氧化鋁及稀有金屬,合成陶瓷材料和沸石分子篩,處理污水、廢氣等方面。由于傳統(tǒng)建材方面的需求量衰減,我國粉煤灰產(chǎn)出量巨大,我國粉煤灰利用率偏低的地區(qū)主要集中在西部地區(qū),造成我國粉煤灰綜合利用情況短時期內(nèi)得不到顯著緩解。
日本最主要的利用途徑是水泥,占日本粉煤灰綜合利用量的 67.12%,雖然日本的固廢綜合利用手段豐富且先進,但由于日本國內(nèi)對各種原材料的缺口大,同時由于居民反對粉煤灰在填埋場堆積,因此各種固廢的綜合利用率較高,且基本用來補充建材原料,剩余用作公路路基材料、肥料、地基改良劑等。在高附加值利用領(lǐng)域內(nèi),日本將粉煤灰應(yīng)用在制造抗腐蝕性添加劑、污泥固化劑、煉鐵工業(yè)用材料、高分子材料充填劑等。
美國環(huán)保局( EPA) 將粉煤灰利用主要分為 2 個方面: Encapsulated beneficial use ( 主要是建材) 和Unencapsulated beneficial use ( 結(jié) 構(gòu) 填 充和 堤 防 ) 。EPA 分別發(fā)布了燃煤電廠固廢在以上 2 種應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)利用的可行性評估方法,《Methodology for eval-uating encapsulated beneficial uses of coal combustionResiduals》和《Coal combustion residual beneficial useevaluation: Fly ash concrete and FGD gypsum wall-board》,用 于 更 好 指 導(dǎo) 粉 煤 灰 在 這 2 個 領(lǐng) 域 的應(yīng)用。
歐洲在固廢政策和利用方面主要關(guān)注 2 方面因素: 環(huán)保和資源化。由于歐盟自身固廢產(chǎn)量不多,且缺少建材原材料,因此 95%以上的粉煤灰都被用于建材和基建領(lǐng)域中。
1. 3 建議
我國燃煤電廠的粉煤灰產(chǎn)量遠大于發(fā)達國家產(chǎn)量,且表現(xiàn)出明顯的地域分布不均勻性,同時由于我國粉煤灰大部分應(yīng)用在建材,單一的利用途徑顯著制約著粉煤灰的利用。
1) 提高基建領(lǐng)域的利用率。我國在道路建設(shè)等基建行業(yè)中的粉煤灰綜合利用應(yīng)用比例明顯低于其他國家,尤其是國外發(fā)達國家,而我國在基建層面中仍具有較大的發(fā)展空間( 如西部地區(qū)的高鐵建設(shè)) 。在提高基建行業(yè)中比例的同時,還應(yīng)減少黏土的應(yīng)用比例( 山西地區(qū)由于成本問題選用黏土而不是粉煤灰) 。
2) 推進西部地區(qū)在填埋的應(yīng)用。我國粉煤灰在回填領(lǐng)域中所占比例也較國外發(fā)達國家低,這一方面是缺少相關(guān)的政策性和標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo),另一方面在回填領(lǐng)域上由于環(huán)保壓力也比較謹(jǐn)慎。因此,可借鑒國外在回填方面的規(guī)定并結(jié)合一定的環(huán)保試驗基礎(chǔ),增加我國的粉煤灰回填。
3) 關(guān)注環(huán)保領(lǐng)域的研究應(yīng)用。我國和印度同為發(fā)展中國家,環(huán)保和其他領(lǐng)域中的粉煤灰利用量較發(fā)達國家偏低,而我國也不斷加大環(huán)保方面治理,中西部地區(qū)往往又是環(huán)保的薄弱地區(qū),可采取粉煤灰分選—炭黑—制備活性炭—工業(yè)廢水凈化的產(chǎn)業(yè)鏈。
