陕西省建筑材料工业设计研究院陕西省西安市710000
摘要:我国建材工业是典型的流程工业,具有资源、能源密集、高能耗、高污染的特点,其工艺过程的技术进步和节能减排以及相关材料的升级换代,对于我国材料工业领域的低碳可持续发展具有重要的意义。通过对世界建材工业的绿色发展趋势、我国建材工业面临的能源和环保制约问题的分析,提出了对我国建材工业节能减排关键技术选择的建议。
关键词:建材工业;节能减排;技术发展;
我国是一个经济高速增长的发展中国家,气候变化是我们面临和必须应对的问题。也是落实科学发展观,走可持续发展道路的必然要求。党中央和国务院高度重视应对气候变化问题。在APEC会议上指出,“应该建立适应可持续发展要求的生产方式和消费方式.优化能源结构,推进产业升级,发展低碳经济,努力建设资源节约型、环境友好型社会,从根本上应对气候变化的挑战”。
一、建材工业发展低碳经济势在必行
建材工业是国民经济重要的原材料工业,也是资源、能源依赖型原材料工业。我国已经成为世界最大的建材生产和消费国。建材工业的总能耗仅次于冶金和化工。居工业部门第三位.建材工业能耗总量约占全国能耗总量和工业部门能耗总量的7%和10%.建材工业废气排放总量占全国工业废气排放总量的18%。同时建材工业发展低碳经济是实现建筑节能的基础条件。建材行业产品的77.37%用于建筑业。建筑业每增加l万元产值,将消耗0.35万元建材产品。目前,我国既有建筑达430亿m2.年新建房屋面积高达16~20亿m2,但95%以上都不是节能建筑,我国建筑能耗已占全国能源消耗的近30%,单位建筑面积采暖能耗为气候相近发达国家的3倍左右。如果建筑节能工作仍维持目前状况。到2020年建筑能耗将达到10.89亿t标准煤,与此同时,空调高峰负荷就相当于10个三峡电站满负荷发电量。由此可见,建材工业推进节能减排,大力发展低碳经济势在必行。
二、我国建材工业节能减排现状及面临的问题
建材材料工业是我国重要的原材料工业和改善民生的产业,也是支撑我国战略性新兴产业发展的基础,极具发展潜力的产业,在国民经济发展中具有重要的地位和作用。建材工业是资源能源依赖型产业,环境负荷较重,是国家节能减排和发展循环经济的重要行业。建材工业积极开展和推进材料低碳、绿色、高性能化的基础理论研究,以及高温窑炉节能、环保和低碳化技术,大型节能粉磨技术与装备,高性能绿色节能建材及其先进制造技术,大宗废物无害化安全处置和资源化综合利用技术等的开发,面临以下问题:
1.科技投入不足,技术和装备水平有待提高.我国建材工业科研开发投入较为薄弱,科研经费不足全行业年度营业收入的1%,自主科技创新对建材流程制造业的发展贡献有限,产品技术水平参差不齐,先进与落后并存,且部分行业落后技术仍占主导地位。即使在水泥、平板玻璃生产工艺技术方面,我国大型成套装备的系列化较为完备,但部分关键设备的核心技术仍需提升,仍存在部分落后产能。同时,我国水泥工业设备的耐磨材料与研磨介质的消耗量比先进国家高10~20%。设备平均运转率较国外低10%。由于耐磨耐热性差,我国大型辊磨机磨辊寿命为8000小时,而国外为20000小时(这个数据对比应该是不同材质的对比,同一规格同一材质的磨辊寿命我国与国外的相差不大,基本属于同一水平),我国主机设备重量较高,比丹麦FLS高出约10%。
2.节能环保任务艰巨。建材工业资源能源消费总量及污染物排放总量大,环境负荷高,承担着很重的节能减排任务。与世界同行业水平横向相比,生产能耗、污染物排放仍有一定的差距。建筑卫生陶瓷领域,综合热耗是国际先进水平的2倍,单件产品资源、能源浪费严重,个别生产工序能耗严重,且余热利用不够。墙体材料工业是建材行业的第二耗能大户,其能源消耗占建材产业耗能总量的23.05%。在我国生产1万块烧结实心砖需标煤1.1吨,节能减排任务艰巨。目前我国建筑运行能耗占社会总能耗的28%,而仅有10%的建筑符合国家节能65%的要求,外墙外保温、外墙内保温等复合节能保温体系存在着耐久性与安全性差、施工难度大、建筑成本高的问题;新型保温墙体材料的发展还难以赶上建筑节能提升改造的步伐。
