水泥工業(yè)“四零一負”理念及展望

高長明

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水泥工業(yè)“四零一負”理念及展望

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高長明

1　“四零一負”的萌芽

1996年秋，在德國杜塞爾多夫德國水泥研究院主持召開的一個小型國際技術交流會上，筆者首次口頭闡述了“四零一負”的構想。這之后，筆者將其拓展論述，撰寫了《論水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略》和《21世紀水泥工業(yè)的歷史使命——轉(zhuǎn)向綠色工業(yè)協(xié)建仿生群落體》兩篇文章，分別發(fā)表在我國《水泥技術》和《水泥》1997年第1期上，其中首次正式以書面形式提出了“四零一負”的理念。

2　“四零一負”的推進與對其基本達標的預測

所謂“四零一負”理念，即在水泥生產(chǎn)的過程中同時還要力爭（或必須）實現(xiàn)對水泥廠周圍生態(tài)環(huán)境的“零污染”、對外界電能的“零消耗”、對廢水廢料廢渣的“零排放”、對化石燃料的“零消耗”以及對全社會各種廢棄物（例如礦渣、粉煤灰、電石渣、赤泥、脫硫石膏、城市垃圾、工業(yè)廢料廢渣廢油、危廢等）的“負增長”。水泥工業(yè)要充分利用其固有的生產(chǎn)獨特性，有意識有目標地部署組織開展一系列的科技創(chuàng)新與研發(fā)項目，爭取早日最大限度地實現(xiàn)“四零一負”，成為全社會循環(huán)經(jīng)濟的重要樞紐。

應該指出，在整個重化工業(yè)領域中，對社會能提供一定程度“四零一負”功效的，迄今僅有水泥工業(yè)這一行業(yè)，其對全社會的環(huán)保和清潔低碳生產(chǎn)具有獨特的貢獻，獲得許多國家，尤其是發(fā)達國家技術政策的支持與激勵。我們要加緊創(chuàng)新研發(fā)，為水泥工業(yè)早日基本實現(xiàn)或接近100%地實現(xiàn)“四零一負”的目標而努力。同時，“四零一負”對促進水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也具有重要的戰(zhàn)略意義，所以我們必須高度重視和加強有關“四零一負”的各項研發(fā)工作。

1990年前后，“四零一負”景象在歐洲開始萌動，在世界水泥工業(yè)領域中只是少量零星地有所表現(xiàn)。當時歐美發(fā)達國家水泥工業(yè)的單位水泥粉塵排放均在0.3kg/t水泥（～130mg/m3（標））左右，我國的排放則高達20kg/t水泥（＞8 000mg/m3（標）），水泥工業(yè)無疑是高污染的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。其他污染物（NOx、SO2、VOC、F-、Hg等）對環(huán)境的影響則尚未顧及研究。水泥窯廢氣余熱發(fā)電技術雖已在日本興起，但其效率較低，熟料發(fā)電量多在25kWh/t以下，成本較高，尤其是在火力發(fā)電技術先進的發(fā)達國家，經(jīng)濟效益太低，難以推廣。在廢水廢料廢渣方面，水泥廠對外的排放量歷來就不多，只要足夠重視，是可以做到“零排放”的。事實上，這一點當時在諸多發(fā)達國家基本上已經(jīng)做到了。至于采用社會各種可燃廢棄物用作替代燃料（除美國有些水泥廠燒廢輪胎外），當時在歐洲發(fā)達國家只有少數(shù)幾家水泥廠正在少量替代試驗之中，完全談不上對化石燃料100%的替代率或“零消耗”，采用替代原料的情況也為數(shù)極少。此外，因為水泥工業(yè)歷來有摻用混合材的傳統(tǒng)，所以其對社會某些工業(yè)廢棄物（例如礦渣和粉煤灰等）的消納利用——“負增長”有較大積極作用，而且具有進一步拓展空間和潛力?？傊敃r（1997年）即使是發(fā)達國家先進水泥工業(yè)的實際情況與“四零一負”的戰(zhàn)略目標也是相距甚遠的。

筆者完全理解當初抱有“立窯情結(jié)”的諸位同仁對“四零一負”能否實現(xiàn)的高度質(zhì)疑。任何新事物從破土萌芽到成長壯大都必須經(jīng)歷一番艱辛的歷程，只要筆者所判斷預測的水泥工業(yè)科技發(fā)展方向是基本正確的，是符合水泥科技發(fā)展客觀規(guī)律的，那么筆者對“四零一負”的實現(xiàn)性始終充滿信心，這是基于諸多客觀萌芽狀態(tài)新事物苗頭的科學分析，認為這些苗頭演變發(fā)展最終結(jié)果“四零一負”的發(fā)生是大概率事件而得出的結(jié)果和預測。

事實上，在筆者鉆研思考“四零一負”構想的醞釀及形成定稿的漫長過程中，始終得到前輩專家吳中偉、朱祖培、劉公誠、高世雄、馮修吉、胡宏泰等老先生的親切鼓勵和指導，他們的音容笑貌至今仍歷歷在目，我將永遠銘記在心。