4) 加大在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。我國粉煤灰在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要集中在化肥生產(chǎn)、覆土造田和土壤改良中,但區(qū)域分布主要集中在中東部地區(qū),西部地區(qū)由于自身耕地面積少、地質(zhì)、水資源等制約在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用較低。因此可在西部地區(qū)增加粉煤灰在覆土造田、土壤改良中的應(yīng)用。
2 各國燃煤電廠粉煤灰綜合利用標(biāo)準(zhǔn)對比
2. 1 中國標(biāo)準(zhǔn)
我國有關(guān)粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)共計 56 個,其中國標(biāo) 11個,行標(biāo) 23 個,地標(biāo) 22 個,標(biāo)準(zhǔn)范圍涉及電廠、建材、道路、檢測等方面,其中建材領(lǐng)域占據(jù)一半,但現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)缺少高附加值領(lǐng)域、分類、規(guī)范、環(huán)保等方面。我國現(xiàn)有關(guān)于粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)見表 2。
2. 2 各國標(biāo)準(zhǔn)對比
以混凝土中粉煤灰的質(zhì)量為例,羅列了各主要國家混凝土用粉煤灰標(biāo)準(zhǔn),具體見表 3。各國因為粉煤灰特性及國內(nèi)情況所選因素的側(cè)重點不同,如歐洲對環(huán)保指標(biāo)監(jiān)控更嚴(yán),因此增加了更多粉煤灰成分的指標(biāo); 日本由于處于地震帶,因此比較側(cè)重強度參數(shù)。綜合比較,我國在粉煤灰方面制定的標(biāo)準(zhǔn)所涉及的指標(biāo)范圍和指標(biāo)限值同國外發(fā)達國家相比偏松。日本同歐盟最嚴(yán),我國同美國處于同一水平。
各國粉煤灰的分類標(biāo)準(zhǔn)不盡相同,中國及美國主要以 CaO 含量為依據(jù),日本以性能進行分類,歐盟以細度及燒失量為分類標(biāo)準(zhǔn)。分類標(biāo)準(zhǔn)以及不同種類標(biāo)準(zhǔn)值的差異性決定了最終的應(yīng)用途徑,相比較,中國和日本在不同類別粉煤灰的指標(biāo)差異性更為明顯。
2. 3 建議
1) 標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)體現(xiàn)我國自身的特殊性。標(biāo)準(zhǔn)考察的指標(biāo)應(yīng)該更能體現(xiàn)且符合我國自身的特殊性。如我國 NOx控制濃度較發(fā)達國家高,且煙道內(nèi)流場不均勻性也較國外嚴(yán)重,易造成氨量過噴,而煙氣中氨主要富集在粉煤灰中,灰中氨會影響粉煤灰品質(zhì)并釋放氨味。我國脫硫廢水往往會噴灑在灰?guī)熘?,因而加大粉煤灰中Cl-含量,含過高 Cl-粉煤灰制成的建材會腐蝕配筋制品,因此應(yīng)對 Cl-加以考核。
2) 優(yōu)先制定適用本地區(qū)粉煤灰利用的標(biāo)準(zhǔn)。由于我國粉煤灰的產(chǎn)量和綜合利用率具有明顯的地域區(qū)別,因此各地區(qū)的地方粉煤灰綜合利用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該更加完善,制定更適合于本地區(qū)的地方標(biāo)準(zhǔn)。如各地區(qū)探索最適宜的粉煤灰綜合利用途徑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)本地區(qū)的粉煤灰綜合利用。對于西部地區(qū),傳統(tǒng)建材應(yīng)用正逐漸縮窄,因此應(yīng)在回填、土壤改良等可大宗應(yīng)用方面迅速制定相關(guān)的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)粉煤灰的綜合利用。