3.产品附加值低,产业链短,产能过剩问题危及行业健康发展。我国建材工业产品附加值低,主要表现在主流产品科技含量较低,产能严重过剩,与国外同行相比,质量有大幅提升的空间;高端产品紧缺,仍需要从国外进口;产业链过短,主要表现在销售收入单一,以主流产品为主。以水泥行业为例,特种水泥和专用水泥所占比例较低,且生产规模分散,能耗较高,与我国大规模高标准的重大工程项目建设极不相称。
三、我国建材工业节能减排关键技术选择方向
1.选择思路。建材工业属国民经济中资源、能源依赖型的原材料工业,全面推进清洁生产,大力推进节能减排,发展循环经济,加快开发安全节能的绿色产品,走绿色低碳、清洁安全发展之路,是建材行业可持续发展的重要保障。建材工业绿色化发展要坚持建材产品全生命周期绿色化原则,生产过程中采用先进工艺,发展各种节能减排和利废技术,构建优化全厂的能量网络流,高效利用资源能源,所生产的建材产品质量高、寿命长、性能优良、施工易行,在建筑生命周期内为建筑节能提供保障。注重循环利用,努力使达到使用周期后的废弃建材产品,能够在某些方面再次体现使用价值。采用先进工艺和信息技术对传统工艺进行改造,推动信息化、智能化建设,提高建材生产的信息化水平。利用现代信息技术,改进燃烧、烟气脱硫脱硝、余热发电、余热利用等环节先进节能减排技术的系统化应用,提高节能减排综合水平。
2.选择重点。(1)我国建材工业需要探索研发的节能减排关键技术:新型水泥生产静态熟料煅烧技术、水泥窑低温SCR脱硝关键技术、水泥窑烟道气中CO2捕集利用和储存技术、浮法玻璃熔窑负压澄清技术、建筑卫生陶瓷窑炉综合节能减排关键技术、陶瓷砖新型干法短流程工艺关键技术、高强低导耐腐蚀环保型耐火材料制备技术、保温型再生墙体材料生产和应用关键技术、二氧化硅气凝胶保温材料制备及应用关键技术、建材工业窑炉的减排技术研究及装备开发、非金属矿物新型水处理剂的研制关键技术、水泥生产智能优化控制及能效监测评估关键技术、新型功能化特种玻璃新材料制备关键技术、新型低碳水泥基新材料技术等。(2)我国建材工业需要示范的节能减排关键技术:新型干法水泥窑协同处置城市生活垃圾、污泥技术、泡沫混凝土保温板产业化示范技术、高温气体净化用陶瓷膜材料技术、超高性能混凝土产业化关键技术、8万吨级玻璃纤维纯氧燃烧创新产业化技术、建筑卫生陶瓷废料回收利用产业化示范技术、玻璃熔窑节能环保技术一体化示范等。(3)我国建材工业需重点推广的节能减排关键技术:水泥窑炉富氧燃烧节能减排技术、玻璃熔窑烟气余热发电、除尘、脱硫脱硝一体化技术及装备、建筑陶瓷砖薄型化重大技术及装备、低品位陶瓷矿产资源加工及瓷土废渣再利用技术、新型干法水泥窑低NOX分级燃烧技术与装备、新型干法水泥生产线窑尾烟气智能实时监测系统技术、离线Low-E玻璃产业化关键技术及成套装备、浮法在线Low-E玻璃产业化关键技术及成套装备、挤出干挂空心陶瓷板节能高效辊道窑、真空玻璃规模化生产关键技术研究、保温与结构一体化墙体及屋面材料制造与应用技术研究等。
总之,我国建材行业如一个快速成长的企业,需要走一条速度、结构、效益相统一的发展道路,建材行业需要一如既往地以技术创新为先导,大力发展绿色建材和成套技术装备,推动资源重组,引领行业整合,为建材工业发展低碳经济发展贡献力量。
参考文献:
[1]张平,探讨建材工业节能减排关键技术发展重点.2017.
[2]李宏宇,浅谈我国建材工业节能减排关键技术发展重点.2017.