根據(jù)世界水泥工業(yè)科技進步的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，現(xiàn)在看來，筆者20年前的判斷預測以及“四零一負”理念的提出，與現(xiàn)今世界先進水泥工業(yè)的實際情況及其科技進展水平相比較，兩者總體相符。事實證明，筆者當初并非“異想天開”，而是科學分析的理性預測。

“四零一負”理念是經(jīng)過一番認真的思考研究探求后，對水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展客觀規(guī)律的個人認知在廣度和深度兩方面不斷提煉升華的一種歸宿?，F(xiàn)在看來，關于水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的特征或路徑問題，國內(nèi)外專家學者各有表述，但均未定型，而“四零一負”則是一種最早的定型表述。2009年聯(lián)合國世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會（WBCSD）和水泥可持續(xù)發(fā)展倡議（CSI）合作研究發(fā)表的《2050世界水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術路線圖》的理念及內(nèi)容與“四零一負”不謀而合，僅有些表述的用詞有所不同。

表1　1985～2015年水泥工業(yè)“四零一負”完成度估算

茲將1985～2015年間，發(fā)達國家與我國水泥工業(yè)在“四零一負”方面的科技進步及其完成度的初步估算列舉于表1中。其中“四零一負”各項完成度的計算基準分別為：對環(huán)境“零污染”的，以各種污染物的排放量均達到在自然生態(tài)環(huán)境中可以完全自凈化的程度為100%；對外界電能“零消耗”的，以噸熟料余熱發(fā)電量等于生產(chǎn)噸熟料所需的總耗電量為100%；對廢水廢料廢渣“零排放”的以完全沒有污水廢料廢渣排出為100%；對化石燃料“零消耗”的，以熟料煅燒所需的熱能完全來自替代燃料為100%；對社會廢棄物“負增長”的，以噸水泥各種廢棄物利用總量達600kg（干基）為100%。

由此可知，隨著世界水泥科技的不斷創(chuàng)新，“四零一負”的戰(zhàn)略目標在發(fā)達國家現(xiàn)已將近實現(xiàn)，其中對周圍生態(tài)環(huán)境“零污染”的完成度約為90%；對外界電能“零消耗”的完成度卻仍然維持在6%以下，這是因其外購電價低于其余熱發(fā)電成本所決定的，但水泥窯的余熱大多均回收用于工廠附近居民區(qū)的供熱和制冷，其余熱回收利用率往往更高；對外界廢水廢料廢渣“零排放”的完成度己近100%；對化石燃料“零消耗”的完成度約為60%；對全社會各種廢棄物“負增長”的完成度約為55%，其中混合材、替代燃料和替代原料三者的比例較合適。水泥工業(yè)在全社會循環(huán)經(jīng)濟中的樞紐作用日益顯著。水泥工業(yè)在社會公眾中的口碑遠比我國好得多。

同期我國“四零一負”的進展與完成度的提升則比較迅速。其中對環(huán)境“零污染”的完成度由1985年的10%上升到2015年的60%，國家工信部已于2015年7月將水泥工業(yè)排除于高污染行業(yè)，但是其總體與國際先進水平的差距仍較大，特別是粉煙塵（含PM2.5）排放長期嚴重超標，亟須花大力氣根治；廢水廢料廢渣“零排放”的完成度已達約80%；在余熱發(fā)電方面，對外界電能“零消耗”的完成度較高，已達55%，因我國火力發(fā)電效率比發(fā)達國家的低不少，外購電價貴得多，故而水泥窯余熱發(fā)電的采用率較歐美國家高得多，已達75%以上，噸熟料平均發(fā)電量為32～38kWh；然而在采用替代燃料、實現(xiàn)化石燃料“零消耗”方面，我國的完成度卻低到1.0%以下，仍然處于艱難的起步階段，與國際水平（60%）相差懸殊，所幸國家的技術政策已在研究改進之中；對社會廢棄物“負增長”的貢獻方面，我國的完成度約為65%，其中，混合材占比高達94%，替代原燃料利用量太少，亟需改進。

另外，水泥企業(yè)應向社會公眾提交年度環(huán)境報告，這是考察企業(yè)履行社會責任優(yōu)劣的重要準繩，希望政府加強引導監(jiān)管，敦促實施，央企和國企敢于擔當，敢于帶頭公布本企業(yè)年度污染物排放信息。

綜合研究分析各方面的信息，筆者估計，發(fā)達國家可能在今后5～10年內(nèi)得以基本實現(xiàn)或接近100%地實現(xiàn)“四零一負”的目標（除對外界電能“零消耗”外），我國則可能還需10～15年。這也印證了過去30年來，我國水泥工業(yè)總體上已有很大的提升，與國際先進水平的差距大大縮小。抓緊做好“四零一負”這個系統(tǒng)工程，特別需要重視擴大采用替代燃料和嚴厲降污（特別是粉煙塵）減排兩大領域，必須真正地實施現(xiàn)行的標準，同時切實做好監(jiān)管工作。做到實實在在地補強并徹底消除我國水泥工業(yè)的各項“短板”，從而趕超國際先進水平。

總之，“四零一負”的戰(zhàn)略目標前景樂觀，其發(fā)展進程最終還須經(jīng)時間和實踐的檢驗，讓我們拭目以待。

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中圖分類號：TQ172.8

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文章編號：1001-6171（2016）01-0017-03

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收稿日期：2015-12-01； 編輯：呂 光