3) 評估重金屬對土壤及地下水影響風(fēng)險。國內(nèi)外在建材、基建等傳統(tǒng)領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)均沒有涉及各類有害金屬含量。通過檢測及評估粉煤灰中有害金屬對當(dāng)?shù)赝寥兰暗叵滤挠绊?,可指?dǎo)和規(guī)范粉煤灰在土壤及回填中的應(yīng)用,從而影響政府對粉煤灰應(yīng)用的決策。
4) 制定其他利用途徑的標(biāo)準(zhǔn)。各發(fā)電企業(yè)應(yīng)積極探索和完善適宜的粉煤灰綜合利用途徑,待工藝或技術(shù)成熟后形成相應(yīng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),從而促進我國粉煤灰的綜合利用。
3 各國燃煤電廠粉煤灰綜合利用政策對比
3. 1 中國政策
我國 2013 年發(fā)布了新修訂的《粉煤灰綜合利用管理辦法》,規(guī)定了對利用粉煤灰產(chǎn)業(yè)給予的優(yōu)惠政策且鼓勵在一些高附加值/大摻量利用途徑進行應(yīng)用。2017 年 1 月環(huán)保部發(fā)布實施了《火電廠污染防治技術(shù)政策》,要求粉煤灰應(yīng)遵循優(yōu)先綜合利用的原則再堆存。此外,《資源綜合利用產(chǎn)品和勞務(wù)增值稅優(yōu)惠目錄》、《西部地區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄》及各地方政府都有粉煤灰綜合利用的優(yōu)惠政策。
3. 2 各國粉煤灰綜合利用法律政策對比
1) 日本政府及銀行對引進使用粉煤灰處理設(shè)備的一般產(chǎn)業(yè),會給予高融資率( 40%) 和低利率( 1.9%) 的特別優(yōu)惠,在經(jīng)濟上提高用灰產(chǎn)灰單位綜合利用的積極性,而我國等國并無這方面的政策優(yōu)惠。
2) 發(fā)達國家無論是政策調(diào)整還是標(biāo)準(zhǔn)制定都有顯著的靈活性,可根據(jù)市場及技術(shù)情況及時調(diào)整,以便更好地促進粉煤灰和石膏的綜合利用及使用。
3) 國外粉煤灰綜合利用的推進中民間機構(gòu)參與度較高,如美國的灰渣協(xié)和美國電力科研院。而我國則以政府為主導(dǎo),各行業(yè)企業(yè)的研究單位、科研院所為技術(shù)研究單位,推進固廢的綜合利用。
4) 我國尤其是西部地區(qū),政策引導(dǎo)性對于固廢綜合利用率影響巨大,可顯著提高或降低固廢的綜合利用率,反映出我國固廢綜合利用的單一性及政策依存度過高等問題。
3. 3 建議
1) 提高產(chǎn)灰企業(yè)治灰主觀能動性。我國粉煤灰利用對政策依存度過高,利用率受制于政策引導(dǎo),企業(yè)在探索粉煤灰綜合利用途徑上缺少技術(shù)開發(fā)和推廣的主觀能動性,更多的是被動追隨政策。各企業(yè)應(yīng)積極主動做好前期的工藝調(diào)研,提供有利數(shù)據(jù)及其他依據(jù),同科研高校、政府共同推動本地粉煤灰的綜合利用,實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟的雙效益。
2) 增加強制性利用粉煤灰的政策?,F(xiàn)行政策大多是鼓勵利用粉煤灰,建議政府在合適的地區(qū)及應(yīng)用領(lǐng)域增加強制性使用粉煤灰的政策,尤其在原材料較少或粉煤灰可替代的地區(qū)。如山西長治地區(qū)的制磚應(yīng)減少當(dāng)?shù)仞ね恋氖褂茫瑥娭剖褂貌糠址勖夯摇?/p>
3) 提高固廢利用信息的透明度。日本和印度通過不同途徑對各產(chǎn)灰單位的粉煤灰產(chǎn)量及利用率進行公開或可被查詢,接受社會公眾的監(jiān)督,從而提高各產(chǎn)灰企業(yè)利用粉煤灰的緊急性和積極性。
4) 政府提供更為實際的支持手段。建議政府建立高附加值綜合利用項目的立項、環(huán)評、生態(tài)、用地、用水等綠色審批通道; 支持高附加值利用,擴大銷售半徑,改變原有對傳統(tǒng)建材的依賴性; 爭取地區(qū)的電價政策支持,降低企業(yè)用能成本,從而加大對粉煤灰綜合利用積極性和經(jīng)濟性; 實施運輸費用優(yōu)惠政策,擴大粉煤灰產(chǎn)品運輸經(jīng)濟半徑,增加拓寬粉煤灰的銷路和應(yīng)用范圍。
4 燃煤電廠粉煤灰綜合利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)有粉煤灰主要綜合利用技術(shù)途徑見表 4,其中附加值越高的利用途徑,消耗的粉煤灰量越小。由表 4 可知,除建材、基建等傳統(tǒng)利用途徑實現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)量化生產(chǎn)外,其余應(yīng)用途徑對粉煤灰的消納量小,且問題較多。如高鋁粉煤灰中提取Al2O3工藝: 利用堿石灰、石灰石作為燒結(jié)劑進行粉煤灰中Al2O3提取過程中會產(chǎn)生大量硅渣副產(chǎn)物,如生產(chǎn) 1t Al2O3可產(chǎn)生 1.5~3.0 t 硅渣,堿法提鋁工藝產(chǎn)生的硅渣量更大; 酸浸法更適用于莫來石含量較少的流化床粉煤灰,且設(shè)備需抗腐蝕導(dǎo)致成本高。
目前針對粉煤灰基催化劑的研究還不夠深入,基本上只是單純將粉煤灰當(dāng)作一種常規(guī)載體替代物,粉煤灰制備催化的關(guān)鍵理論研究還沒有得到突破?,F(xiàn)階段從粉煤灰中提取鎵、鍺等金屬元素的技術(shù)主要有沉淀法、吸附法、萃取法等,但存在回收率不高、過程復(fù)雜、成本高、產(chǎn)品純度不理想等問題。
國內(nèi)外報道了很多有關(guān)粉煤灰處理廢水的試驗研究,但多數(shù)僅限于考察粉煤灰對污染物的吸附量和脫除量,而未考慮該方法的實際應(yīng)用,其中最主要的是灰水分離和分離后灰的處置問題; 除氟后的粉煤灰也會引起二次污染,若隨意棄置,經(jīng)雨水淋溶可能造成土壤和水體的污染。與純黃土相比,若用該粉煤灰( 25%) 與純黃土燒制磚的氟溢出量增加 11%。除表 4 列舉的利用途徑外,研究者也正將目光投放在其他領(lǐng)域。
1) Dindi 等研究表明,利用粉煤灰礦化封存CO2不僅可以減少 CO2排放量,還可以提高粉煤灰的穩(wěn)定性,從而擴大其在建筑材料生產(chǎn)中的利用率。盡管封存能力低,但由于年粉煤灰產(chǎn)量巨大,使用粉煤灰作為礦化封存 CO2原料 的 研 究仍 受 到 廣 泛關(guān)注。
2) 利用粉煤灰制作具有特定建筑功能,如保溫、防水、阻燃、耐火、防腐、抗輻射等功能的材料也是粉煤灰綜合利用的熱點: 粉煤灰具有對高溫穩(wěn)定性好及熱膨脹系數(shù)小的特點,黃軍同等、李鍵鐸等分別用粉煤灰及含鋁礦經(jīng)燒結(jié)制備了鎂鋁尖晶石-剛玉-Sialon 復(fù)合耐高溫材料和氧化鋁/粉煤灰耐火材料,經(jīng)檢測常溫耐火度可達 1400 ℃; 粉煤灰作為原料可著提高制備材料的阻燃性,曹新鑫等將粉煤灰加入聚丙烯基體中制備了抗靜電材料; Singh 等研制出多種粉煤灰抗輻射混凝土產(chǎn)品,將粉煤灰引入抗輻射領(lǐng)域應(yīng)用中; 粉煤灰防腐材料的應(yīng)用主要在粉煤灰耐酸膠泥和粉煤灰防腐涂料,可用于地下管線外壁、鋼結(jié)構(gòu)、煙囪內(nèi)壁等的防腐; 以粉煤灰為原料進行粉煤灰輕質(zhì)耐火磚的燒制,但要求所用粉煤灰品質(zhì)滿足低碳、低鐵、高鋁的要求,華中科技大學(xué)試制的粉煤灰輕質(zhì)耐火磚常溫耐壓程度可達5.7 MPa,熱導(dǎo)率( 350 ℃ ) 為 0.2 W / ( m·K)。但目前粉煤灰基功能材料大多處于理論研究階段,工業(yè)化應(yīng)用水平不高。
3) 英國蘭卡斯特大學(xué)已研發(fā)出了一種由粉煤灰廢料和堿性溶液構(gòu)成的水泥混合物,這種水泥還具備導(dǎo)電性。這種混合物在白天借助太陽能電池板存儲電量,夜晚釋放出來,最終實現(xiàn)存儲和釋放功率200 ~ 500 W / m2。
5 我國粉煤灰綜合利用主要問題
我國在粉煤灰利用過程中主要面臨市場、技術(shù)、區(qū)域不平衡、政策等問題。
1) 粉煤灰產(chǎn)地和市場存在地理隔離。我國西北地區(qū)燃煤電廠分布最密集,由于西電東送、特高壓輸電等能源政策進一步加大了西北地區(qū)燃煤發(fā)電比重。而粉煤灰的主要消納場地為中東部地區(qū),由于運輸經(jīng)濟半徑( 300 km) ,將粉煤灰運輸?shù)街袞|部不滿足經(jīng)濟性,因此海量粉煤灰被滯留在西北地區(qū)無法利用。
2) 已有綜合利用途徑單一,淡季現(xiàn)有的可大量綜合利用粉煤灰途徑只有建材與基建,但由于運輸成本限制,粉煤灰只能在產(chǎn)生地周圍消納。呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性利用規(guī)律,即每年冬季及雨季為粉煤灰的利用淡季: 冬季由于環(huán)境壓力,制磚水泥等粉煤灰傳統(tǒng)消納單位停產(chǎn)減產(chǎn),粉煤灰需求量驟減,造成電廠粉煤灰的滯留堆積; 雨季受天氣影響,粉煤灰綜合利用率偏低。
3) 高附加值利用技術(shù)存在瓶頸。粉煤灰高附加值利用面臨技術(shù)成本高、產(chǎn)生二次污染、受限于粉煤灰特性、技術(shù)有待進一步優(yōu)化等問題,因此在實際中難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
4) 粉煤灰綜合利用標(biāo)準(zhǔn)體系不完備。我國粉煤灰綜合利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要集中在傳統(tǒng)建材利用方面,缺少在分類、高價值產(chǎn)品及非建材利用方面( 環(huán)保、農(nóng)業(yè)、填埋等方面) 的標(biāo)準(zhǔn),因此其余領(lǐng)域粉煤灰的綜合利用缺少技術(shù)指導(dǎo)和規(guī)范,不利于粉煤灰的綜合利用。
5) 缺少操作性更強、強制性應(yīng)用的政策。政府對于粉煤灰綜合利用的決策缺少更為實際的支持手段,再加上各產(chǎn)灰單位對于開拓新工藝的積極性不高,造成當(dāng)下粉煤灰綜合利用技術(shù)發(fā)展緩慢。
6 結(jié) 論
我國是世界上粉煤灰產(chǎn)量和未利用量最多的國家,平均每年有 2 億 t 新產(chǎn)生的粉煤灰堆存而無法利用,影響環(huán)境。我國粉煤灰綜合利用在應(yīng)用途徑、相關(guān)專利、相關(guān)政策的現(xiàn)狀主要為:
1) 我國粉煤灰平均綜合利用率為 70%,主要應(yīng)用在建材行業(yè)中,與其他發(fā)達國家相比,在道路方面、礦坑回填方面的應(yīng)用率偏低。西部地區(qū)由于粉煤灰產(chǎn)量大、建材行業(yè)需求降低造成粉煤灰綜合利用遠低于全國水平。
2) 我國粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)涉及的指標(biāo)范圍和指標(biāo)限值同國外發(fā)達國家相比偏松,涉及領(lǐng)域多為傳統(tǒng)的建材和基建,并不能很好地指導(dǎo)粉煤灰在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。
3) 在相關(guān)政策上我國目前存在以下問題: 產(chǎn)灰企業(yè)缺少主觀能動性; 現(xiàn)政策大多是鼓勵利用粉煤灰,缺乏強制性; 固廢利用信息不透明; 政府缺少更為實際的支持手段。
4) 粉煤灰作為可綜合利用的固體廢棄物,其綜合利用途徑廣泛,且仍在探索中。各產(chǎn)灰用灰單位應(yīng)結(jié)合粉煤灰自身特性、當(dāng)?shù)厥袌鲂枨?、工藝特性、?jīng)濟成本、環(huán)保要求等積極主動分析選擇最適宜的綜合利用途徑。同時各地方政府要因地制宜出臺適用于當(dāng)?shù)氐姆勖夯揖C合管理辦法,尤其是西北地區(qū)更好地引導(dǎo)粉煤灰的綜合利用,實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)保的共同效益。